植物组织培养苗的工厂化生产

第一篇：植物组织培养苗的工厂化生产

试管苗工厂化生产研究进展

目录

前言………………………………………………………2 一.工厂化育苗的历史与发展现状……………………2

（一）国外工厂化育苗的历史与发展现状………………………2

（二）国内工厂化育苗的历史与发展现状………………………4

二 工厂化生产的主要设备和设施……………………6 三.工厂化生产技术……………………………………7 四．组培苗工厂化生产的工艺流程……………………8 五.工厂化生产的机构设置与各部门岗位职责…………………………………………………………9 六．组培工厂设计中几项重要技术参数………………10 七．生产规模与生产计划………………………………10 八．组培苗的生产成本与经济效益…………………11 九．附录…………………………………………………11

前 言

在植物组织培养过程中，根据所培养的植物种类、生产规模，选择合适的器材、设施是十分必要的，只有这样才能确保整个操作过程的顺利进行。在器材、设施的选择上，不要贪大求洋，应该在其是否实用上多下功夫。在研究型的组织培养操作中，往往对器材、设施的要求较高；而在生产型的组织培养中，则对器材、设施的要求却较为粗放，因此管理者必须根据实际情况来进行培养器材、设施的遴选。

在植物组织培养的过程中，从外植体的采收到试管苗的定植都必须要在特定的环境中进行，例如，培养基的配制要在专用的器材、设施中进行；外植体的接种要在专用的器材、设施中进行。应该根据植物组织培养不同阶段的需要，选择不同的器材、设施。只有从降低投入、提高工效、节约劳力等诸方面加以考虑，才能降低培养成本、提高培养效率。

正文

一.工厂化育苗的历史与发展现状

（一）国外工厂化育苗的历史与发展现状: 从20世纪60年代开始，发达国家的农业已经大规模实现机械化生产，美国Speedling公司的创始人之一George Todd首先推出了使用发泡聚苯材料制作的穴盘，并将其应用到花椰菜的育苗上。与此同时，美国康奈尔大学的Jim Boodley和Ray Sheldrake教授首次提出用泥、蛭石作为育苗基质，为穴盘育苗的大规模工厂化生产进一步拓宽了思路，并提供了优良、稳定的育苗基质，其后将其成功应用于蔬菜、花卉的种苗生产，目前穴盘育苗技术已经普及世界各地。这种育苗技术的核心是以泥炭、蛭石、珍珠岩等轻基质作育苗基质，用穴盘作育苗容器，采用机械化精量播种，实现一次成苗的育苗方式。由于在育苗过程中每一株幼苗根系都各自分离，移栽时只要将种苗穴盘脱出即可达到分离的目的。幼苗的根系完整，提高了移栽后的成活率，而且将育苗过程进行程序化设计，将其分为基质混合和填充、播种、基质覆盖、洒水和移栽等若干工序，为机械化流水作业提供了可能，提高了种苗生产效率。穴盘育苗在美国等发达国家已形成一个新的种苗生产行业，它的出现带动了温室制造业、穴盘制造、基质加工业、精密播种设备 等一批相关产业的技术进步。如果以穴盘育苗为例纵观国外工厂化育苗的发展历程，国外的工厂化育苗具有以下特点：

1.穴盘育苗的市场需求量和供应量大穴盘育苗在欧美等农业现代化程度比较高的国家推广普及较为迅速。商品苗生产量居于第一位的是美国，其次是意大利、法国、西班牙、荷兰，进入20世纪90年代以后，澳大利亚、日本、韩国、以色列等国家穴盘育苗也形成了一定的规模。以美国为例，最早开始专业种苗生产的公司是Speedling、Kube—Pak、Pinter和Blackmore4家公司，其中Speedling公司发明的泡沫穴盘大量应用于蔬菜种苗生产，Blackmore公司发明了硬塑胶原料穴盘，大量应用于花卉与蔬菜种苗生产。穴盘育苗的规模增长迅速，1979年，美国的花坛花卉穴盘苗生产量约为50万株，而到了1994年，北美地区（美国和加拿大）花坛花卉穴盘苗的生产，已经超过40亿株。到90年代末期，北美地区超过90％的花坛花卉均采用穴盘苗生产，加上蔬菜、盆栽植物、切花、宿根花卉、组培材料和树苗，每年的穴盘种苗生产量已经超过250亿株。随着种苗产业的发展，育苗公司的生产规模迅速扩大，90年代初，穴盘苗生产规模最大的是Speedling Transplanting和Green Heart Farms公司，包括花卉在内的商品苗年产量都在5亿～6亿株。现在这两个育苗公司商品苗年产量都扩增了1倍。产量突破了10亿株(其中蔬菜苗产量占80%以上)。除上述世界上最大的两个育苗公司外，其他公司如Grower Transplanting、PlantelNursery、Golden Fields、Santafe Nursery、Nativadad Nursery、Craven Transplant等商品苗产量都达到2亿~8亿株，西欧国家育苗场商品苗数量虽然比不上美国，但荷兰的Van De Bekerom、Beekeh Kamp以及意大利的Restyra等育苗公司年产商品苗数量也达到了2亿株以上。穴盘育苗的发展，改变了蔬菜传统生产方式和种植制度，如美国移栽蔬菜面积大幅度上升。早在20世纪60～70年代，美国蔬菜作物95%以上是采用直播，出苗后再采用人工或机械间苗，对种子价格比较昂贵的或苗期生长特别缓慢的蔬菜则采用木箱沙培育苗，然后裸根移栽。穴盘育苗问世以来，蔬菜育苗移栽面积迅速增加，目前美国100%的芹菜、鲜食番茄、抱子甘蓝，90%的青椒，75%的花椰菜、青花菜，70%的冬春生菜，30%的甘蓝、加工番茄，都采用了穴盘育苗移栽。虽然购买商品苗费用比露地直播成本加大20%，但采用移栽苗，种植密度有保证，产量可增加20%，更主要的是移栽比直播作物长势整齐，有利于机械化收获。因此，工厂化穴盘育苗方式的出现推动了美国现代蔬菜种植方式的革命。

2.宜地育苗，分散供苗，种苗生产专业化程度高 美国等发达国家注重农业的规模化经营，实施规模化经营的前提是建立起一整套社会化服务体系。而蔬菜商品苗的专业化生产恰恰适应了现代化大农业发展的需要。如美国加利福尼亚州是美国蔬菜主要生产基地，加利福尼亚州蔬菜，特别是鲜食蔬菜产量大约占美国市场总量的1/2。同样，加利福尼亚州蔬菜商品苗的产量约占全美国市场总需求量的2/3。1995年全美国生产经营规模2400hm2以上的蔬菜农场共44个，其中20个在加利福尼亚州，同样年产商品苗1.5亿株以上的育苗场共有25家，而13家在加利福尼亚州。因此，种苗生产都是由大型的种苗生产公司来进行，从事蔬菜种植的农场主不必自己育苗，而是委托专业种苗公司生产，种苗采用集中生产、分散供应的方式进行，形成了完整的种苗生产和供应的社会化服务体系，而这是采取传统的营养土块等育苗方式所无法实现的。

