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摘要:
隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展,它在果樹種植上的應用也成為果樹發(fā)展的新常態(tài)。目前,通過這項生物技術(shù),給果樹育種上的應用帶來了許多便捷,對優(yōu)良樹種選育、種質(zhì)保存和繁殖的等方面具有重大的意義。本文就這3個方面展開了一些討論。
關(guān)鍵詞:
生物技術(shù);果樹種植;基因工程;應用
1果樹優(yōu)良性狀的選育
1.1誘變育種
誘變育種是通過使用物理、化學因素誘導植物的遺傳特性發(fā)生變異,然后從變異體中挑選出所需要的變異株,然后將它培育成新種質(zhì)的一種育種方法[1]。誘變育種使用了基因突變的原理,主要優(yōu)點是能夠提高突變率,在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。我們在果樹的培育過程中,有時迫切想要得到某種優(yōu)良性狀,然而實驗材料中又正好不具備這個性狀,那么我們就可以使用誘變育種的方法得到這種性狀。誘變育種得到的性狀是隨機的而非都是優(yōu)良的,因此需要我們進行大量的實驗,才能挑選出更適合的基因。
1.2原生質(zhì)體培養(yǎng)
原生質(zhì)體培養(yǎng)則是通過對離體植物的原生質(zhì)體進行培養(yǎng),形成完整植株[1]。而我們所說的原生質(zhì)體就是指脫去全部細胞壁的細胞,它是由質(zhì)膜所包圍的具有生活力的裸細胞。經(jīng)原生質(zhì)體培養(yǎng)的植株再生,一般經(jīng)過細胞壁再生,細胞分裂成細胞團、愈傷組織(或胚狀體)、植株再生這幾個過程。因為原生質(zhì)體它具有該個體的全部遺傳信息,因此只要條件適宜,它得到的植株基本上具有親本的全部遺傳性狀。原生質(zhì)體培養(yǎng)法克服了遠緣雜交不親和性,將兩個不能通過雜交育種細胞實現(xiàn)雜交,從而得到親本的優(yōu)良性狀。我國目前已有多種果樹實現(xiàn)了原生質(zhì)體培養(yǎng)法育種,例如蘋果、獼猴桃、枇杷和葡萄等。這些成功例子給予了我們極大的鼓舞,但是有些果樹的培養(yǎng)還遇到了一些問題等待進一步改進。
1.3植物基因工程
基因工程育種大家想必也不陌生?;蚬こ逃址Q為基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)[2]。他指從某種生物中取出目的基因,再從另一生物體內(nèi)取出載體分子,將他們二者在體外構(gòu)建雜種DNA分子后導入活細胞,這樣目的基因就可以在導入的活細胞中持續(xù)穩(wěn)定地表達,從而改變了生物原有的遺傳特性,得到了新的品種。植物基因工程概念類似,是通過人工的方法,從一種生物中提取外源基因片段,再從另一種生物中提取載體DNA,經(jīng)過體外切割、拼接和重組,然后采取某種方法,把重組后的帶有外源基因的載體DNA引入植物細胞,并使其在植物細胞內(nèi)進行復制和穩(wěn)定并持續(xù)地表達,從而改變受體植物細胞遺傳特性?;蚬こ痰膬?yōu)點就是打破了生殖隔離,能夠定向地改變生物性狀,在短期內(nèi)迅速得到想要的遺傳性狀。比如我們想要生長的果樹具有抗蟲的特性,而自然生長的果樹中少有這個性質(zhì),那么我們通過基因工程將帶有抗蟲基因的目的基因?qū)氲交罴毎?,就可以得到具有抗蟲基因的細胞。而且目前果樹的基因型多為雜合,自然雜交的話后代就會產(chǎn)生性狀分離。而我們的目的是在一棵果樹上得到盡可能多的優(yōu)良性狀,然后保存起來使它繁殖下去?;蚬こ痰某霈F(xiàn)讓果樹育種有了新的進展。而且基因工程產(chǎn)生的果樹因為沒有通過雜交過程,就不會出現(xiàn)性狀分離的問題,優(yōu)良基因得以保存。
