第一篇:小議植物種植設(shè)計(jì)趨勢論文
適地適樹,從結(jié)構(gòu)上提高植物種植設(shè)計(jì)科學(xué)內(nèi)涵
植物種植設(shè)計(jì),建設(shè)部頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《園林基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ/T91-2002)將其定義為:按照植物生態(tài)習(xí)性和園林規(guī)劃設(shè)計(jì)要求,合理配置各種植物,以發(fā)揮它們的園林功能和觀賞特性的設(shè)計(jì)活動(dòng)??梢姡参锓N植設(shè)計(jì)應(yīng)遵循植物自身的生長規(guī)律,從生物科學(xué)、生態(tài)科學(xué)的角度,完善植物種植設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與形式。
確立綠量指標(biāo),優(yōu)化植物種植結(jié)構(gòu)
一直以來,我國沿用綠地率、綠化覆蓋率、人均綠地面積、人均公共綠地面積等平面指標(biāo)對(duì)園林綠地建設(shè)水平進(jìn)行定量評(píng)估,2008年2月國土資源部提出要進(jìn)一步增加綠地率的比率,即綠化用地占總規(guī)劃用地的百分比。然而,綠地中不同植物種類、不同種植結(jié)構(gòu),其生態(tài)效益差異很大:相同綠地面積的群落綠化綠地與純草坪綠地的生態(tài)效益相差幾十倍;即使同一樹種,由于受不同樹齡,不同生長環(huán)境等自身及外界因素影響,其生態(tài)效益也很不同。僅僅依賴原有的平面綠化水平衡量指標(biāo),不能量化其實(shí)際生態(tài)效益,綠量作為立體評(píng)價(jià)指標(biāo)則能較好地反映不同種類植物、不同種植結(jié)構(gòu)綠地、同一植物不同生長時(shí)期、不同生長環(huán)境的實(shí)際生態(tài)效益。因此,確立綠量指標(biāo),結(jié)合生物科學(xué)、生態(tài)科學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等原理和方法,優(yōu)化植物種植結(jié)構(gòu),促進(jìn)植物生態(tài)效益的發(fā)揮。
優(yōu)化整合,實(shí)現(xiàn)植物景觀功能多樣性
園林作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,包括建筑營建、疊山、理水和植物種植等四大部分,植物作為其中具有生命力的要素,不僅具有美學(xué)、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)等功能,且還能從系統(tǒng)的角度,優(yōu)化整合園林各組分優(yōu)勢,充分實(shí)現(xiàn)園林景觀的現(xiàn)代意義。植物在我國傳統(tǒng)園林中沒有形成整體景觀結(jié)構(gòu),更多的是作為配景,通過孤植、對(duì)植、叢植等表現(xiàn)形式與建筑、山石、水體等配合形成局部景觀,這于大尺度的現(xiàn)代園林景觀建設(shè)是相悖的。作為構(gòu)成現(xiàn)代園林景觀的重要組分,植物種植設(shè)計(jì)必須在尊重地域、尊重基址自然、地理?xiàng)l件的基礎(chǔ)上,立足于構(gòu)建園林景觀整體性,將整個(gè)景觀作為一個(gè)有機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。同時(shí),現(xiàn)代園林植物景觀要實(shí)現(xiàn)多樣性,應(yīng)由形態(tài)、功能不同的綠地類型組成,這種思想從根本上改變了傳統(tǒng)的植物種植設(shè)計(jì)方法,主張用景觀生態(tài)學(xué)原理來指導(dǎo)植物種植設(shè)計(jì)。如在系統(tǒng)研究園林景觀其他組成的特點(diǎn)、優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理,應(yīng)用植物的形態(tài)、功能、物種多樣性,通過版塊、廊道、基底等形式,將建筑、地形、水體等有機(jī)整合,實(shí)現(xiàn)園林景觀的整體性。不同地域由于自然、地理?xiàng)l件不同生長著不同的植物種類,不同植物種類以其特有的形態(tài)、質(zhì)感、色彩,在豎向上所表現(xiàn)出來空間范圍和圍合感是不同的,不但具有豐富和分割園林環(huán)境空間的作用,還能營造場所精神,體現(xiàn)地方文化、民族風(fēng)格。在現(xiàn)代園林植物種植設(shè)計(jì)中,植物種類選擇應(yīng)以鄉(xiāng)土植物為主,適應(yīng)性強(qiáng)的外來樹種為輔,形成穩(wěn)定的近自然植物群落,建立起具有地方特色的、體現(xiàn)地方風(fēng)貌的植物群落,從而構(gòu)建具有地域特色的園林綠地景觀,成為地域特征識(shí)別的重要標(biāo)志。
