自從1902年德國科學(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)研究領(lǐng)域的熱點.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。國外科學(xué)家較早地深入研究植物組培技術(shù),如:1934年,美國white通過對番茄離體根的培養(yǎng),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(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》,標(biāo)志著植物組培技術(shù)開始成為一門新興的科學(xué)和技術(shù)。此后,更多的國外科學(xué)家和學(xué)者對植物組培技術(shù)不斷地進行探索與創(chuàng)新,并建立的許多重點實驗室和公司,實現(xiàn)了組培的產(chǎn)業(yè)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(yǎng)時,證明了大小約3mm的幼胚能正常生長。當(dāng)然,不能以此否定完我國的組培技術(shù)。20世紀(jì)70年代,我國學(xué)者首先完成了20多種植物的花粉培養(yǎng),使我國在這一領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。由于先天的不足,總得來說,目前我國仍處于追逐國際的狀態(tài)。
國內(nèi)外植物組培在技術(shù)創(chuàng)新上的差距
1、在研究的系統(tǒng)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(tǒng)性差。目前幾乎所有現(xiàn)賞植物都曾進行過組織培養(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(yǎng)各種途徑再生植株外,更為重要的是對植物組織培養(yǎng)苗各階段的生長特性,遺傳穩(wěn)定性及組培苗田間表現(xiàn)等方面進行了研究。而我國繼代培養(yǎng)的代數(shù)普遍偏長,且很少追蹤組培苗田間表現(xiàn)的研究。
3、在技術(shù)環(huán)境及條件控制方面
國外在組織培養(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,不同生長階段在培養(yǎng)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(shù)體系的完善和實現(xiàn)組培苗商品化、工廠廠化生產(chǎn)都是十分必要的。國內(nèi)有關(guān)組織培養(yǎng)方面的研究報道,重復(fù)性研究很多.但試驗結(jié)果的可重復(fù)性較差,多數(shù)報道只有結(jié)果,對所采用的技術(shù)手段和原因分析較少。
4、在培養(yǎng)方式方面
發(fā)達國家采用穴盤營養(yǎng)液無糖培養(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采用自動控制。而我國多數(shù)還是采用基質(zhì)容器的粗放培養(yǎng)。
國內(nèi)外植物組培在產(chǎn)業(yè)化的差距
1、在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)合方面
發(fā)達國家特別注重產(chǎn)業(yè)化,從事組織培養(yǎng)的研究機構(gòu)都與產(chǎn)業(yè)相結(jié)臺,他們征實驗研究、開 發(fā)推廣到生產(chǎn)試驗上的經(jīng)費投放之比為1:10:loo。而我國的研究機構(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)費大多投入在前期的基礎(chǔ)研究上,而對中試和進一步產(chǎn)業(yè)化的投入則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,這就是導(dǎo)致我國目前組培育苗產(chǎn)業(yè)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(chǎn),從培養(yǎng)基的制備、消毒、存儲,植物的接種、 培養(yǎng)、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(nèi),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(yǎng)室環(huán)境控制不好,污染率較高,致使損失嚴(yán)重。此外,國外組培設(shè)施設(shè)備、環(huán)境條件和人員素質(zhì)優(yōu)于我國,對組培產(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(jīng)驗,對污染的危害性認(rèn)識不足,缺乏對污染源的診斷與對癥下藥。
3、在生產(chǎn)自動化程度方面
在組培產(chǎn)業(yè)化中為節(jié)省人工,減輕強度,國外已開始在培養(yǎng)基容器的清洗,培籜基配制、分裝、滅菌和搬運中建立自動化和半自化生產(chǎn)線和設(shè)備?,F(xiàn)代他的智能化溫室較普遍用于植物組培苗的移栽,并用電腦進行自動控制。而國內(nèi)目前組培苗的生產(chǎn)尚未實現(xiàn)機械化與自動化。仍以人工為主,存在速度慢、勞動強度大,成活率低。生產(chǎn)成本高等問題。
4、在訂單生產(chǎn)方面
國外的組培公司都是按訂單進行生產(chǎn),國內(nèi)普遍存在組培計劃,生產(chǎn)段銷售脫節(jié)問題。組培苗工 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)是一個系統(tǒng)[程,只要其中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會影響到整個生產(chǎn)計劃和任務(wù)的完成。所以征制定計劃時要充分考慮到各種可能發(fā)生的情況,同時又不能能把余地留得太大,以免生產(chǎn)過多造成浪費和增加成本,或者不能按訂單提供相應(yīng)的產(chǎn)品。
5、在監(jiān)測技術(shù)體系方面
荷蘭已著手對組培質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)體系進行研究。設(shè)在荷蘭的sbw組培蠻驗掌研究項目負(fù)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,必須實施一套標(biāo)準(zhǔn)化程序。范德林特說,質(zhì)量包括很多方面,但有兩個因素是非常重要的:一是產(chǎn)品的質(zhì)量,另一個是生產(chǎn)工序的質(zhì)量。而后者可以通過世界公認(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,尚未見有國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)。
6、在人員培訓(xùn)方面
農(nóng)業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū),農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員都是經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)的,而我國除了少部分農(nóng)業(yè)技術(shù)員有機會接受專業(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)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)和管理不能有機地結(jié)合,從而影響了產(chǎn)效,尤其是能有機會出國接受專業(yè)培圳的人更是微乎其微。這種狀況也影響了我國組培產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展。
7、在與其它新技術(shù)結(jié)合方面
國外組培產(chǎn)業(yè)斗始向規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、綜臺化和多樣化發(fā)展,并與計算機技 術(shù)、信息技術(shù)自動化技術(shù)以及新材料結(jié)合,不僅進行植物的組培快繁,而且通過信息網(wǎng)絡(luò),進行組培生產(chǎn)和經(jīng)營管理,以節(jié)省時間,提高生產(chǎn)效率,使組培產(chǎn)業(yè)化能持續(xù)健康發(fā)展。而國內(nèi)組培事規(guī)模和檔次不一,有的規(guī)模投入過大,設(shè)計不科學(xué),裝備不配套,難以以堵轉(zhuǎn)和贏利;有的過于簡陋,規(guī)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、技術(shù)、人才和 管理,處于閑置狀態(tài)。