福建农林大学研究生课程论文授课时间2014 -2015学年度第一学期学号：**********研究生姓名：宋君课程名称：园林现代科技发展专题论文题目：生物技术在园林植物上的应用考试时间：2015年1月16日考生成绩：授课或主考教师：黄启堂教授目录摘要: (1)关键词： (1)1.在植物抗性上的应用 (1)1.1.抗性育种 (1)1.2.抗性鉴定 (2)2. 在在育种上的应用 (2)2.1.单倍体育种 (2)2.2.多倍体育种 (2)2.3.原生质体融合 (2)2.4.植物组织培养育种 (2)3.种质资源的保存 (2)4.分子标记技术 (3)5.品种改良 (3)6.在生产上的应用 (3)6.1.大量繁殖 (3)6.2.快速繁殖 (3)6.3.生产脱毒苗 (4)7.总结 (4)参考文献 (4)生物技术在园林植物上的应用摘要:园林植物是园林景观中必不可少的元素，随着园林事业的不断发展，有关园林植物的研究与管理等各项工作也越来越得到重视，生物技术的发展又为园林植物的生产、繁殖、创新等提供了新的途径。

现代生物技术正日益应用于园林植物生产的各个领域，并取得了重大成果，为创造更美更佳的园林植物提供了可能。

本文从对优质、高产、抗性和稳定的园林植物优良种的需求，分析了现代园林植物在繁殖、育种、生产、种质资源保护等方面的工作中所应用到的生物技术。

提出了以细胞工程和基因工程为主体的生物技术、常规育种和园林植物种质资源保存等方面的工作，是新世纪园林植物育种技术需求的重点内容。

对细胞工程和基因工程在林木遗传育种中的应用进行了概述。

关键词：生物技术园林植物育种繁殖品种改良生产植物种植是营造园林景观的基本五元素之一，其在造园中主要起到划分空间，引导视线的作用。

随着时代的变迁和科学技术的发展，人们的物质生活水平有了很大的提高，对园林景观的精神需求也越来越大，对园林植物的要求也有所提高。

为了满足人们在园林植物方面日益增长的各种需求，在园林植物上使用各种先进的生物技术成为一种普遍的手段。

生物技术是指利用生物体系，应用先进的生物学和工程学技术，通过加工或不加工底物原料，为人类提供所需各种产品或达到某种目的的一门新型跨学科技术，已在许多领域得到了广泛的应用，包括基因工程、细胞工程和组织培养等等。

在植物上运用生物育种技术可大幅度提高植物的生产量，提高植物各种抗性，克服植物生理、生长环境的各种局限性，创造出更具观赏价值或经济价值的新品种、新类型。

所以生物技术在园林植物上有着广阔的应用前景。

以下就简单介绍生物技术在园林植物上的具体应用。

1.在植物抗性上的应用植物抗性是指植物的抗病、抗虫、抗寒、抗旱和抗盐等性能。

所运用到的生物技术主要以细胞工程和基因工程为主[1]。

1.1.抗性育种抗病育种一直是植物新品种选育的一个重要方面，是指通过人工接种或者自然感染等方式使植物感病，再从感病群体中选择出抗性较强的植株进行扩大繁殖从而获得高抗性的品系，其是植物抗性育种的一种传统方法。

该方法选择效率很高但是进展速度缓慢，因此科学家们尝试运用各种方法对其加以改进。

比利时科学家Leus Leen[2]等将病原体自身的选育和植株个体的选育相结合，以玫瑰灰霉病作为研究对象，期望获得高抗灰霉病的玫瑰品种。

以此他做了大量的工作来进行病原体的筛选，如毒株分离培养、交叉感染等，并将其中毒性较强的类型，也是抗性育种中最有利用价值的类型确认并分离出来，通过对叶片进行接种，对玫瑰的抗性进行检验，从何获得抗性更强的玫瑰新品种。