3.机械化程度高，技术管理规范 工厂化育苗采用精量播种，从基质混拌、装盘、压穴到播种、覆盖、喷水等一整套作业在一条作业线上完成，并实现了自 动控制。日常运行时生产线上配4名作业管理人员，生产线前端1人，负责把苗盘码放在传送带上；生产线中间操作人员负责监督检测精量播种机的作业质量；生产线末端人员负责把播种完毕的苗盘码放到叉车板上或拖车上；另外1人则负责检查料箱基质和运送苗盘。生产线运行速度为700~1000盘/h，为保证机械性能处于良好运行状态，每个育苗场均配备对机械和电十分熟悉的检修工1~2名，机械性能好，播种精度高，1穴1粒准确率可保持在98%左右，成苗率80%~95%。除苗盘码放和补苗需手工作业外，日常管理喷水、喷肥、打药均实现机械化或自动化。大型育苗公司设备周年运行，精量播种生产线经常工作14h，两班倒作业。因作物种类和育苗季节不同，每茬作物苗龄30~60d不等，平均育苗茬次5~6茬，年人均育苗量600万~800万株。

现代化育苗场设施先进，技术含量高，专业育苗公司都聘用一批素质好、技术全面、经验丰富的专家负责管理，指挥日常生产和市场运营，同时建立起了相应的规范化操作管理制度。例如，播种前检测种子活力和萌发率，发芽率低于85％的种子不能作精量播种使用；苗期不间断地检查基质理化性质、基质EC和pH；确立精确的营养液配制浓度与养分配比，喷水系统水分均匀度；建立育苗温室和催芽车间环境控制管理标准；病虫害防治；确立壮苗标准；商品苗贮运技术等。正是由于育苗工厂有可靠的机械和人员技术保障，才能实现种苗的规模化和标准化生产。

(二)国内工厂化育苗的历史及发展趋势

我国在20世纪80年代中期将穴盘育苗技术正式引进，北京蔬菜研究中心陈殿奎研究员等承担技术设备引进和消化吸收的研究工作，并在京郊花乡建起了我国第一座穴盘育苗生产场，于1987年正式投产。该育苗场从美国引进的设备主要是穴盘育苗的精量播种生产线，种子丸粒化加工设备，以及72孔和128孔的PS吸塑苗盘。育苗的主要基质是从吉林省舒兰县调入，蛭石是河北省灵寿县加工生产，育苗所用N、P、K肥料是市场上商品肥复配，育苗温室则是自行设计的四周有围墙的塑料大棚，采用暖气加温，育苗温室内配有育苗床架和行走式喷水车。花乡育苗场自1987年投入运行后，商品苗产量稳步上升，质量不断提高。1990-1993年商品苗销售量稳定在800万株/年，并经常出现供不应求的局面。春茬主要培育的蔬菜苗是为保护地提供番茄、甜(辣)椒、茄子3种茄果类菜苗及露地花椰菜、甘蓝苗，瓜类作物黄瓜、苦瓜育苗数量不多，只有10万~20万株/年；夏播苗则以芹菜苗为主，夏播苗数量占全年20%左右。花乡育苗场的成功运作使我国蔬菜育苗首次实现了专业化，供苗实现了商品化，生产过程实现了机械化。

从花乡育苗场10年来(1987-1996年)的生产运行情况来看，我国穴盘育苗成本高于美国、韩国，分析其主要原因有4点：①生产规模小，设备设施不能充分利用，没能实现满负荷运行。例如，花乡育苗场引进的精量播种生产线，每年工作时数约160h；而美国Green Heart Farms(绿心育苗公司)属同一型号的精量播种机，年工作时数不少于2400h。同样就温室设施而言，美国的育苗场每年育5~6茬苗，而花乡育苗场只有1.2茬。②劳动生产率低下。与美国育苗公司相比较，那里平均每个员工(包括管理人员)商品苗产出量达600万~800万株/年，花乡育苗场人均商品苗产出量为20万~25万株/年。③能耗燃料成本占育苗成本比例高。按20世纪90年代末煤的价格250元/t计算，北京地区育苗温室采用集中供暖，冬春季育苗平均每667m2出苗量25万株，耗煤30t，折燃料费7500元，即燃料费成本达到每100株3.0元。④花乡育苗场运转时育苗盘国产化问题尚未解决，仍然依赖进口，国内现使用的吸塑苗盘基本是从美国和韩国进口，质量为180g的吸塑PS苗盘国内售价每100个580元，由于附加进口海关税、增值税等费用，国内苗盘定价较国外高40%左右。如果以每个苗盘平均使用3.5次，即苗盘成本为每100株苗1.5元。

尽管花乡育苗场与国外育苗工厂相比存在诸多问题，但让人们看到了现代育苗的发展方向，特别是穴盘育苗商品性好和幼苗质量高的特点符合现代农业的发展需求，“八五”、“九五”和“十五”期间都将工厂化育苗作为国家攻关重点项目进行研究。目前，工厂化育苗所需的精量播种机、行走式洒水车、移动式苗床、育苗穴盘、育苗生产流水线都已经实现国产化生产，在育苗基质配方、育苗环境控制上也进行了大量的研究，并已经应用于育苗实际，专业化的育苗工厂在我国已屡见不鲜。1998年以来，国内建起的穴盘苗成规模化生产企业有50~60家，工厂化育苗在我国有广阔的市场前景。根据估算，我国每年蔬菜生产的育苗量大约需要4000亿株，因此是一个巨大的种苗市场，而且我国的花卉市场方兴未艾，草花生产已经普遍采用穴盘育苗，果树无病毒苗和林木育苗普遍采用了容器育苗，棉花和烟草的工厂化育苗已经在国内得到了普及和推广。美国Speedling(维生)公司在国内已经设立了十几个育苗场，国内的专业种苗公司数量也在不断增长，相信未来我国的工厂化育苗将会得到更大的发展。但目前我国工厂化育苗的技术水平和生产规模与国外相比还有较大差距，今后我国工厂化育苗产业的发展应注意以下问题：

1．关于育苗工厂的规模化经营问题 由于工厂化育苗需要一定的育苗设施和装备，育苗工厂的一次性投入较大，而且生产过程中采用基质和穴盘等消耗品增加了育苗成本，因此，工厂化育苗的育苗成本较传统的育苗成本高，而降低成本的有效途径就是扩大育苗工厂的生产规模，实现规模经营。目前存在的普遍问题是我国农户经营规模小，传统的一家一户分散育苗仍占主导，商品化供苗还有一段路要走，也致使国内育苗工厂的育苗数量偏少，除美国Speedling(维生)公司在中国建立的育苗场经营规模较大外，育苗量超过3000万株/年的工厂很少。而没有规模就没有育苗效益，只有育苗达到一定的规模，单株育苗的公摊成本才会降低(如育苗设施折旧费、采暖费等)，现在很多地方的育苗工厂没有发挥应有的效益，主要是规模经营不够造成的。因此，在我国育苗需求量较大的地区要集中力量扶持壮大几家大型的育苗企业，才会促进我国工厂化育苗产业的持续发展。

