生物技术

关于生物技术，它分为很多方面，但同时也对花卉很多方面有着影响，有着

作用。生物技术应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。

生物技术一词最早是由匈牙利人Karl Ereky 1917年提出,含义是指利用生物将原材料转变为产品的技术,随着新技术的出现与发展,生物技术的内涵在不断扩大。1982年国际合作及发展组织对生物技术这一名词的含义进行了重新界定:生物技术是应用自然科学及工程学的原理,依靠微生物、动物、植物体作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。生物技术逐步成为以现代分子生物学、生物化学、细胞生物学等生命科学最新成就为基础,与化学、工程学等学科密切相关的。利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的综合性科学技术,主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个领域[1]。随着科学技术的发展,生物技术逐渐成为当今的高技术,在解决环境问题、人口问题、人们的生活问题上有不可替代的作用。随着人们生活水平的提高,人们的审美情趣发生变化,原有的花卉品种已不能满足人们的要求。因此,世界各国对花卉生物技术展开了广泛的研究,给花卉注入了巨大活力,对促进世界花卉新品种的增加,品质的提高以及花卉产业化的发展均起到了重要作用。目前,在花卉产业中应用的生物技术主要有分子标记、组织培养、转基因技术、生物技术育种等。近年来 ， 随着经济发展 和生活水平提高， 人们对花卉质量的要求越来越高 。传统的育种方法逐渐表现出育种周期长 、 遗传变异有限 、 引入某一优 良性状的同时可能会伴随一些不 良性状 等局 限性。生物技术作为一门新兴学科 ， 为传统育种注入了新 的活力 ，提供 了全新 的思路 。在花卉植物种质资源的保存与研究上 ，离体保存越来越体现其优越性 ，而分子标记已成为花卉植物生物技术方面最活跃 、应用最多的一项技术 。利用生物技术进行种质创新可以从细胞 、 基因水平定向改造生物 ，扩大了育种范围 ,提高了育种效率 。 1 种质资源保存

种质保存使个体中所含有的遗传物质保持 其遗传完整性 ，且有高活力的通过繁殖将其遗传性传递下来 。离体种质保存是将植物外植体在无 菌环境下 进行组织培养 ， 将这 些外植体贮存在各类生长抑制条件下 使其缓慢生长或停止生长 ， 以达到长期保存的目的 ，而后如果需要时可迅速恢复正常 生长 。相对传统方法而言 ，离体保存所占空间小 ，基因型稳定 ，受外界影响小,恢复快 ，易于控制 .离体保存包括限制生长保存及低温保存 、 超低温保存 。 1 ． 限制生长保存及低温保存

限制生长保存通常在培养基中加人生长抑制剂

如脱落酸 ( A B A ) 、 矮 壮 素 ( C C C ) 、 B 、 P P 、 6 - B A

等 ， 或通过提高蔗糖浓 度 、 加入甘露醇 、 山梨醇调节培养基的渗透压 ,也有降低培养基中某些营养物质。的浓度来保存种质 ，另外控制光照和降低培养环境的氧气含量亦利于限制生长保存。目前通过微繁及控制生长技术保存种质的常用温度范围有3种 ：常 温 ( 1 5 ～2 5℃ ) 、 常 低 温 ( 1 5 ～0℃ ) 和低 温 ( 0 ～一 8 0℃ ) 。陈 菁瑛 等 ( 1 9 9 8 ) 在 切 花 菊 的试 管 苗 保 存 时 发现培 养 基 中添 加 1 0 mg ／ L B 。 有利 于种质离体保存 ，延缓生长作 用 较 明 显 ， 1 8 个月存活率仍达6 6 ， 4 ； 2甘露醇有利于离体保存 ，浓度升高时成活率下降； 较弱的光照， 菊花的光合作用减弱 ，有利

于缓慢生长 ； 常温 ( 2 5℃ ) 处理全部死亡 ， 4℃ 、 6℃处理 存活 率 仅 1 0 ， 1 0 ℃ 、 1 5℃ 的存活率分别达6 3 ． 0 、 5 8 ． 7 ， 说明适当降低温度有利于提高菊花的存活率 ， 且性状正常。菊花植株在 2 5 ～2 7℃培养环境中， 当氧的分压 ( P O ： ) 低于 5 0 m mHg时( 正常大气中氧分压为 1 5 2 ． 0 mm Hg ) ， 随着 P O 。 降低，植株生长量降低 ， 而 且对植株的进一步生长没有影响( B r i d g e n 等 ， 1 9 8 1 ) 。史永忠 等 ( 2 0 0 0 ) 研究发现铁皮石斛试管苗在 4 ℃黑 暗条件下可连续 保存 1 2个月 ，并能恢复生长 ， l ／ 2 MS 和 1 ／ 4 MS 培养基上的存活率高于 MS 。辛淑英和谢欣 ( 1 9 9 j ) 将 由不定芽再生的组培苗转入 1 6 ～l 8℃ 、 光照 l 0 0 0 l x 和每天光照 8 h 的低温种质库 中保存 ，结果表明附加甘露醇的 MS培养基具有增加百合离体种质存活率的作用 ， 其 中 MS +甘 露 醇 2 处理的效果最好 ， 保存一年后的存活率高达 9 2 ． 9 ％。C P R O — D L O公司将百合活体在一 2℃ 条件下贮 存 了 3 a ， 仍未丧失活力.