基因工程技术可以获得新的抗病虫害品种，现已证明其在芸薹属等作物抗TuMV基因育种中取得了成功。

抗TuMV基因工程技术包括TuMV自身基因的介导和外源基因的导入。

外壳蛋白(CP)基因策略是最早获得成功的[3]，也是目前最为广泛的一种转基因策略。

中国的卢爱兰教授曾应用农杆菌介导的转化技术，将TuMV CP 基因导入甘蓝型油菜，获得抗TuMV转基因油菜。

而朱常香等和邢德峰[4]则分别将TuMV CP 基因导入大白菜，获得了稳定遗传的转基因抗病毒大白菜。

为了得到对芜菁花叶病毒和黄瓜花叶病毒双抗的甘蓝资源[5]，罗静等将含有TuMV 的CP 基因和CMV的2b 基因组成的嵌合基因反向重复表达载体，利用农杆菌介导法将其导入结球甘蓝，PCR检测共获得10个阳性转化植株[6]。

1.2.抗性鉴定随着抗病育种技术、基因工程及分子生物学的发展，中国外学者围绕TuMV病毒生理小种分化[7]、植病互作致病机理、抗性资源的挖掘、抗性遗传、抗性基因的克隆乃至抗TuMV 基因工程等各方面开展了大量的研究工作，应用组织培养通过分离培养病原菌，人工接种鉴定不同的种质资源抗病性，进而来鉴定其抗药性。

2. 在在育种上的应用2.1.单倍体育种自1964年Guha[8]等报道了从曼陀罗（Datura metel）首次成功诱导单倍体以来，园林观赏植物中的矮牵牛(Petunia hybrid)、郁金香(Tulipa gesneriana )等植物均已获得了单倍体植株。

在单倍体育种技术中应用最多的一种技术是花药离体培养，即诱导未成熟花粉改变正常的发育途径，转向雄核发育，再经胚胎发育而形成单倍体植物的方法。

花药离体培养技术具有选择性高，能快速利用新的种质资源和大大缩短育种周期等特点。

2.2.多倍体育种多倍体育种技术一般运用秋水仙素来诱导多倍体，以此获得多个染色体加倍而且遗传稳定的变异试管苗，从而进行试管苗快速繁殖并建立品系。

通过细胞学鉴定和形态学鉴定，对诱导获得的变异株系进行初步的筛选，进而获得优良品系。

例如，除虫菊的多倍体育种。

2.3.原生质体融合原生质体融合技术广泛应用在濒临灭绝或珍贵植物种质资源的保存与保护方面，而在园林植物中，原生质体融合技术多用于观赏花卉的培育中，比如兰花的育种，原生质体融合技术的应用为兰花育种开辟了新的途径，因此而倍受日益发达的兰花产业的关注。

因为通过这种技术能够突破不同兰花种之间的远缘杂交不亲和而产生的新品种，对兰花产业的发展有着极其重要的意义。

目前，已从卡德丽亚兰、石斛兰、蕙兰、蝴蝶兰等几十种兰花中分离得到原生质体[9]。

2.4.植物组织培养育种高等植物的组织培养技术是指分离一个或数个体细胞或植物体的一部分在下培养的技术。

通常我们所说的广义的组织培养，是指通过无菌操作分离植物体的一部分(即外植体)，接种到培养基上，在人工控制的条件进行培养，使其生成完整的植株。

这里着重介绍组培技术在桉树中的应用。

桉树组培形成于60年代。

迄今为止，桉树组织培养成功案例已有60多种，桉树组织培养主要有胚培养、芽培养、茎培养、根培养、芽培养、愈伤组织培养、花药培养、原生质体培养和人工种子的培养研制等方式。

由于组织培养技术日臻完善，从而实现了从实验技术到生产技术应用的转变，所以组培技术在无性系造林中得到很大的发展，无性系造林在桉树引种栽培国家已发展成为主要的造林方式，如巴西、南非，无性系林分产量已达1201113hm[10]，对这些国家产生了巨大的经济效益。