2．关于育苗工厂的产品定位问题 如何对培育的幼苗进行合理定价，即可实现赢利，又能让生产基地或农户满意一直是困扰育苗工厂经营者的重要问题。以蔬菜生产为例，采用常规的品种进行育苗可能不会有利润，原因是常规品种种子廉价，农户可能自己育苗。随着我国设施蔬菜和出口创汇蔬菜的迅速发展，从国外进口的种子逐渐增加，而进口种子价格高，农户自己育苗有很大风险，而工厂化育苗由于有较好的设施和丰富的育苗经验，可以保证育苗成功，在这种情况下，农户就愿意委托育苗工厂育苗。另外一种情况是一些技术含量高的育苗可以获得较好的回报，如西甜瓜生产普遍采用嫁接育苗，而很多农户由于没有掌握这一技术或自己育苗成本很高(如冬季需要加温设施等)，也会委托育苗工厂育苗，因此对育苗工厂的经营种类进行合理定位非常关键。

3．工厂化育苗的标准化需要进一步加强 尽管国内近年来工厂化育苗的单项技术上取得了很多突破，但总体而言，我国工厂化育苗的标准化程度需要进一步加强。育苗涉及种子精选与处理、基质配方、精量播种、育苗精准环境控制、水肥调控、病虫害防治、种苗的贮藏与运输等诸多环节，如果某一个环节控制不当，都会导致育苗失败。需要根据不同作物种类和不同地区的生态气候特点，制定相应的工厂化育苗操作规范，提高种苗生产的标准化水平。

4．工厂化育苗设施和配套装备开发需要加强

目前国内比较大型的育苗工厂都是采用从国外进口的精量播种流水生产线，尽管质量好，但价格高昂；国内研发的播种机尽管价格低，但又存在精度差的问题，而且开发的设备不配套，设备的故障率较高。加强对工厂化育苗关键设备特别是精密播种机的开发将是今后我国工厂化育苗设施开发的重点，此外尽快开发出与工厂化育苗相配套的田间移栽设施亦是今后需要重点解决的问题。

二 工厂化生产的主要设备和设施

三.工厂化生产技术

3.1品种选育和母株培养：

广泛收集和引进目标植物建立种质资源圃，选择市场潜力大、特性典型、纯度高、生长健壮、无病虫害的植物作为母株进行生产。3.2离体快繁组培基本苗：

（1）.初代培养材料的处理与培养：尽管采用小容器进行分散培养，降低污染率。

（2）.组培苗的变异：注意选择适宜的培养途径（如芽再生型等）。

（3）.预留储备“母瓶”：置于10-15℃低温下保存，减少变异及污染等的影响。

（4）.生根培养：将成丛的试管苗分离成单苗，转接到生根培养基上，在培养容器内诱导生根的方法。3.3.组培苗的移栽驯化： 3.3.1.准备工作：

（1）.选择育苗容器：一般采用穴盘，带根苗需穴格较大，扦插苗则需穴格较小。

（2）.基质选配：

①.具备良好的物理特性：保水透气；

②.具备良好的化学特性：稳定、无毒、PH值及电导率等适宜；

③.物美价廉，便于就地取材。（3）.基质的种类：

①.有机基质：泥炭、椰糠、花生壳、木屑等；

②无机基质：蛭石、珍珠岩、次生云母矿石、河沙、炉渣等。（4）场地、工具及基质灭菌、装盘：

①场地、工具灭菌：多采用化学药剂灭菌；

②基质灭菌：多采用蒸汽灭菌或化学药剂灭菌；

③基质装盘。

（5）营养液的配制：

①营养液的成分：大量、微量等；

②营养液常用药品的来源：实验研究需分析纯，规模化生产用化学纯或工业化合物；

③营养液配方；

④植物营养液的配制。3.3.2.组培苗移栽：

（1）自然适应： 组培苗由试管内条件转入室温，暴漏于空气中，环境落差大，需要逐步适应。一般要求

（2）起苗、洗苗、分级：将苗瓶置于水中，用小竹签深入瓶中轻轻将苗带出，尽量不要伤及根和嫩芽，置水中漂洗，将基部培养基全部洗净。将苗分为有根苗和无根苗两类。

（3）移栽：拿起苗，用手指在基部上插洞，将苗根部轻轻植入洞内，撒上营养土，将苗盘轻放入苗池中。无根苗需先蘸生根液再行移植。若用栽苗机应按规定操作。3.3.3.组培苗扦插：将经自然适应的小苗洗净，每叶节切一段，基部向下扦插在沙盘中。

