植物组织培养技术即植物无菌培养技术,是根据植物细胞具有全能性的理论,是生物技术中最早实现产业化并取得显著经济效益和社会效益的领域。但由于先天的不足,总得来说,目前我国仍处于追逐国际的状态。
国外科学家较早地深入研究植物组培技术,自从1902年德国科学家Gotdieb Haberlandt提出植物细胞的全能性理论后,细胞全能性研究逐渐成为生物学研究领域的热点,而建立在细胞全能性基础上的植物组织培养技术从此逐渐兴起和发展。如:1934年,美国White通过对番茄离体根的培养,形成了第一个可以正常生长的无性系,从而使非胚器官的培养首先获得成功;1937年,White以种间杂种烟草茎段的形成层为材料,成功地进行了植物组织培养和继代培养;1943年,White出版了专著《植物组织培养手册》,标志着植物组培技术开始成为一门新兴的科学和技术。此后,更多的国外科学家和学者对植物组培技术不断地进行探索与创新,并建立的许多重点实验室和公司,实现了组培的产业化。而我国对此却鲜有贡献, 仅于1933年,李继侗进行银杏的离体培养时,证明了大小约3mm的幼胚能正常生长。当然,不能以此否定完我国的组培技术。
当前,植物组织培养技术在我国也得到了快速发展,广泛应用于植物育种、植物脱毒和快速繁殖、植物有用产物生产、植物种质资源保存和交换、遗传、生理、生化和病理研究。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域,必将为社会创造更大的价值和效益。但由于先天的不足,总得来说,目前我国仍处于追逐的状态。
一、技术创新上的差距
1、在研究的系统性方面
国外研究品种多,不仅研究种间差异,还研究无性系间的差异。我国虽研究范围广,但系统性差。目前几乎所有现赏植物都曾进行过组织培养,但多数局限干培养的最终结果或围绕结果的几个重要因素的研究。
2、在研究的深度方面
国外除了研究通过植物组织培养各种途径再生植株外,更为重要的是对植物组织培养苗各阶段的生长特性,遗传稳定性及组培苗田间表现等方面进行了研究。而我国继代培养的代数普遍偏长,且很少追踪组培苗田间表现的研究。
3、在技术环境及条件控制方面
国外在组织培养技术及培养环境条件控制方面的工作做得更细,更精,根据不同种类,不同生长阶段在培养条件上进行不同控制。这些研究对于促进植物组培快繁技术体系的完善和实现组培苗商品化、工厂厂化生产都是十分必要的。国内有关组织培养方面的研究报道,重复性研究很多.但试验结果的可重复性较差,多数报道只有结果,对所采用的技术手段和原因分析较少。
4、在培养方式方面
发达国家采用穴盘营养液无糖培养方式.有效地降低了成本,其培养室内的光照,光质,光周期,温湿度、二氧化碳浓度等全部采用自动控制。而我国多数还是采用基质容器的粗放培养。
二、产业化的差距
1、在技术与产业结合方面
发达国家特别注重产业化,从事组织培养的研究机构都与产业相结台,他们征实验研究、开 发推广到生产试验上的经费投放之比为1:10:lOO。而我国的研究机构大多游离于产业之外,使技术和产业分离。加之科研主管部门的研究经费大多投入在前期的基础研究上,而对中试和进一步产业化的投入则远远不足,这就是导致我国目前组培育苗产业化程度不高的主要原园之一。
2、在污染率控制方面
国外新型工厂化组培苗的生产,从培养基的制备、消毒、存储,植物的接种、 培养、观察等都是在无菌工作间进行的,降低了污染率,提高了工作效率。而在国内,由于资金有限,除了在接种台上必需的无菌操作外,其它的都是在自然空气中,加之培养室环境控制不好,污染率较高,致使损失严重。此外,国外组培设施设备、环境条件和人员素质优于我国,对组培产业化生产的管理比较规范,并使用比较合理的防污染药剂,组培的污染率可以控制任5%以内。但我国组培室周围大都没有隔离,组培苗的污染率往往超过5%。还有就是缺少管理经验,对污染的危害性认识不足,缺乏对污染源的诊断与对症下药。