植物組織培養技術即植物無菌培養技術,是根據植物細胞具有全能性的理論,是生物技術中最早實現產業化并取得顯著經濟效益和社會效益的領域。但由于先天的不足,總得來說,目前我國仍處于追逐國際的狀態。
國外科學家較早地深入研究植物組培技術,自從1902年德國科學家Gotdieb Haberlandt提出植物細胞的全能性理論后,細胞全能性研究逐漸成為生物學研究領域的熱點,而建立在細胞全能性基礎上的植物組織培養技術從此逐漸興起和發展。如:1934年,美國White通過對番茄離體根的培養,形成了第一個可以正常生長的無性系,從而使非胚器官的培養首先獲得成功;1937年,White以種間雜種煙草莖段的形成層為材料,成功地進行了植物組織培養和繼代培養;1943年,White出版了專著《植物組織培養手冊》,標志著植物組培技術開始成為一門新興的科學和技術。此后,更多的國外科學家和學者對植物組培技術不斷地進行探索與創新,并建立的許多重點實驗室和公司,實現了組培的產業化。而我國對此卻鮮有貢獻, 僅于1933年,李繼侗進行銀杏的離體培養時,證明了大小約3mm的幼胚能正常生長。當然,不能以此否定完我國的組培技術。
當前,植物組織培養技術在我國也得到了快速發展,廣泛應用于植物育種、植物脫毒和快速繁殖、植物有用產物生產、植物種質資源保存和交換、遺傳、生理、生化和病理研究。植物組織培養技術已經滲透到科研、生產和生活各個領域,必將為社會創造更大的價值和效益。但由于先天的不足,總得來說,目前我國仍處于追逐的狀態。
一、技術創新上的差距
1、在研究的系統性方面
國外研究品種多,不僅研究種間差異,還研究無性系間的差異。我國雖研究范圍廣,但系統性差。目前幾乎所有現賞植物都曾進行過組織培養,但多數局限干培養的最終結果或圍繞結果的幾個重要因素的研究。
2、在研究的深度方面
國外除了研究通過植物組織培養各種途徑再生植株外,更為重要的是對植物組織培養苗各階段的生長特性,遺傳穩定性及組培苗田間表現等方面進行了研究。而我國繼代培養的代數普遍偏長,且很少追蹤組培苗田間表現的研究。
3、在技術環境及條件控制方面
國外在組織培養技術及培養環境條件控制方面的工作做得更細,更精,根據不同種類,不同生長階段在培養條件上進行不同控制。這些研究對于促進植物組培快繁技術體系的完善和實現組培苗商品化、工廠廠化生產都是十分必要的。國內有關組織培養方面的研究報道,重復性研究很多.但試驗結果的可重復性較差,多數報道只有結果,對所采用的技術手段和原因分析較少。
4、在培養方式方面
發達國家采用穴盤營養液無糖培養方式.有效地降低了成本,其培養室內的光照,光質,光周期,溫濕度、二氧化碳濃度等全部采用自動控制。而我國多數還是采用基質容器的粗放培養。
二、產業化的差距
1、在技術與產業結合方面
發達國家特別注重產業化,從事組織培養的研究機構都與產業相結臺,他們征實驗研究、開 發推廣到生產試驗上的經費投放之比為1:10:lOO。而我國的研究機構大多游離于產業之外,使技術和產業分離。加之科研主管部門的研究經費大多投入在前期的基礎研究上,而對中試和進一步產業化的投入則遠遠不足,這就是導致我國目前組培育苗產業化程度不高的主要原園之一。
2、在污染率控制方面
國外新型工廠化組培苗的生產,從培養基的制備、消毒、存儲,植物的接種、 培養、觀察等都是在無菌工作間進行的,降低了污染率,提高了工作效率。而在國內,由于資金有限,除了在接種臺上必需的無菌操作外,其它的都是在自然空氣中,加之培養室環境控制不好,污染率較高,致使損失嚴重。此外,國外組培設施設備、環境條件和人員素質優于我國,對組培產業化生產的管理比較規范,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。但我國組培室周圍大都沒有隔離,組培苗的污染率往往超過5%。還有就是缺少管理經驗,對污染的危害性認識不足,缺乏對污染源的診斷與對癥下藥。