植物細胞工程技術以及應用論文

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1 植物細胞工程基礎研究

植物細胞工程技術以及應用論文

植物細胞工程是建立在工程技術與現代生物科學基礎上的科學技術。它的發展依賴於植物學、分子生物學、植物生理學、遺傳學、環境工程學、植物營養學等學科共同的發展和進步的,可爲研究生物科學提供非常重要的技術。植物發育的生物學是當代植物科學研究的主要內容。離體培養的器官與培養體細胞胚及調控這種步驟已經建立了良好的實驗體系,極大地將植物生物學的內容豐富了,而且還加速了發展。植物的薄層細胞培養已經成爲了在離體條件下研究生理生化、植株再生、遺傳轉化的關鍵技術。並且應用離體培養的技術來探究花器官的發育,已經在多種植物上實現了開花和結實。原生質體培養爲研究單細胞提供了較爲良好的技術體系,已應用在植物激素的作用機理、植物細胞的分裂、細胞壁生物學、基因表達、物質跨膜運輸等多個研究領域。

2 植物細胞工程技術及其應用

2. 1 加倍單倍體技術及應用

利用植物的組織來培養單倍體的植物材料從而獲得單倍體植物,然後再通過自然方法或者人工加倍的方法從而獲得雙倍體植株的技術,被稱爲加倍單倍體技術。在這種技術中以使用花葯和花粉來進行培養的應用最爲廣泛。利用這種技術來進行花葯和花粉培養獲得植株,目前已經在 250 多種植物上實驗成功。目前,我國在培養花葯和單倍體育種這兩方面總體已經處於世界的前列,由多名研究者研製的 N6 培養基已經被大量應用在禾本科植物的花葯和花粉培養上,現已被當做是國內外花培使用的通用培養基。而且利用花培技術,我國在多種農作物上都培養出了許多新的品種,例如水稻的中花系列的品種、小麥中的京花系列的品種、油菜中的華油一號等這些已經培育成功的品種的'推廣,現已在社會和經濟方面都取得了很好的效益。

在遺傳上面,我們採用花培技術已獲得染色體代的換系和附加系的方法,現在也被大量應用在小麥、大麥和一些茄科植物的身上,這種方法對遠緣雜交育種的效率有着極大的提高。

植物存在的一種自然現象就是雌核發育。雌核發育就在離體的條件下通過培養一些沒有受精過的子房和胚珠以產生單倍體植株,或者是在活體的條件下用不同種類的花粉或者是被物理方法處理過花粉授予其中,以誘導雌核的發育。目前這種培育方法已經在不下 10 種的植物上獲得了成功。在離體條件下,誘導孤雌生殖來獲得加倍單倍體的這一技術發展的時間很短,不過現在已經開始使用在構建遺傳分析、作物的改良與轉基因的受體材料。

2. 2 原生質體培養和體細胞雜交

植物細胞工程的核心技術是原生質體培養和體細胞雜交。

爲了不出現植物遠緣雜交不親和性,新的種質資源不斷創新,爲了實現植物遺傳轉化和進行細胞學的基礎研究提供了重要的科學研究基礎。糧食作物、蔬菜、果樹、花卉、林木等是獲得的原生質體再生植株。農作物和經濟作物主要是以原生質體培養,從一年生向多年生、從草本向木本、從高等向低等是近年來的植物發展趨勢。原生質體培養、體細胞雜交、體細胞雜質種子評價和利用等是我國大量研究方面。世界前列的是第一次獲得的原生質體植株種類數量,先進的成果適用主要是在原生質體培養體系的建立和完善、體細胞雜質種子鑑定、新種質的創制等方面。在植物細胞生理和遺傳學、基因組學、蛋白質組學研究中的應用主要是以原生質體培養的技術。

2. 3 加強植物細胞工程基礎研究

基礎科學的進步與發展是植物細胞工程的發展主要平臺。轉基因植物、植物生物反應器的研究和應用的推進方面是加強研究基礎植物代謝工程、植物細胞工程與植物基因工程的快速有機整合,結合分子標記輔助育種技術等。

3 結語

現代生物技術的發展是需要植物細胞工程的研究與應用來推動的。植物細胞工程作爲一個很獨立的學科和技術研究,爲現代農業化高效率、優質性、可持續發展性做出了重大貢獻。生命科學技術和工程技術的進步有力推動了植物細胞技術的發展,也大大有效地推進了現代生命科學技術的進一步發展。

加大對植物細胞工程的基礎研究創新 ,將爲植物細胞工程的進步提供更爲廣闊的發展平臺,爲社會主義現代農業科學技術的發展做出更大的貢獻。