3.3.4.幼苗驯化管理：光照、温度、水分、通气及病虫等 3.3.5.“绿化”炼苗：

（1）.结合灌水施营养液：一般浓度为0.15%-0.3%；（2）.逐渐加大光照强度和时间。3.3.6.影响组培苗驯化的因素：

（1）温度；（2）空气相对湿度；（3）光照条件；（4）炼苗时间；（5）移栽基质。（6）苗的生理状况

3.3.7.成苗管理：（1）及时供水（2）苗床温度（3）施肥 3.4.苗木传递与运输：

3.4.1、便于运输的育苗方法和苗龄：

（1）裸根苗运输：注意保湿；

（2）穴盘苗运输：较好，适宜于小苗运输。3.4.2、包装、运输工具与运输适温：

（1）包装：注意充分利用空间；

（2）运输工具：最好具有调温、调湿装置；

（3）运输适温：一般为9-18℃。3.4.3、运输前准备：

（1）确定具体启程日期：

（2）种苗包装：

3.4.4、运输：注意快速、准时。3.5.苗木质量检验：

3.5.1、意义：保证苗木的质量和种植者的利益，也是制定苗木价格的依据。3.5.2、组培苗投师鉴定的指标：

（1）商品性状：苗龄、农艺性状；

（2）健康状况：不带病虫；

（3）遗传稳定性：DNA“指纹”鉴定。

四．组培苗工厂化生产的工艺流程：

五.工厂化生产的机构设置与各部门岗位职责

5.1、管理层：

1、企业法人：1人

2、副总：1-2人 5.2、生产部：

1、人员配备：经理1-2人，生产工若干

2、任职条件：

①熟悉植物组培苗生产技术、生产过程及工艺流程，具有较高的专业技术素质；

②熟悉组培苗生产的各种设备设施的性能和操作方法，并能熟练使用这些设备设施；

③具备一定的组培苗木生产的组织管理能力、协调能力及开拓创新精神。

3、岗位职责：生产组培苗，改进工艺流程。

注：岗位职责应明确、具体，便于执行。5.3、质量检验部：

1、人员配备：经理1人，质检员若干

2、任职条件：

①具备认真负责的工作态度，全面的专业技术素质；

②熟悉植物组培苗生产技术及过程；

③精通企业组培产品质量的检测与管理。

3、岗位职责：进行苗木质量检测与分级，打造企业品牌和信誉。5.4、技术开发部：

1、人员配备：经理1人，技术研发人员若干

2、任职条件：

①具有较全面的专业技术素质和一定的科研及技术攻关能力；

②熟悉植物组培苗生产技术及工艺流程；

③具备团结协作、技术革新和创新精神。

3、岗位职责：改进生产技术与工艺流程，引进利用新技术，研发新产品。5.5、市场营销部：

1、人员配备：经理1-2人，营销员若干

2、任职条件：

①具有一定的市场营销和销售、管理经验；

②具有敏锐的市场洞察力和分析判断能力；

③具有较强沟通能力和谈判能力；

④具有较强的语言及文字表达能力；

⑤具有吃苦耐劳的精神和机智灵活、果断敏捷的工作作风。

3、岗位职责：确定销售目标，销售产品，实现利润最大化。

5.6、物资供应、后勤保障部：

1、人员配备：经理1人，采购管理员1-2人

2、任职条件：

①具有一定的管理经验和认真负责的工作态度；

②具有吃苦耐劳的精神和服务意识；

③熟悉企业生产设备设施的结构与性能；④具备一定的组织、协调能力。

3、岗位职责：采购、供应企业生产经营必需物资，提供职工生活福利设施。

六．组培工厂设计中几项重要技术参数：

6.1、培养基的需要量： 一般250-300ml的培养瓶每瓶分装培养基40-50ml，平均接种约5个材料，计算时需考虑污染率（如5%）、接种成活率（如85%）、增殖倍数（如4）、有效苗率（如90%）等。6.2、继代增殖系数与继代周期：

1、增殖系数：一般控制在3-8之间。

2、继代周期：一般控制在4-5周或更短的时间内。6.3、生根诱导：

1、诱导生根的芽苗与继代增殖芽苗的比例：一般不小于1:2。

2、生根的诱导时间、生根率和发根数：诱导时间一般为20-30d，生根率应高于70%，每株发根娄在2-3条以上。生根诱导的时间不宜过长，不但易引起培养基污染，而且发根的整齐度不一，影响苗生长的整齐度，给集中移栽带来困难。如果生根率过低则生产成本极高，发根数太少，则降低移栽成活率，对大规模生产均不利。

七．生产规模与生产计划

7.1、试管苗增殖率的估算：

1、试管苗增殖率：指植物快繁系统中繁殖体的繁殖率，一般以芽、苗或无根嫩茎为单位，对原球茎、胚状体等则以瓶为单位。

2、试管苗增殖率理论值的计算：Y＝mXn

3、试管苗增殖率实际值的计算：Y＝mCn＝m(Ne/N0)n= m(/N0)n C：有效繁殖系数；Ne：有效苗；N0：原接种苗数；Nt：新苗数；Pe：有效苗率。7.2、生产计划的制定：

1、生产计划的确定：①市场需求；②实验室及其生产规模。

2、生产计划的实施：①繁殖材料的准备：②合格繁殖材料的快速繁殖： 3.制定生产计划必须注意一下几点：对各种植物增值率的估算应切合实际。要有植物组织培养全过程的技术储量（外植体诱导技术、中间繁殖体增值技术、生根技术、炼苗技术）。要掌握或熟悉各种组培苗的定植时间和生长环节。要掌握组培苗可能产生的后期效应。

八．组培苗的生产成本与经济效益

8.1、直接生产成本：包括药品费、人工费、水电费及各种易耗品费用等。8.2、固定资产折旧：包括厂房、基本设备等折旧费等，一般折旧率为5%。8.3、市场营销和经营管理开支：包括市场调查、经营与管理等费用。8.4、组培苗的增值：

1、提高生产效率：

2、加强技术研究，优化生产工艺：

3、提高设备设施的利用率：

4、节省能源，降低消耗：

5、培养珍稀名贵植物和无病毒种苗：

6、培养专利品种组培苗：

8.5 销售筛盘苗或营养钵体 刚刚出瓶的组培苗，由于移栽成活较为困难，常常销售不畅，价格也难以提高。因此，组培工厂除了直接销售刚出瓶的组培生根苗外，可以扩大移入营养土中的筛盘苗的销售。

九．附录

（一）香蕉试管苗工厂化生产过程的光温环境调控（见附件一）

第二篇：植物组织培养论文

植物组织培养的发展及其应用

刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通

（石河子大学，生命科学学院，新疆石河子，832000）

摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的发展，总结了植物组织培养的发展历史及发展现状，重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用，为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。

关键词：植物组织培养；发展；快繁；脱毒；育种

德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后，在无数科学家的努力下，植物组织培养经过近百年的发展历程后，该技术日趋完善和成熟，得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展，研究领域的不断拓展与深入，植物组织培养技术的应用也越发的广泛。育种方面的应用非常广泛，已经形成了一门理论和技术；在工厂化育苗方面，产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展，现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。

1、植物组织培养的发展

1.1植物组织培养的发展历史

1838-1839年，德国的植物学家T.Schleidon和动物学家T.Schwann提出细胞学说。1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织，具有植物细胞全能性。1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养，发现离体胚可以发育成熟，并提前萌发成小苗。1937年White发现了B族维生素，建立了第一个由已知化合物组成的培养基，该培养基被定名为White培养基。同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性，三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养，从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞，实施了看护培养，使单细胞培养获得了成功。1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚，这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段，在基础理论、实际操作方面不断取得进展，比如在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面取得了可喜的成果。

1.2植物组织培养发展现状

1.2.1国内的研究发展现状 我国的组织培养与国外相比起步相对较晚，但发展却比较快。20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮，在作物育种上取得了一些实用性的成果。据不完全统计，目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。目前我国组培已经进入了生产阶段，实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。花卉出口年创汇达800多万美元。

1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状 国外的组培发展的比较快，20世纪70年代在美国形成了兰花产业。80年代后，以商品为目的的组培苗生产量以20%-30%的速度递增，年产组培苗在10万株以上的植物微繁殖公司约占50%，年产量大于50万株的公司约占25%，整个西欧年产组培苗达2亿多株。

2、工厂化植物快繁及脱毒方面的应用

组织培养技术有几乎不受地理环境和季节的限制、遗传背景一致、生长周期短、成本低等诸多优点。同时，结合茎尖培养方法可以去除植物病毒、使植物复壮、提高质量和产量，所以，离体快繁和植物脱毒是目前植物组织培养应用最广泛的一个方面，尤其在兰花、名贵树种、马铃薯、草毒等无性繁殖为主的植物显的更是尤为重要。据估计，目前全球有关生物技术产业的年交易额约为1 500亿美元，其中50%一60%与农业有关。植物组培苗的贸易额约占总额的10%，即150亿美元，并以每年15%速度递增。

在我国，离体快繁育苗技术的开发应用起步于20世纪80年代初。如华乐种苗有限公司，年生产能力在500万株以上兰花克隆苗，主要出口日本、美国、荷兰、德国等，北京杉友兰业生物科技有限公司，年生产能力为350万株兰花克隆苗，连云港振兴恒巨生物科技有限公司，年生产蝴蝶兰克隆苗3 000万株，产品远销欧洲、美洲、亚洲等十多个国家和地区。据不完全统计植物快繁涉及观赏植物、蔬菜、果树、药材等300种以上，其中观赏园艺植物约200种，约占60%。在脱毒方面，如通过脱毒的马铃薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增产30%以上，兰花、水仙、康乃馨、大丽花通过脱毒后植株生长势强、花色艳丽、花朵大、产量高。

