國(guó)內(nèi)外植物組織培養(yǎng)技術(shù)的差距

1、國(guó)內(nèi)外植物組織培養(yǎng)技術(shù)的差距、摘要植物組織培養(yǎng)技術(shù)是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的領(lǐng)域，在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外植物組培的發(fā)展概況以及技術(shù)差距的分析，指出了我國(guó)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、目前存在的主要問(wèn)題和應(yīng)采取的措施，并對(duì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展作了展望。關(guān)鍵詞：組織培養(yǎng) 概況 差距 展望 abstract the plant tissue culture technology is agricultural biotechnology as the first realized industrialization and get a

2、 remarkable economic and social benefits of the field, in the theoretical research and production practice has wide application value. through the domestic and international plant tissue and the development situation of the technology gap analysis, and pointed out the plant tissue culture technology

3、s development present situation, the existing problems and the measures should be taken, and the development of plant tissue culture technology are discussed.key words：tissue culture situation gap looking目錄中文摘要i英文摘要i一、引言1二、國(guó)內(nèi)外植物組織培養(yǎng)的概況1(一) 國(guó)內(nèi)植物組培概況.1(二) 國(guó)外植物組培概況.1三、國(guó)內(nèi)外植物組培技術(shù)的差距1(一) 國(guó)內(nèi)外植物組培的在發(fā)展上差距.1(

4、二) 國(guó)內(nèi)外植物組培在技術(shù)創(chuàng)新上的差距.23.2.1在研究的深度方面23.2.2在技術(shù)環(huán)境及條件控制方面23.2.3在培養(yǎng)方式方面2（三）國(guó)內(nèi)外植物組培在產(chǎn)業(yè)化的差距23.3.1在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)合方面23.3.2在污染率控制方面23.3.3在生產(chǎn)自動(dòng)化程度方面24、在訂單生產(chǎn)方面.33.3.5在監(jiān)測(cè)技術(shù)體系方面33.3.6在人員培訓(xùn)方面33.3.7在與其它新技術(shù)結(jié)合方面3四、我國(guó)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展展望3參考文獻(xiàn)4一、引言植物組織培養(yǎng)技術(shù)是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的領(lǐng)域。植物組織培養(yǎng)技術(shù)即植物無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)，是根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性的理論，利用植物體離體的器官、組

5、織或細(xì)胞(如根、莖、葉、花、果實(shí)、種子、胚、胚珠、子房、花藥、花粉以及貯藏器官的薄壁組織、維管束組織等)，在無(wú)菌、適宜的人工培養(yǎng)基及光照、溫度等條件下，誘導(dǎo)出愈傷組織、不定芽、不定根最后形成與母體遺傳性相同的完整植株。當(dāng)前，植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到了快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于植物育種、植物脫毒和快速繁殖、植物有用產(chǎn)物生產(chǎn)、植物種質(zhì)資源保存和交換、遺傳、生理、生化和病理研究。植物組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到科研、生產(chǎn)和生活各個(gè)領(lǐng)域，必將為社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值和效益。二、國(guó)內(nèi)外植物組織培養(yǎng)的概況（一）國(guó)內(nèi)植物組培概況我國(guó)花卉組培研究始干20世紀(jì)80年代，目前在廣東、海南上海云南，福建、浙江和廣西等地，花卉組培苗產(chǎn)業(yè)

6、化生產(chǎn)已具規(guī)模。據(jù)2000年1 2月在蘭州舉行的植物組培效益與前景高級(jí)研討會(huì)上發(fā)布我國(guó)約有2000個(gè)組培室，在上千種植物中建立了組培再生技術(shù)，組培苗年產(chǎn)能力可達(dá)3億株，而實(shí)際年產(chǎn)量約為05億株。重點(diǎn)組培公司與實(shí)驗(yàn)室有：云南省農(nóng)科院園藝所花卉研究中心，廣州花卉研究中心，中國(guó)科學(xué)院與廣東新會(huì)、順德德兩地有關(guān)科研單位合作建立的香蕉試管苗廠，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院所屬的廣西植物試管苗有限公司，等等。（二）國(guó)外植物組培概況70年代以來(lái)，國(guó)外組培苗生產(chǎn)發(fā)展很快，歐洲許多國(guó)家紛紛建立植物繁殖公司，重點(diǎn)是繁殖那些經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的觀賞植物。據(jù)歐洲及地中海植物保護(hù)組織(eppo)1991年公報(bào)，西歐國(guó)家共有248個(gè)植物微繁

