1.5.1
快速繁殖植物组织培养是一种离体培养的无性繁殖方式,当植物采用种子、扦插等方式难以繁殖时,组织培养就显得十分重要了,它可以在人为的控制下,并确保无菌环境条件,在短时间内大量繁殖苗木,而且不受季节和环境的限制,为育种学家在短时间内探索植物遗传多性提供了可能[33,34]。它包括三种类型的无性繁殖方式:体细胞胚胎发生、器官发生和微扦插[35]。
不同的方式其各有优缺点,在科研、生产上的应用也是不一样的。几十年的发展,组织培养技术早已实现了产业化发展,大量的经济作物、园林绿化苗木、花卉等都采用组织培养技术进行繁殖,与常规的繁殖方式相比,其效率提高了数万倍甚至百万倍。
1.5.2植物脱毒
在一些常年采用常规无性繁殖的植物中,极易积累大量的病毒,造成植物生长不良、产量降低甚至死亡。病毒病在生产上难以用药剂进行防治,目前,已发现的病毒种类共有千余种[36]。植物体内病毒分布是不均匀的,生长点的分生组织区域生长迅速,无维管组织,病毒漫延速度极弱,一般认为生长点1mm以内区域没有或极少有病毒,从而通过切取一定长度的分生组织可将病毒除去[37]。
1.5.3植物遗传育种
多肉植物组织培养在遗传育种中有着重要作用。单倍体植株在自然界是不能正常开花结果产生后代,而组织培养技术可以培养单倍体植株并大量繁殖,经染色体加倍后,又能快速得到二倍体纯合植株[38],极大地促进了育种工作的进行。
对于一些远缘杂交植物而言,胚胎培养已经成为产生种间与种间的杂交种的常规方法[39,40],有效地克服了远缘杂交败育的问题。植物组织培养的再生幼苗可由单个细胞发育而来,这种特性在基因工程中应用广泛,利用组织培养进行遗传转化是目前应用最广泛的技术之一[41]。
1.5.4次生代谢物生产
许多多肉药用植物中含有丰富的生物碱、黄酮等产物,许多用于治疗或预防疾病[42]。Kaul和Staba[43]在1967年对阿米芹进行悬浮培养,并从培养物中分离得到了呋喃色酮,发展至今已有400多种植物被成功培养并分离了有效的次生代谢产物。如人参、长春花、紫草等植物通过组织培养生产次生代谢产物早已就用于商业生产。