3、在植物育种上的应用

植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种，并在单倍体育种、胚胎育种、细胞融合育种、细胞突变育种、基因工程育种等方面取得了较大进展。3.1单倍体培养育种

通过对植物的花药、花粉、未受精的子房或胚珠进行组织培养获得单倍体(其中以花药和花粉培养应用最为广泛)，单倍体在培养过程中利用秋水仙素处理，可使染色体加倍，成为纯合二倍体植株，这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。研究表明，常规育种一般需要8-10 天或更长的时间，而通过单倍体进行育种一般仅需要4-5 天的时间，单倍体育种具有程序简单、育种周期短、基因型一次纯合等优点，单倍体育种是常规育种程序和方法的重大改革，尤其在林业等生长周期长的物种中效果更为显著。因此，单倍体育种在国际上引起了很大的重视，各国纷纷开展单倍体育种方面的研究工作。3.2胚胎培养育种

植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的离体培养技术统称为胚胎培养，其应用领域主要包括胚胎发育机理、克服杂交不亲合、胚胎拯救、克服自交不亲和、克服珠心胚的干扰、打破种子体眠、获得体细胞胚和人工种子等方面，因此在农作物、园艺作物、林木和药用植物上有着广泛应用。

在克服杂交不亲合、克服自交不亲和方面主要通过植物离体受精来实现，在广义上通过离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉、离体精细胞和卵细胞融合等均称做植物离体受精。但严格意义上的离体受精或试管受精是20世纪90年代精、卵离体融合成功。该技术不仅可以克服植物授粉不亲和问题，还可以进行胚胎、种子和果实发育机理等基础研究。人工分离的精细胞和卵细胞融合后进行合子胚培养，已在玉米、药用牡丹、婴粟、烟草等植物上获得成功。植物离体受精技术是植物细胞工程中的重要实验技术，为研究植物胚胎发育机理提供了新的实验系统，为开发新的植物转基因途径提供了可能。

胚培养在打破种子体眠应用较为广泛，种子体眠的原因很多，利用组织培养方式打破种子体眠一般有种胚发育不全或种子含抑制物抑制种胚发芽2种情况，如胚乳发育尚不完全的兰科种子可以通过组织培养的方式获得再生植棵，而莺尾属、蔷薇科、野麦等植物可以通过组织培养的方式打破抑制物对种子发芽的影响。另外，胚培养还可以应用于胚胎拯救。

胚乳培养的主要目的是获得具有利用价值的三倍体植株，再经过染色体加倍获得六倍体，从而育出多倍体新品种。目前有40多种植物的胚乳培养达到了不同程度的细胞分化或器官分化，不少植物已获得了再生植株。我国在马铃薯、小麦、水稻、苹果、桃、称猴桃等多种植物上得到了胚乳再生植株。同时，胚乳培养产生的混倍体，可用于染色体工程方面的研究。3.3细胞融合培养育种

细胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物细胞壁的裸露细胞即原生质体，通过原生质体融合，可克服种、属以上植物有性杂交不亲和性障碍，为广泛重组遗传物质开辟了新途径。同时，因去壁后的原生质体消除了核酶等对外源DN A的破坏，为携带外源遗传物质的大分子渗入细胞创造条伴。另外，在有些没有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、马铃薯、甘蔗等)的植物作物改良中，体细胞杂交具有不可取代的重要性。通过大量的研究认为叶肉组织分离的原生质体较好，遗传性较为一致。在原生质体融合方面主要有物理(如电融合)、化学(如高PIE高钙、聚乙二醇)、生物(如仙台病毒)等融合方式。3.4细胞突变体育种

在研究中发现，通过愈伤组织获得的再生植株中常常出现基因型变异。这是因为无论是愈伤组织还是细胞培养，培养细胞均处在不断分生状态，容易受培养条件和外界环境(如物理因素、化学物质等)的影响而产生诱变。利用这一特点结合人工诱变方法包括物理诱变(Y射线、X射线、电子束、离子束、激光、紫外线等)、化学诱变(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、叠氮化钠、平阳霉素、52BU ,EB等)和生物诱变(转座子插入突变、跳跃基因等)获得了一大批植物新品种和新材料。目前，这种方法已筛选出抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的植物突变体。

3.5基因工程育种

通过基因枪或农杆菌进行植物基因工程育种的关键环节之一是建立一个高效的组织培养再生体系。植物遗传转化的理想受体系统应具有高效稳定的再生能力，研究认为用于基因转化的受体系统，应具有80%-90%的再生频率，且每个外植体必须具有能再生的丛生芽，其芽数量越多越好。目前，用于遗传转化的受体主要有二种途径，一是外植体在激素的诱导下产生愈伤组织后再培养成体细胞胚即体细胞胚发生途径，二是诱导外植体产生单极性不定芽后再培养生成完整的再生植株即器官发生途径。目前，与组培技术结合的转基因的方法主要有农杆菌介导和基因枪两种方法。

参考文献：

[1]郝玉华.我国植物组织培养的发展现状与前景展望[J].江苏农业科学，2008（4）:20-23.[2]盛玉婷.植物组织培养技术及应用进展[J].安徽农学通报.2008(9):45-47.[3]李永欣,工义强.植物组织培养的应用研究概述[J].江苏林业科技,2005,32(3):44-46.[4]王家麟.植物组织培养及其应用研究概况[J].黑龙江农业科学，2006(3):86-89.[5]陈长征.植物组织培养脱毒快繁实验技术综述[J].安徽农学通报，2010,16（14）:56-58.[6]梁一池,杨华.植物组织培养技术的研究进展[J].福建林学院学报.2002(8):23-26.

第三篇：关于植物组织培养技术感想

关于植物组织培养技术的感想

植物组织培养俗称植物克隆，是当今国际农业领域的一项高新植物育苗技术，是在无菌条件下，将植物器官、组织、花药、体细胞甚至原生质体等外植体接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。研究人员可以通过研究外植体其在不受植物体其他部分干扰的条件下的生长和分化规律，另一方面，研究植物体的器官、组织和细胞在改变培养条件，包括培养基的配方、光照和培养温度等的生长、分化和发育规律，从而解决植物形态建成中的实际问题，为农林、医学等生产提供理论基础及实践指导。

一、植物组织培养的原理

植物细胞的全能性是指植物体的任何一个细胞都具有生长分化成为一个完整植株的能力，整个过程包括细胞的脱分化和再分化过程。植物组织培养是利用植物细胞全能性，将其从植物体中分离出来，这一过程称细胞脱分化，然后在一定的培养条件下经再分化，最后形成完整的植株的过程。