7、殖公司。80年代后，以商品為目的組培苗生產(chǎn)量以20-30的速度遞增，年產(chǎn)組培苗在10萬(wàn)株以上的植物微繁殖公司約占50，年產(chǎn)量大于50萬(wàn)株的公司約占25，整個(gè)西歐年產(chǎn)組培苗達(dá)2億多株。世界知名的組培公司與實(shí)驗(yàn)室有：色列的shem、benzur苗圃，美國(guó)ball園藝公司、iverson植物園、wyford國(guó)際公司，印度avt生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、harrisons malayalam有限公司，馬來(lái)西亞的熱帶實(shí)驗(yàn)室與溫室苗圃，等等。三、國(guó)內(nèi)外植物組培技術(shù)的差距（一）國(guó)內(nèi)外植物組培的在發(fā)展上差距自從1902年德國(guó)科學(xué)家gotdieb haberlandt提出植物細(xì)胞的全能性理論后細(xì)胞全能性研究逐漸成為生物學(xué)

8、研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)而建立在細(xì)胞全能性基礎(chǔ)上的植物組織培養(yǎng)技術(shù)從此逐漸興起和發(fā)展。國(guó)外科學(xué)家較早地深入研究植物組培技術(shù)，如：1934年，美國(guó)white通過(guò)對(duì)番茄離體根的培養(yǎng)，形成了第一個(gè)可以正常生長(zhǎng)的無(wú)性系，從而使非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功；1937年，white以種間雜種煙草莖段的形成層為材料，成功地進(jìn)行了植物組織培養(yǎng)和繼代培養(yǎng)；1943年，white出版了專著植物組織培養(yǎng)手冊(cè)，標(biāo)志著植物組培技術(shù)開(kāi)始成為一門新興的科學(xué)和技術(shù)。此后，更多的國(guó)外科學(xué)家和學(xué)者對(duì)植物組培技術(shù)不斷地進(jìn)行探索與創(chuàng)新，并建立的許多重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和公司，實(shí)現(xiàn)了組培的產(chǎn)業(yè)化。而我國(guó)對(duì)此卻鮮有貢獻(xiàn)， 僅于1933年，李繼侗進(jìn)行銀杏的離體

9、培養(yǎng)時(shí)，證明了大小約3mm的幼胚能正常生長(zhǎng)。當(dāng)然，不能以此否定完我國(guó)的組培技術(shù)。20世紀(jì)70年代，我國(guó)學(xué)者首先完成了20多種植物的花粉培養(yǎng)，使我國(guó)在這一領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。由于先天的不足，總得來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)仍處于追逐國(guó)際的狀態(tài)。（二）國(guó)內(nèi)外植物組培在技術(shù)創(chuàng)新上的差距3.2.1在研究的系統(tǒng)性方面國(guó)外研究品種多，不僅研究種間差異，還研究無(wú)性系間的差異。我國(guó)雖研究范圍廣，但系統(tǒng)性差。目前幾乎所有現(xiàn)賞植物都曾進(jìn)行過(guò)組織培養(yǎng)，但多數(shù)局限干培養(yǎng)的最終結(jié)果或圍繞結(jié)果的幾個(gè)重要因素的研究。3.2.2在研究的深度方面國(guó)外除了研究通過(guò)植物組織培養(yǎng)各種途徑再生植株外，更為重要的是對(duì)植物組織培養(yǎng)苗各階段的生長(zhǎng)特性，

10、遺傳穩(wěn)定性及組培苗田間表現(xiàn)等方面進(jìn)行了研究。而我國(guó)繼代培養(yǎng)的代數(shù)普遍偏長(zhǎng)，且很少追蹤組培苗田間表現(xiàn)的研究。32.3在技術(shù)環(huán)境及條件控制方面國(guó)外在組織培養(yǎng)技術(shù)及培養(yǎng)環(huán)境條件控制方面的工作做得更細(xì)，更精，根據(jù)不同種類，不同生長(zhǎng)階段在培養(yǎng)條件上進(jìn)行不同控制。這些研究對(duì)于促進(jìn)植物組培快繁技術(shù)體系的完善和實(shí)現(xiàn)組培苗商品化、工廠廠化生產(chǎn)都是十分必要的。國(guó)內(nèi)有關(guān)組織培養(yǎng)方面的研究報(bào)道，重復(fù)性研究很多但試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性較差，多數(shù)報(bào)道只有結(jié)果，對(duì)所采用的技術(shù)手段和原因分析較少。3.2.4在培養(yǎng)方式方面發(fā)達(dá)國(guó)家采用穴盤營(yíng)養(yǎng)液無(wú)糖培養(yǎng)方式有效地降低了成本，其培養(yǎng)室內(nèi)的光照，光質(zhì)，光周期，溫濕度、二氧化碳濃度等全部