3.种质资源的保存植物种质资源保存是指使个体中所含有的遗传物质保持其遗传物质的完整性，且能高活力的通过繁殖将其遗传信息传下来。

离体种质保存是指将植物外植体在无菌环境下进行组织培养，使其缓慢生长或停止生长，从而达到长期保存的目的，如果需要时可迅速恢复正常生长状态[11]。

相对于传统的育种方法而言，离体保存具有基因型稳定，受外界影响小，恢复速度快、方便控制等优点。

南方红豆杉的主要繁殖方式是种子繁殖，其自然繁殖能力很低，且生长周期长，加之人类对其大量的砍伐，加之长期不合理的过度开发利用和对其生存环境的严重破坏，导致现有数量越来越少，特别是野生资源，目前已处于濒危状态[12]。

为了有效地保护、发展和利用现有资源，人们开展了南方红豆杉扦插繁殖、组织培养、体细胞胚培养、细胞培养及分子技术等研究，并取得了重大的发展。

[13]4.分子标记技术分子标记技术是一种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中有着十分重要的地位[14]。

目前，应用较为广泛的遗传标记形式有形态标记、细胞标记和分子标记等方式。

[15]桉树是最早运营分子标记技术进行遗传研究的树种之一。

例如，2008年，茹文明等通过RAPD技术对南方红豆杉8个自然种群的遗传性进行了分析，得出南方红豆杉种群濒危的主要原因不是其遗传多样性的影响，而可能是由其本身生物学和生态学特性及其生存环境破坏等因素影响其生存环境。

[16]所以，分子标记从它诞生之日起，就引起了科学家极大的兴趣，在短暂的几十年中，得到了迅猛的发展。

[17]分子标记日趋成熟，分子标记已成为园林观赏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，亲缘关系分析等方面，并显示了独到的优势。

[18]5.品种改良品种改良是指为了获得表现性状更好的品种，需要对现有品种进行改良。

植物生物技术在园林植物改良方面也取得了巨大的发展。

例如，具有很高观赏价值的佛手，深受广大人民的喜爱。

但是佛手不同品种观赏特性差异较大，金佛手品种群内不同品系观赏性状不同，生产用途也不同。

而目前以金佛手的观赏价值最高，但是通过园林植物生物技术的应用，通过选种、杂交育种、人工诱变育种和生物技术育种等手段，人们在观赏佛手的品种改良上取了巨大的进展。

[19]生物技术在百合等花卉的品种改良上主要应用于种质资源的离体培养保存，离体胚培养可以克服远缘杂交不亲和，[20]花药培育与单倍体育种技术，利用转基因技术定向修饰表现性状，[21]以及良种快速繁育等生物技术与常规育种的结合，将使百合育种工作呈现出美好的前景。

6.在生产上的应用6.1.大量繁殖植物组织培养技术的日渐成熟，是很多园林花卉能够在市场日益兴盛的一大基础。

[22]兰花产业发展到今天，组织培养技术功不可没。

组织培养技术在兰花产业上的重大作用，主要体现在种质育种和快速繁殖两个方面。

[23]20世纪初，Bernard分离出兰花的根菌，并用其感染兰花的种子进行萌发试验,[24推动了兰花繁殖工作的进步；20世纪60年代，Morel 采用大花蕙兰的茎尖，将其分生组织诱导形成原球茎并分化成植株，为实现兰花生产的工厂化奠定了基础。

[25]6.2.快速繁殖为了满足日益扩大的市场需求，组织培养技术被大量应用在了很多鲜切花的快速繁殖上。

例如，月季的快速繁殖。

[26]组织培养对提高月季的繁殖率，加速新老品种的更新换代有很重要的作用，同时还能获得无病毒月季苗。

近年来，月季组织培养的研究已经取得了很大的进展，技术已日趋成熟。

[27]6.3.生产脱毒苗百合是人们日常观赏的切花观赏花卉之一。

由于百合的快速繁殖技术也属于无性繁殖，所以阻断病毒从母株向后代的传播，获得脱毒苗也是百合繁殖的关键所在。