二、植物组织培养的基础条件

植物组织培养的技术条件主要包括培养基的配制、无菌条件和培养条件等。

（一）培养基的配制

植物组织培养中一个关键的步骤。对组织培养的外植体生长而言，培养基的组分是一个决定性的因素，不同的植物材料要求不同的培养基，适于诱导愈伤组织的培养基不一定适于器官分化，适于固体培养的培养基不一定适于液体培养，因此要想获得成功，必须精心选择适宜的培养基。根据培养基的物理状态，可将植物组织培养分为固体培养和液体培养。不同的外植体、不同的培养方法、不同的培养目的等，都要求采用不同的培养基。

一般来说植物体对土壤的pH值有一定的要求，所以外植体培养基也不例外。目前，在植物组织培养上常用的培养基有十几种，其主要成分是大致如下：首先，培养基中含有大量的水分，可以满足外植体生长对水分的需要。

其次，培养基中的矿质元素包括植物必需的大量矿质元素N、P、K、Ca、Mg、S和微量元素Fe、Mn、B、Cu、Zn、Mo、Cl以及非必需的Na等。糖除了给外植体提供碳源外，还可调节培养基的渗透势。碳源一般采用蔗糖，少量采用葡萄糖，浓度各有不同。

植物生长素和细胞分裂素要根据培养的目的适当选用。可采用IAA、IBA和NAA、KT、6-BA、ZT等。在诱导根和芽的等不同分化时段，还需根据要求调整培养基养分的比值。维生素B(硫胺素)是必需的，而烟酸、B16虽属于不必需，但对生长有促进作用，所以一般也添加到培养基中。有些培养基中还包括氨基酸、水解酪蛋白、酵母汁、椰子乳等有机附加物，以促进细胞的分化。

（二）无菌条件

根据前面的配制可知，由于营养基的营养十分丰富，微生物极易滋生而造成污染，因此，在植物组织培养的整个过程中都必须保持严格的无菌条件。所以消毒显得重要。外植体的消毒通常采用氯化汞、过氧化氢、次氯酸钙、次氯酸钠或70%的酒精等，消毒后需用无菌水充分冲洗。用具必须进行高温高压灭菌。培养室要尽量保持无菌状态，定期用紫外灯照射和用杀菌剂熏蒸杀菌。

(三)培养条件

自然界中的植物体所需的光、温、水、气，植物组织培养时也同样所需要。水分和氧气条件一般容易得到满足，而植物组织培养条件可通过人为控制光照和温度，温度一般控制在25~28℃之间，有的还要求有昼夜温差，主要通过控制光强和光周期进行调节。人工光照一般采用日光灯，也可以透光的玻璃培养室利用自然光照。

三、植物组织培养的优缺点

（一）植物组织培养技术优点

植物可以不受生长季节限制地繁殖；不携带病毒，防止植物病毒的危害，极大的提高了农业生产效率；培养周期短，短时间内大批量的培育出所需要的植物新个体；可用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品；可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物；可诱导之分化成需要的器官，如根和芽；解决有些植物产种子少或无的难题，如将香蕉进行组培得到人工种以方便移种。

（二）植物组织培养的缺点

为了满足人们生活需要，吃饭问题已经与组培快繁密不可分了。由于培养基几乎完全属于人为调配获得的，这就导致一个问题，调控的人是否理解植物的特性、是否熟悉培养基的理论和植物生理、是否有足够的经验来驾驭组织培养技术，这几点都决定了组培育苗的品质。如果严格把关组培过程的话，那么组织培养或快速繁殖所获得的苗，跟叶插、砍头苗完全一样，能最大程度的保留了植物的完整基因组。这是组培快繁的最大优势，这也就决定了目前重要的作物、名贵花卉的繁殖和保存也都是组培快繁的途径实现的。

转基因植物食品对我们来说已经是一个公开的话题，也是借助组培快繁平台来完成，我们生活中至少接触30种转基因植物的衍生产品。资料显示这些衍生产品的缺点也比较明显：1）表现为“硬化”不足，即从实验室进入温室后进行驯化栽培时间不够，行内称作“硬化”。2）激素残留明显，或者对激素的敏感性变化，少部分苗会在后期发根后呈现出一些残留激素效应，这种效应不会超过一年，表现为容易出侧芽、大量畸形根、生长周期紊乱、开花增多等。但是这种情况并不是组培快繁苗所特有，用激素诱导的叶插和砍头苗也会出现这种症状，甚至更夸张！因此这一点并不是鉴别组培苗的根本。3）对有性繁殖的影响，由于组培快繁获得的苗都是小苗，需要经过硬化和长期的温室栽培才可能开花，所以一般存在对有性繁殖无影响。4）根原基异常，由于激素环境下会对导致根原基维管束的排列紊乱，这就导致了出根可能会受到抑制，正常的根无法顺利萌发。

四、植物组织培养在生产实践上的应用

（一）植物体的无性快速繁殖及脱毒

用组织培养技术进行植物的无性快速繁殖，已广泛应用于一些花卉、果树等园艺作物、农作物以及林木的育苗。如广东、广西和海南岛香蕉的种植已大多采用试管苗，甘蔗和兰花试管苗也已大量应用于生产，柑橘、菠萝、草莓、桉树以及其他许多花卉等也利用试管苗进行栽培。

受病毒感染的马铃薯植株，除了茎尖生长锥外，其他部位往往都带有病毒。因此，继续用块茎作繁殖材料，必将导致后代植株染病。若利用茎尖生长锥作外植体进行无性快速繁殖，所生产出的幼苗将不带病毒，从而达到脱毒的目的，可解决马铃薯品种的退化问题。利用组织培养技术进行无性快速繁殖具有许多优缺点，在实际生产中应该注意扬长避短，本着良心去做事，最好是建立相应的法规并严格执行。

（二）花粉培养和单倍体育种

利用花粉进行组织培养可以获得单倍体植株。进行单倍体育种，可以加速育种的进程并可获得纯系。我国已培育出10多种花粉植株，如水稻、小麦、大黑麦、小黑麦、玉米、甜菜、茄子、烟草、辣椒、杨树和橡胶树等，其中小麦“花培一号”、烟草“单育一号”等优良品种已广泛应用于生产。

（三）人工种子

将植物组织培养中产生的体细胞胚包裹在含有养分的胶囊内，可像种子一样直接播种到大田用于生产，即所谓的人工种子。天然种子中的胚是合子胚，而人工种子中的胚是体胚，胚乳和种皮也是人工的。目前，已有胡萝卜、芹菜、苜蓿、棉花、玉米、水稻、橡胶树等几十种植物的人工种子试种成功，但成本相对较高，美国己大规模生产树木的人工种子。

（四）原生质体培养和体细胞杂交

采用酶法去除细胞壁的原生质体培养，不仅是研究细胞生命活动机理的良好体系之一，还可以通过原生质体培养开展原生质体融合与体细胞杂交，获得新品系、新品种。从理论上讲，细胞杂交比有性杂交可得到更多的不同类型。

五、总结

目前，植物组培方式以固体培养基培养为主，液体培养基培养由于具有物质交换快，生长速度快，产生的代谢物质不会在组织周围积累等优点，值得大力研究与推广。同时要有计划、有步骤地引进先进的植物组培苗生产配套设施，建立健全培养室组培快繁与温室栽培相配套的组培苗生产体系，确保培育出高质量的商品化组培苗。