11、采用自動(dòng)控制。而我國(guó)多數(shù)還是采用基質(zhì)容器的粗放培養(yǎng)。（三）國(guó)內(nèi)外植物組培在產(chǎn)業(yè)化的差距3.3.1在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)合方面發(fā)達(dá)國(guó)家特別注重產(chǎn)業(yè)化，從事組織培養(yǎng)的研究機(jī)構(gòu)都與產(chǎn)業(yè)相結(jié)臺(tái)，他們征實(shí)驗(yàn)研究、開(kāi)發(fā)推廣到生產(chǎn)試驗(yàn)上的經(jīng)費(fèi)投放之比為1：10：loo。而我國(guó)的研究機(jī)構(gòu)大多游離于產(chǎn)業(yè)之外，使技術(shù)和產(chǎn)業(yè)分離。加之科研主管部門的研究經(jīng)費(fèi)大多投入在前期的基礎(chǔ)研究上，而對(duì)中試和進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化的投入則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，這就是導(dǎo)致我國(guó)目前組培育苗產(chǎn)業(yè)化程度不高的主要原園之一。3.3.2在污染率控制方面國(guó)外新型工廠化組培苗的生產(chǎn)，從培養(yǎng)基的制備、消毒、存儲(chǔ)，植物的接種、培養(yǎng)、觀察等都是在無(wú)菌工作間進(jìn)行的，降低了污染率，提高

12、了工作效率。而在國(guó)內(nèi)，由于資金有限，除了在接種臺(tái)上必需的無(wú)菌操作外，其它的都是在自然空氣中，加之培養(yǎng)室環(huán)境控制不好，污染率較高，致使損失嚴(yán)重。此外，國(guó)外組培設(shè)施設(shè)備、環(huán)境條件和人員素質(zhì)優(yōu)于我國(guó)，對(duì)組培產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的管理比較規(guī)范，并使用比較合理的防污染藥劑，組培的污染率可以控制任5以內(nèi)。但我國(guó)組培室周圍大都沒(méi)有隔離，組培苗的污染率往往超過(guò)5%。還有就是缺少管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)污染的危害性認(rèn)識(shí)不足，缺乏對(duì)污染源的診斷與對(duì)癥下藥。3.3.3在生產(chǎn)自動(dòng)化程度方面在組培產(chǎn)業(yè)化中為節(jié)省人工，減輕強(qiáng)度，國(guó)外已開(kāi)始在培養(yǎng)基容器的清洗，培籜基配制、分裝、滅菌和搬運(yùn)中建立自動(dòng)化和半自化生產(chǎn)線和設(shè)備。現(xiàn)代他的智能化溫室較普遍

13、用于植物組培苗的移栽，并用電腦進(jìn)行自動(dòng)控制。而國(guó)內(nèi)目前組培苗的生產(chǎn)尚未實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。仍以人工為主，存在速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大，成活率低。生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。3.3.4在訂單生產(chǎn)方面國(guó)外的組培公司都是按訂單進(jìn)行生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)普遍存在組培計(jì)劃，生產(chǎn)段銷售脫節(jié)問(wèn)題。組培苗工產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)是一個(gè)系統(tǒng)程，只要其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)影響到整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃和任務(wù)的完成。所以征制定計(jì)劃時(shí)要充分考慮到各種可能發(fā)生的情況，同時(shí)又不能能把余地留得太大，以免生產(chǎn)過(guò)多造成浪費(fèi)和增加成本，或者不能按訂單提供相應(yīng)的產(chǎn)品。3.3.5在監(jiān)測(cè)技術(shù)體系方面荷蘭已著手對(duì)組培質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)體系進(jìn)行研究。設(shè)在荷蘭的sbw組培蠻驗(yàn)掌研究項(xiàng)目負(fù)

14、責(zé)人彼得范德林特指出，為保證培養(yǎng)及生產(chǎn)工序的質(zhì)量，必須實(shí)施一套標(biāo)準(zhǔn)化程序。范德林特說(shuō)，質(zhì)量包括很多方面，但有兩個(gè)因素是非常重要的：一是產(chǎn)品的質(zhì)量，另一個(gè)是生產(chǎn)工序的質(zhì)量。而后者可以通過(guò)世界公認(rèn)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證如iso或haccp得到保障。關(guān)于組培技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，在國(guó)際上由于大多數(shù)大的組培工廠都是公司性質(zhì)，出于商業(yè)機(jī)密，基本不將組培技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公布于眾。到木前為止，尚未見(jiàn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3.3.6在人員培訓(xùn)方面農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)，農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)的，而我國(guó)除了少部分農(nóng)業(yè)技術(shù)員有機(jī)會(huì)接受專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)外，大多數(shù)從事農(nóng)業(yè)的人員都沒(méi)有得到很好的培訓(xùn)。特別是組培業(yè)，很多參與組培廠管理和技術(shù)