2 ．超低温保存超低温 ( u l t r a — l o w t e mp e r a t u r e ) 通常指低于 一 8 0℃ 的低温 ， 主要是液氮 ( 一 l 9 6℃ ) 及液氮蒸汽相 ，可降低甚至完全抑制其生活力及基因变异可能性 ，因此能够保持生物材料的遗传稳定性 ， 有利于解决组织、 细胞继代培养及 自然界中积累性的突变等变异 。目前超低温保存正成为长期稳定地保存植物种质资源的有效手段。刘燕等( 2 0 0 1 ) 对 l 8 个科 4 7 种花卉种子进行超低温保存研究 ， 除了两种花卉种子进入液氮后炸裂外 ， 其余 4 5种花卉种子保存后都有一定发芽率 ， 有些保存后种子发芽率还高于保存前。结果表明 ， 超低温保存技术可广泛应用于园林花卉种子 保 存 ， 花卉 种 子 自然含水量状态即可存于液氮中 ，从液氮中取出后 ， 3 5 ～4 0℃ 温水浴化冻有较高的发芽率 。尽管超低温保存已经取得一定进展 ， 但由于需要昂贵的实验设备 ， 实验的实际可操作性 ， 物种的特性等原因 ， 冷冻前后的遗传稳定性及保存后的再生能力等问题仍需解决 ， 超低温保存在花卉植物上的实际应用仍有一段距离 。 2 分子标记应用

作为基因型易于识别的表现形式 ，遗传标记在植物种质资源的研究和育种工作中有着十分重要的地位。 目前 ， 应用较为广泛的遗传标记 有形态标记细胞标记 生化标记和分子 标 记。前3种标记都是基因表达的结果 ，是对基因的间接反映 ，标记数 目有限 ， 多态性较差 ， 易受环境条件 的影响。而I ) N A分子标记主要过对供试材料 D N A 指纹图谱 比较分析后筛选出的特异带进行

资源的鉴定 ， 是D N A水平遗传变异的直接反映 。D N A分子标记能对各个发育时期的个体 、各个组织器官甚至细胞作检测 ，不受环境与基 因表达与否的限制 ， 数量极 多，遍及整个基 因组 ， 多态性 高 ， 遗传稳定 ( j a n s s e n s ，l 9 9 5 ) 。所 以 ， D NA 分子 标 记 从 它诞 生 之 日起 ， 就引起了生物 科学家极大的兴趣 。在短暂的几十年中 。经历了迅猛的发展 ， 分子标记日趋成 熟 。 目前 ，D N A分子标记已成 为花卉植物生物技 术方面最活跃的技术之一 ， 广泛应用于生物遗传 多样性 、 亲缘关系分析 ， 种质 资源 的系统 演化及分类 ， 基 因的定位 、分离测序及克隆 ， 辅助育 种 ， 遗传 图谱 的构建等 方面 ， 并显示了独到的优势。

D N A 分子标记在亲缘关系、 系统演化及分类研究上的应用在花卉植物的分类 、 物 种 与 品种问 亲缘系及系统演化等方面研 究 中， 应用分子标记技 术进行 的系谱分析可以提供 分子水平 的客观依据 ， 比传统方法更 能反 映 其 间 的 遗 传 多样 性 ， 有 利 于 育种 中 亲 本的选 配 及 资 源 的 有 效 利 用 。 目前 ． 蔷 薇 属 、 菊 属 、 莲属 、 绿绒蒿属 、 百 合属 等类 群 已将 R A P D分子标记应 用 到 系 统 分 类 中 。 Ho s o k i 等 ( 1 9 9 7 ) 利 用 R A P D分析中国牡丹 ( C h i n e s e T r e e p e o n y ) 栽培 品种的遗传关系， 通过聚类分析揭示 中国牡丹 品种可 大致分为 4大类 ， 但这些类 别并非总是和叶型 、花型或花色分类相一致 。J a y 等 ( 1 9 8 9 ) 成 功 地对粉红康乃馨品种进行 了鉴定 。J a c k s o n等 ( 2 0 0 0 ) 运 用 P C R技 术分析微卫星 D N A， 对菊花的一些群体进行分子水平上研究。

我国被称为“ 世界园林之母”，拥有丰富的花卉种质资源 ， 但我们对种质资源的保存 、 研究与利用还远远不够 。花卉种质资源是遗传育种的前提和基础 ， 只有掌握了量的育种材料 ，才能培 出新品种 。 植物生物技术使人 类对种 质资源 的保护 、 研究和利用达到新的水平 ， 我们必 须加大保护、 搜集 、 整理和评价工作力度 ， 充分发掘花卉种质资源的优异基因 加以科学合理的开发利用 ，使其为育种工作服务 。