总之，植物组织培养技术仍处于发展阶段，还存在许多问题，其潜力也没有得到充分发挥，许多机理有待深入探索，相信但随着科技的进步和社会的发展，问题可以逐步得以解决。希望在不久的将来，植物组织培养技术能够我国开发西部、建设森林城市、绿化山川、防风固沙、退耕还林、以及调整农村产业结构中发挥巨大作用，该项技术将会在我国甚至全世界将发挥举足轻重的作用。

第四篇：植物组织培养问题释疑

植物组织培养问题释疑

问题一、在选修3的现代生物技术专题中，经常会出现许多影响操作的因素，如植物组织培养脱分化和再分化的影响因素。

植物组织培养的影响因素有哪些？

植物组培的影响因素

试题：（2018年4月浙江选考试题）取田间不同品种水稻的幼胚，先进行，然后接种到培养基中培养，幼胚发生

形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及

（答

2点即可）。

答案：消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数

解析：进行组织培养前，要先对外植体（题中幼胚）进行消毒，幼胚先发生脱分化形成愈伤组织。影响愈伤组织能够成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。

植物组织培养影响的因素有内因和外因。

内因

主要是遗传特性和生理特性，不同的器官组织类型产生的愈伤组织器官分化明显不同，这是由基因型决定的；个体发育的年龄，如发育细嫩的组织容易脱分化为愈伤组织，也容易诱导器官分化；愈伤组织生理状态，如继代的次数越多，器官分化能力越差。

外因

主要有营养条件（无机盐、有机物、植物激素和天然复合物等）和环境条件（渗透压、光照、温度、湿度和pH等）。

[资料1]在快速繁殖颤杨时，如果我们将一个枝条平均分成三段，结果发现，靠近顶端的那一段枝条的侧芽离体培养时繁殖系数最高，中间的次之，基部的最低。

结论：外植体在植株上的着生位置对其脱分化及再分化有一定的影响。

[资料2]在MS培养基中加入质量分数为0.5mg/L的6-BA和质量分数为0.5mg/L的NAA，可诱导胡萝卜形成愈伤组织；在MS培养基中加入质量分数为2mg/L的KT（激动素）和质量分数为0.2mg/L的NAA，可诱导胡萝卜生出丛芽；在MS培养基中加入质量分数为0.1mg/L的NAA，可诱导胡萝卜生根。

结论：生长素及细胞分裂素的比例可影响细胞的脱分化及再分化。

[资料3]将外植体培养在黑暗条件下，10天左右即可形成高度液泡化的愈伤组织，但是若将外植体培养在光照条件下，发现细胞分化产生维管束等组织，而不形成愈伤组织。

结论：愈伤组织的形成需要避光。

[资料4]研究烟草组织培养时发现，烟草芽的形成以28度为好，在12度以下，33度以上形成率均很低。

结论：脱分化及再分化都需要在适宜的温度条件下进行。

问题二

大家都知道植物的全能性比动物细胞容易得多，但植物组织培养也会受到许多因素的影响。浙科版选修3教材第23页有一较大篇幅专门讲了植物组织培养的影响因素（如下所示）。

选修3教材第23页

影响植物组织培养全能性表现的因素有哪些？

典型试题解析

试题：（2018年4月浙江省选考试题）回答与基因工程和植物克隆有关的问题。

（1）将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR

I酶切，在切口处形成。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成，获得重组质粒。

（2）已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。

（3）取田间不同品种水稻的幼胚，先进行，然后接种到培养基中培养，幼胚发生

形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及

（答2点即可）。

答案：

（1）粘性末端；磷酸二酯键

（2）转化；使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态

（3）消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数

解析：

（1）用限制性核酸内切酶EcoR

I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121，可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121，可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键，获得重组质粒。

（2）取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是：使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。

（3）在进行植物组织培养时，取田间不同品种水稻的幼胚，先进行消毒，以清除其表面附着的微生物；然后接种到培养基中培养，幼胚发生脱分化形成愈伤组织，并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有:培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。

植物组织培养影响因素

在植物离体培养过程中，影响植物细胞形态发生的因素有外因和内因。外因是培养植物细胞的培养基和环境条件。内因是植物细胞遗传性和生理状态。

1.培养基与环境条件

（1）培养基

培养基中的生长调节类物质对植物细胞形态的发生有较大的影响。在对根和芽分化的研究中发现，根或芽分化取决于生长素和细胞分裂素的配比，这就是著名的控制器官分化的激素模式（如图）。

一般情况下，对器官的发生不仅取决于两种激素的配比，还与浓度有关。当然，其他激素也有一定的作用。

培养基的营养成分对器官分化和胚状体的形成也有重要的作用。例如，生根培养对无机盐离子的要求要低一些，常用减半的MS培养基。糖的种类和浓度也影响器官分化和胚状体的发生。

培养基的物理性质，如pH、渗透压、固态或液态对细胞形态的发生也有影响。培养基渗透压是影响植物形态发生的重要因素，而糖对培养基渗透压起决定作用。

（2）环境条件

光照和温度对器官分化和胚状体形成有重要影响。不同的组织培养对光的要求不同，影响器官分化和胚状体形成的光包括光强、光周期和光质。通常许多培养物需要1000－1500lx光强。光照长度对正常光周期反应的植物器官分化有影响。不同光质中，红光有利于光生长。

一般培养的温度25度左右，温度在适当范围内高低变化对器官发生的数量和质量有影响。

2.培养材料的生理条件

（1）器官的组织类型

不同植物的器官组织产生的愈伤组织器官分化明显不同，且差异很大。这是有材料的基因型决定的，如胡萝卜、烟草等培养物容易诱导器官形成，而棉花、豆类等较难。同种植物不同器官组织形成的愈伤组织，一般在器官发生上差异不显著。

（2）个体发育的年龄

外植体幼嫩比较容易形成愈伤组织，也容易诱导器官分化。

（3）愈伤组织生理状态

愈伤组织年龄对器官分化也有影响，一般愈伤组织继代次数越多，器官的分化能力越低。

第五篇：论植物组织培养学习心得

论植物组织培养学习心得

摘要：经过大三一个学期，我有幸选修了一门有关于植物组织培养的课程，作为一个人文院法学学生，我对于理科，尤其是农学方面了解甚浅。我怀着无比激动和忐忑的心情上了这门课，毕竟对我来说这就像是开启了一个新世界的大门，所有一些知识都对我来说是新鲜的。经过一个学期的学习，我也掌握了一些植物组织培养方面的知识，虽然说并不是太多，但是我觉得这都对我以后的发展和开阔视野都提供了很大的帮助。

关键词：植物培养；植物组织与法学的关系；对自己的帮助

一、植物组织培养的学习内容

1、组织培养

植物组织培养，主要的原因有两个，第一个是为了基因转化做基础，还有一点是为了开发药用植物。

植物组织培养概念又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念（狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。