15、工作的人員都是工作后才真正接觸組培，邊工作邊學(xué)習(xí)。少部分專門從事組培研究的專家卻不能直接參與生產(chǎn)和管理，使得技術(shù)和管理不能有機(jī)地結(jié)合，從而影響了產(chǎn)效，尤其是能有機(jī)會(huì)出國(guó)接受專業(yè)培圳的人更是微乎其微。這種狀況也影響了我國(guó)組培產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展。3.3.7在與其它新技術(shù)結(jié)合方面國(guó)外組培產(chǎn)業(yè)斗始向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化、綜臺(tái)化和多樣化發(fā)展，并與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)以及新材料結(jié)合，不僅進(jìn)行植物的組培快繁，而且通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行組培生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理，以節(jié)省時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，使組培產(chǎn)業(yè)化能持續(xù)健康發(fā)展。而國(guó)內(nèi)組培事規(guī)模和檔次不一，有的規(guī)模投入過(guò)大，設(shè)計(jì)不科學(xué)，裝備不配套，難以以堵轉(zhuǎn)和贏利；有的過(guò)于簡(jiǎn)陋，規(guī)

16、模太小、難以投入生產(chǎn)使用；有些組培室建成后，由于缺乏市場(chǎng)、技術(shù)、人才和管理，處于閑置狀態(tài)。四、我國(guó)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展展望由于國(guó)|內(nèi)外在組培業(yè)上存在明顯的差距，我國(guó)必須在注重以下各點(diǎn)：一是加強(qiáng)國(guó)際合作，引進(jìn)新技術(shù)。組培產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵在于技術(shù)的創(chuàng)新，由于我國(guó)缺乏相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)，引進(jìn)成為了我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新的第一步，在模仿中進(jìn)步，是我國(guó)組培技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。二是學(xué)習(xí)并運(yùn)用國(guó)外成功的經(jīng)營(yíng)管理措施。產(chǎn)業(yè)化的成敗決定于經(jīng)營(yíng)管理方法的科學(xué)與否，部門的設(shè)置、制定生產(chǎn)計(jì)劃、人員管理、生產(chǎn)過(guò)程管理、生產(chǎn)管理和銷售管理等方面都必須科學(xué)合理、可行。三是利用本土資源，大力投資發(fā)展組培產(chǎn)業(yè)。我國(guó)組培產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，發(fā)

17、展前景與市場(chǎng)非常廣闊。在勞動(dòng)力成本已成為發(fā)達(dá)國(guó)家降低試管苗生產(chǎn)成本的重要制約因素前提下，組培產(chǎn)業(yè)的東移（主要是東南亞國(guó)家）和南移（拉美國(guó)家）將成為一大趨勢(shì)。我國(guó)在地理氣候，植物資源及技術(shù)儲(chǔ)備上，有許多優(yōu)勢(shì)。我們應(yīng)該利用本土資源優(yōu)勢(shì)培育特色產(chǎn)品并努力開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，促進(jìn)我國(guó)組培產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，提高組培產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，提高組培技術(shù)成果的商業(yè)性轉(zhuǎn)化。此外，我國(guó)的中草藥是一份人類寶貴的財(cái)富，但很多種中草藥資源匱乏，產(chǎn)量不足，甚至瀕于滅絕。如果能利用組織和細(xì)胞培養(yǎng)的方法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生產(chǎn)，不再依附于自然環(huán)境，不僅可以解決現(xiàn)有困難，而且可以通過(guò)篩選高產(chǎn)有效成分的細(xì)胞系，來(lái)提高其藥用價(jià)值。還有，帶動(dòng)我國(guó)組培苗商品化發(fā)展的重要原因是為外方提供“組培苗代加工”業(yè)務(wù)。外方提供新培育的無(wú)病毒植物種源，經(jīng)過(guò)我國(guó)組培快速增殖后成為商品苗，再返銷國(guó)外。這種三角關(guān)系為我國(guó)組培技術(shù)與國(guó)際接軌，使我國(guó)組培苗成為國(guó)際性商品提供了極好的機(jī)遇。參考文獻(xiàn)1沈海龍.植物組織培養(yǎng)m.北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2005.1-12,2