植物細胞工程的研究內(nèi)容及其應(yīng)用前景

植物細胞工程的研究內(nèi)容及其應(yīng)用前景摘要:植物細胞工程是一門以植物組織培養(yǎng)為基礎(chǔ),具有廣泛應(yīng)用前景和實用價值的生物技術(shù)。目前根據(jù)人們的需要已經(jīng)相繼完善和發(fā)展了一些具有特色的實用技術(shù),這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使植物細胞工程在人類現(xiàn)代生活中地位更加突出,并發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了植物細胞工程基礎(chǔ)研的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了胚胎培養(yǎng)、加倍單倍體技術(shù)、原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細胞雜交、體細胞無性系變異、快繁技術(shù)、植物來源生物產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，展望了植物細胞工程的發(fā)展方向以及植物細胞工程的一些重要的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:植物細胞工程應(yīng)用發(fā)展前景引言：植物細胞工程是建立在現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)基礎(chǔ)上的科學(xué)技術(shù)。它的發(fā)展有賴于植物學(xué)、植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、環(huán)境工程學(xué)等學(xué)科的發(fā)展與進步，可為生物科學(xué)的基礎(chǔ)研究提供重要的技術(shù)手段。植物細胞工程以植物細胞全能性為理論基礎(chǔ)，以植物組織與細胞培養(yǎng)為技術(shù)支持，在細胞和亞細胞水平對植物進行遺傳操作，實現(xiàn)植物改良和利用，或獲得植物來源的生物產(chǎn)品的科學(xué)技術(shù)。植物細胞工程具有科學(xué)和技術(shù)雙重特征，經(jīng)過多年的探索和發(fā)展，已成為當(dāng)代生物科學(xué)中一個重要學(xué)科和現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。1.植物細胞工程技術(shù)及其應(yīng)用胚胎培養(yǎng)技術(shù)及其應(yīng)用植物胚胎培養(yǎng)是胚、胚珠、子房和胚乳的離體培養(yǎng)技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域包括胚胎的發(fā)育機理克服雜交不親合性和胚拯救、克服珠心胚的干擾、打破種子休眠，縮短育種周期，獲得體細胞胚和人工種子，建立植物高效再生體系等，并在農(nóng)作物、園藝作物、林木和藥用植物上廣泛應(yīng)用植物快繁技術(shù)及其應(yīng)用植物快繁技術(shù)應(yīng)用于高附加值經(jīng)濟植物、珍稀瀕危植物、轉(zhuǎn)基因植物、育種原種以及植物脫毒苗的快繁，是植物細胞工程中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟效益。利用超低溫保存種質(zhì)法結(jié)合快繁技術(shù)可以實現(xiàn)植物種質(zhì)資源的中長期保存和利用。植物快繁技術(shù)在發(fā)達國家和發(fā)展中國家均有商業(yè)化應(yīng)用，F(xiàn)AO將植物快繁技術(shù)作為成本效益高效型技術(shù)向發(fā)展中國家推廣。通過莖尖培養(yǎng)或利用組織培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合物理、化學(xué)方法獲得無毒苗，已成為植物細胞工程技術(shù)的重要方面。我國開展植物快繁研究較早，20世紀70年代中期開始規(guī)模化植物快繁脫毒研究和應(yīng)用，植物種類包括果樹、蔬菜、花卉、林木、藥用植物等，其中以脫毒馬鈴薯、蘭花、甘蔗、香蕉、葡萄、草莓、蘋果、柑橘、楊樹等規(guī)模較大。原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交是植物細胞工程的核心技術(shù)之一，為克服植物遠緣雜交不親和性，創(chuàng)造新的種質(zhì)資源，實現(xiàn)植物遺傳轉(zhuǎn)化和進行細胞學(xué)的基礎(chǔ)研究提供了重要的技術(shù)支撐。自1971年Takebe等首次報道獲得煙草葉肉原生質(zhì)體再生植株以來，原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交技術(shù)一直是植物細胞工程的重要研究領(lǐng)域，在分離原生質(zhì)體的材料選擇、培養(yǎng)基與培養(yǎng)環(huán)子、組織、器官等進行處理，能夠增加體細胞無性系變異，獲得有益性狀突變，結(jié)合離體誘變篩選技術(shù)，能夠提高選擇和育種的效率。1.4單倍體育種高等植物的孢子體一般都是二倍體,而高等植物的配子體,如被子植物的花粉和胚囊,其細胞中只含有一套染色體,為單倍體。在特定情況下,被子植物的花粉或卵細胞未經(jīng)受精作用也可以發(fā)育為植株,是單倍體植株。單倍體植株經(jīng)過染色體加倍后就成為加倍單倍體（DH系）或者純合二倍體,不僅可育,而且在遺傳上是純合的2植物細胞工程展望2．1加強植物細胞工程基礎(chǔ)研究植物細胞工程的發(fā)展有賴于基礎(chǔ)科學(xué)的進步與發(fā)展。應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)理論和技術(shù)研究植物細胞全能性表達、細胞脫分化、器官發(fā)生和形態(tài)建成相關(guān)基因的功能和表達調(diào)控，將揭示植物再生的分子基礎(chǔ)，有利于實現(xiàn)植物再生的人工調(diào)控。同時，加強植物代謝工程的基礎(chǔ)研究，加快植物細胞工程與植物基因工程的整合，結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，將大大推進轉(zhuǎn)基因植物、植物生物反應(yīng)器的研究和應(yīng)用。2.2開拓新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域植物細胞工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)中發(fā)展比較成熟的技術(shù)，是植物改良的有效途徑和方法。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷拓展，植物細胞工程技術(shù)應(yīng)不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，如推動植物細胞工程技術(shù)與空間技術(shù)的結(jié)合，發(fā)展空間細胞融合技術(shù)，加強海洋生物技術(shù)的應(yīng)用，利用植物細胞工程技術(shù)培育海藻新品種，生產(chǎn)海洋來源的植物功能產(chǎn)品，開拓植物細胞工程在環(huán)境保護中的應(yīng)用等。結(jié)論：植物細胞工程的研究與應(yīng)用，推動了現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展。作為一個相對獨立的學(xué)科和技術(shù)體系，植物細胞工程為高效、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)做出了重大貢獻。植物細胞工程的發(fā)展，有賴于生命科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)的進步，同時也促進了現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展。重視植物細胞工程的基礎(chǔ)研究，加強學(xué)科交叉融合，突出技術(shù)集成創(chuàng)新，將為植物細胞工程的發(fā)展提供更為廣闊的空間，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻參考文獻[1].吳偉剛;劉桂茹;楊學(xué)舉誘變和組織培養(yǎng)相結(jié)合在植物育種中的應(yīng)用2007(11)[2].孫振元;韓蕾;李銀風(fēng)植物體細胞無性系變異的研究與應(yīng)用[期刊論文]-核農(nóng)學(xué)報2005(06)[3]謝從華，柳?。参锛毎こ蹋本焊叩冉逃霭嫔?，2004，4—11王蒂.植物組織培養(yǎng).北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004,64?65BuiVanLe，MariaH，CruzdeCarvalbo，YashineZuiy．Fodil，eta1．Directwholeplantregenerationofcowpea[V／gnaunguiculata(L)Walp]fromcotyledonarynodethincelllayersexplants.JPlantPhysi01.2002，159：1255?1258龐俊蘭細胞工程北京:高等教育出版社,2007朱至清植物細胞工程北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003LiuSM，SykesSR，ClingelefferPR.Improvedinovuloembryocultureforstenospermocarpicgrapes(VitisviniferaL.).AustraliaJoumalofAgriculturalRe