它的作用大致分为三点：①组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段 组织培养是在人工控制条件下培养外植体再生器官或植株的技术，可以在不受植株体其它部分干拢下研究被培养部分生长和分化的规律，并可以利用各种培养条件影响它们的发育进程。②组织培养是开展生物工程的基本技术 各种基因转移和基因重组技术是组织培养基础上建应的。③组织培养可快速繁殖植物种苗 目前组织培养在无性系的快速繁殖、无病毒种苗培育、新品种的选育、人工种子和种质保存、药用植物和次生物质的工业化生产等方面的应用已十分广泛。

2，马铃薯的脱毒

脱毒种薯是指马铃薯种薯经过一系列技术措施清除薯块体内的病毒后，获得的无病毒或极少有病毒侵染的种薯，它具有早熟、产量高、品质好等优点。马铃薯的产量和质量与种薯密切相关。种薯不行，产量和质量就会大打折扣，病毒一旦侵入马铃薯植株和块茎，就会引起马铃薯严重退化，并产生各种病症，导致马铃薯产量大幅下降。因此，要经过一系列物理、化学、生物等技术清除薯块体内病毒的种薯。这项技术我国早在6年前就在马铃薯主产区推行，通过这项技术可以实现大田平均增产30%—50%。

那么到底是怎么脱毒的呢？首先，应该做的是取材与消毒。将欲脱毒的品种块茎催芽,芽长4～5cm时,剪芽并剥去外叶,自来水下冲洗40min,于无菌室内用漂白粉溶液消毒后,无菌水冲洗2～3次。其次第二个就是应该剥离和接种：在无菌室内,于40倍的解剖镜下,剥取带1个叶原基的茎尖,接种于MS茎尖培养基的试管中。试管中的MS茎尖培养基包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂,pH值为5.8,经高压灭菌后使用,每试管接种1个茎尖。再次是有一个合适的培养条件，接种的茎尖培养于25℃、1500～3000lx光照条件下培养室内,3个月则长成3～4片叶的小植株。在无菌条件下,进行切段扩繁1次,取部分苗进行病毒检测。最后是病毒检测，病毒检测是茎尖脱毒不可缺少的步骤,常用鉴别寄主即指示植物或血清学方法进行检测。经多次检测,及时淘汰血清学阳性反应或在指示植物上有症状的茎尖苗,无任何反应的茎尖苗即脱毒苗用作繁殖。

3，植物组织培养应用在哪几个方面？第一点是植物组织培养是转基因技术不可或缺的技术。在我们现代科技，转基因技术是现代科技必不可缺的一项技术，它应用于现代生活的各个领域。尤其在植物组织培养方面很需要转基因技术。第二点，染色体不同倍性的多倍体植物产生。第三点是杂交离体培养可以克服受精前的障碍，比如说对于幼胚的培养，体细胞的融合。第四点是对植物进行的脱毒。对植物进行一系列的清除措施来使植物能大幅度的提高产量和植物的等级，让植物长得更加健康。例如马铃薯，草莓，苹果，橘子都可以进行脱毒。第五点是节约地面积，并不受季节的限制。在我们学习过植物组织培养之后，我们通过技术的学习，可以对植物的种植面积进行更好的分配，而且也可以种植一些耐寒植物等都可以脱离季节的限制，让我们可以一年四季吃到新鲜的蔬菜与水果。第六点对人工种子的生产。人工种子是细胞工程技术，将植物组织培养发育到胚状体的状态，包埋于含有营养的人工种皮中。人工种子有繁殖速度快，结构完整；体细胞胚是由无性繁殖体系产生的，因而可以固定杂种；生产人工种子不受季节限制，可能更快地培养出新品种来还可以在凝胶包裹物里加入天然种子可能没有的有利成分，使人工种子具有更加好的营养供应和抵抗疾病的能力，从而获得更加茁壮生长的可能性等特点。还有一些例如开发植物种植资源，开发植物的药用价值，有利于基因研究等这些应用。所以说我们需要认真学习植物组织培养。

4，有关于植物组织培养的培养条件

首先最基本的条件是做实验的植物培养外植体细胞必须具有全能性，然后就是培养室内的温度要求一般要控制在25度，最高不要高于27度，最低也不要低于23度的室内条件，这样分化生长才能表现良好。光照也是组织培养的一个重要条件，一般如果光照比较强，那么植物会表现的粗壮，但是如果光照条件较弱的话植物会变得细长。然后就是植物的湿度也需要保持在一个合理的湿度，湿度太高或者太低都会影响作物的积极生长。

5，植物组织培养时的污染和预防

(1)改善环境条件。接种室与培养室要定期做好消毒与净化，接种前工作台或接种箱要开紫外灯30min以上。培养室的相对湿度应控制在70％左右，相对湿度太高时可以用抽湿机抽湿。（2）接种人员的培训很关键，应严格执行无菌操作，对接种中所需的工具，必须经严格灭菌后才能使用。在超净工作台的操作区内，不要放入过多的待用材料，避免气流被挡住。还要定期检查超净工作台的工作质量。(3)严查接种材料。淘汰被真菌与细菌污染的接种材料。（4）经常检查消毒锅的灭菌质量，若发现问题要立即检修。消毒锅的压力表降到零后不能马上出锅，因冷热空气作用产生的负压效应，使外界环境的冷空气倒吸入已灭菌的培养瓶内引起真菌污染，为避免该现象的发生，消毒后培养瓶应待锅内稍冷却后才出锅。（5）检查培养容器是否存在问题。培养容器封口多用塑料盖、胶塞、棉塞、薄膜等，塑料盖用久了易老化，密封性差，也会造成污染。林盛等配制了一种“4号消毒液”对培养瓶瓶口进行消毒处理，可以把培养基污染率控制在0.3％以下。

二、植物组织培养与法学内容的联系与帮助 通过一个学期的植物组织培养课程的学习，我也学到了许多知识，也开阔了我的眼界。我觉得任何专业的学习都是对我们有帮助的，而且总是能结合起来。就像是植物组织培养和我们法学一样。

比如，在人们进行农作物大面积的种植时，总会有飞机进行大面积的农药的喷洒，这在喷洒的时候有时候会对一些河流，树木等进行了污染，也许也会对一些人的健康有影响。因此国家就会出台一系列的法律法规和强制性的规定来对农药进行一些规范。例如我国的环境保护法就做出了一些相应的规定来保护环境。还有就是一些作物进行的脱毒也是我国国家对我国公民的人权进行保护的体现。这样才能保持我国GDP的持续稳定发展，促进我国的法律事业的进步。

三、总结

说实在话，对于植物组织培养与法学的联系在我看来是非常有限的，并不像是其他动科院，农学院，林学院那些专业一样有着千丝万缕的联系。但是我觉得在一个学期的学习之后，我想我也学到了很多有意思的东西，例如脱毒繁殖。这也属于我对植物的一个兴趣爱好，让我以后能了解到植物是怎样培育出来的，在培育的时候需要注意那些东西，我觉得这就是好事。从另一方面，我也了解到了对于植物培养的科研人员的辛苦。有时候需要冒着那么大的风险去采一些稀奇的植物，去走遍祖国的山山水水，为我们国家的植物培养做出那么大的牺牲。所以我要为我们默默付出，为祖国挥洒汗水的科研人员致敬！