2果樹優(yōu)良種質(zhì)的保存
目前我國使用較多的種質(zhì)保存技術(shù)是超低溫冷凍保存種質(zhì)技術(shù)。這種方法主要是在超低溫冷凍(-196℃液氮庫)中,將細胞經(jīng)冷凍保護劑處理后保存。據(jù)研究表明,在超低溫冷凍的條件下,細胞生化反應極其緩慢甚至停止,但經(jīng)過幾十年甚至是幾百年的保存,在復蘇后依然可以保持正常的結(jié)構(gòu)和功能。因此我們到了需要使用它的時候,再將它放在30~40℃溫度下迅速解凍,在滿足原有培養(yǎng)條件下,植物恢復分裂、分化和植株再生的能力。
3果樹優(yōu)良品種的繁殖
微繁殖又叫做離體繁殖。它是指利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),在離體條件下對植物進行營養(yǎng)繁殖。這也是目前為止植物組織培養(yǎng)應用最廣、最多和最有成效的一種繁殖技術(shù),他具有許多獨特的優(yōu)點。首先,比起常規(guī)的有性繁殖和無性繁殖,他可以實現(xiàn)短期內(nèi)的快速生產(chǎn)。這種高效、高產(chǎn)同時又高經(jīng)濟效益的特點,使得他在眾多繁殖選擇方式中脫穎而出。第二,是由于大部分的果樹都是高度雜合,自然繁殖就會出現(xiàn)性狀分離和變異,與我們想要得到的親本植物優(yōu)良性狀不一致。而微繁殖是一種無性繁殖,他產(chǎn)生的后代是與親本完全一致,完全解決了雜合子性狀分離的顧慮。第三,是在微繁殖的環(huán)境條件可以控制。而我們通過對環(huán)境條件的控制,可以實現(xiàn)按計劃生產(chǎn)。這樣既能滿足市場的需求,又能大大增加靈活性。更重要的一點是,因為要保持環(huán)境條件的超凈才能繼續(xù)繁殖和保存苗木,因此得到的植株有著無病、無蟲的特點。有些生物在種植過程中容易感染病毒,而微繁殖完全杜絕了這一情況的發(fā)生。因此也比自然繁殖得到的樹苗生長更加旺盛。此外,微繁殖還有一個重大的意義,那就是他可以實現(xiàn)瀕危物種的保存。例如我們國家有一棵瀕危的植株,那么我們可以將植株種植保存在基因庫中和種質(zhì)庫中,再將他用作國際間的種質(zhì)交換。這樣不僅實現(xiàn)了瀕危樹種的保護,還成功得到了其他國家瀕危物種的種質(zhì)。目前我國通過微繁殖得到的植物種類不勝枚舉,但是在果樹上的應用并沒有花卉植物等那么普遍,可見技術(shù)還有待進一步提升。
4結(jié)語
眾所周知,果樹一直以來都是自然繁殖的。而要得到優(yōu)質(zhì)后代也只能通過引種雜交等自然方案來進行。但是果樹的生長周期非常長,自交大部分都不育,遺傳的話又具有高度雜合的特點。那么要得到具有優(yōu)良性狀的果樹后代就相當不容易。而以上方法的使用為我們提供了一個新的思路,當然,生物技術(shù)在果樹種植方面的使用遠遠不止這些,這只是一些具有代表性的例子。但是不得不說即使是從這些例子中我們也能感受到生物技術(shù)的使用,在果樹種植歷史上是一個相當重要的轉(zhuǎn)折點。
參考文獻
[1]李長余.淺談生物技術(shù)在果樹種植上的應用[J].福建農(nóng)業(yè),2015(04):202.
[2]趙玉彪.生物技術(shù)在果樹上應用與未來前景[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2015(24):26.
作者:唐黎標 單位:杭州市農(nóng)業(yè)局
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