現(xiàn)代城市運(yùn)動(dòng)也影響到園林景觀設(shè)計(jì),使其遵循的原則和表現(xiàn)形式發(fā)生了根本性變化,表現(xiàn)在植物種植設(shè)計(jì)中,產(chǎn)生了多元化傾向。英國風(fēng)景園林師科魯斯頓指出植物種植設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)四個(gè)方面:保存性、觀賞性、多樣性和經(jīng)濟(jì)性。保存性即對(duì)基地自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與完善;觀賞性是園林建設(shè)中植物種植設(shè)計(jì)有別于其他綠化的顯著性特征,構(gòu)建優(yōu)美的植物景觀供人們觀賞是植物種植設(shè)計(jì)的基本任務(wù);多樣性是要形成穩(wěn)定的植物群落結(jié)構(gòu)、多樣的景觀形式;經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在對(duì)于人工綠化的后期維護(hù)與管理上。因此,植物種植設(shè)計(jì)不僅要遵循其自身的發(fā)展規(guī)律,更要從系統(tǒng)的角度,綜合應(yīng)用其他相關(guān)學(xué)科知識(shí),促進(jìn)植物種放權(quán)有償分配和交易機(jī)制;建立環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排的政府問責(zé)制和企業(yè)責(zé)任制,推行環(huán)境維護(hù)和服務(wù)的市場化、社會(huì)化。
第二篇:植物種植設(shè)計(jì)說明書
植物種植設(shè)計(jì)說明書
專業(yè): 學(xué)號(hào): 姓名:
一、項(xiàng)目概況
1.綠地位置
重慶文理學(xué)院星湖校區(qū)位于永川區(qū)衛(wèi)星湖辦事處,距永川城區(qū)10公里,與國家森林公園永川茶山竹海、重慶野生動(dòng)物世界一線三點(diǎn),黃金并列。本次我組所調(diào)查的路段始于星湖校區(qū)入口處,中間路段,左鄰衛(wèi)星湖,右靠自然山體,所測區(qū)域結(jié)束于一教學(xué)樓背后的一小塊綠地。
2.周邊環(huán)境:
該調(diào)查路段中香樟大道為主要的交通道路;其左側(cè)大致是30度的坡地,綠化目的是護(hù)坡???、美化校園環(huán)境,增加游樂休憩空間,充分利用綠地資源;調(diào)查路段結(jié)束于該路段重要的節(jié)點(diǎn)處,其左側(cè)是一教學(xué)樓,周圍植物眾多,但是呈現(xiàn)雜亂景象。
3.自然條件
1.土壤:黃土和砂土為主
2.氣候:亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,夏熱冬暖,濕潤多陰,氣溫高,雨季長,霜雪少,陰天多,濕度大
3.光照:光照充足,溫度適宜植物生長 4.水:充足
5.地形:入口左側(cè)半島地勢較平坦、視野開闊;中間路段以坡地為主;末端是一個(gè)半開放場地
二、園林植物設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)依據(jù)
植物配置時(shí)遵循的基本原則有功能性原則、適應(yīng)性原則和經(jīng)濟(jì)性原則。1、功能性原則
功能性原則植物配置時(shí),首先應(yīng)明確設(shè)計(jì)的目的和功能。要求所選擇樹種應(yīng)當(dāng)具備充分滿足栽培目的所要求的形狀、及具備應(yīng)有的觀賞特性和生態(tài)環(huán)境效能。熟練掌握各種植物材料的觀賞特性和造景功能,對(duì)植物配置效果整體把握,根據(jù)美學(xué)原則和人們的觀賞要求進(jìn)行合理配置,豐富群落美感,提高觀賞價(jià)值,渲染空間氣氛。
2、適應(yīng)性原則
由于樹木受到生態(tài)因子的限制,所以要做到“適地適樹”,及栽植的樹種的生態(tài)學(xué)特性和栽植地的立地條件相適應(yīng)。
3、經(jīng)濟(jì)性原則
在多種樹種的選擇條件下,要盡可能的減少施工與養(yǎng)護(hù)成本、選擇來源廣、繁殖比較容易、苗木成本低、成活率高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低的樹種或品種,盡量選擇利于栽種的本地樹種,并在尊重現(xiàn)有種植狀況的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。
三、種植構(gòu)思及立意
1、植物造景的整體立意
通過對(duì)植物的種植配置,表現(xiàn)整塊場地疏密有致的情景,營造出開敞空間,半開敞空間等多種空間形式,增加整塊場地的使用價(jià)值,同時(shí)考慮到整塊場地位于一個(gè)自然風(fēng)景區(qū),種植方式應(yīng)該與周圍環(huán)境相適應(yīng),故在栽種時(shí)盡量選用自然式,營造一種舒適,自然的意境,致力打造生態(tài)校園。
2、植物造景的獨(dú)立景觀與表現(xiàn)形式
(1).孤植樹,在校門入口的一塊平坦地上孤植一株黃葛樹,使之成為整個(gè)空間的主景,同時(shí)形成開闊的空間,使進(jìn)入校門的人視線可以直達(dá)衛(wèi)星湖上的景色。
1(2).樹叢,是按形式美的構(gòu)圖規(guī)律,既表現(xiàn)樹木群體美,又烘托樹木個(gè)體、美的叢狀組合形式。整個(gè)規(guī)劃中多出運(yùn)用到樹叢的栽種方式,在半島末端形成一個(gè)櫻花的觀賞樹群,使得不同季相有景可觀,增加了游覽的趣味性。
(3).花壇,以艷麗的花卉群體色彩表現(xiàn)花壇的圖案紋樣或模擬造型,具有工藝美的表現(xiàn)特點(diǎn)。在教學(xué)樓門前空地設(shè)置一個(gè)與周圍建筑相融合的三角形花壇,以其艷麗的色彩提起同學(xué)們的精神,其中的模紋圖案是炎黃讀書節(jié)的標(biāo)志,提醒著同學(xué)們好好學(xué)習(xí),多讀書籍,增加閱歷,積累知識(shí)。
(4).樹群,是以樹木群體美為主的樹叢群體的擴(kuò)展形式??刹捎眉兞?,更宜混交林。半島本來是一個(gè)雜草叢生的幾乎荒廢的地域,在這里我們著力將其打造成為一個(gè)樹群觀賞點(diǎn),其中布置小徑,既可以進(jìn)入其中嬉戲休憩,也可以從對(duì)面的教學(xué)樓觀賞到此處立體性極強(qiáng)的景色。
(5).花鏡,在入口小道左側(cè)設(shè)置一個(gè)單面觀賞花鏡,結(jié)合立體綠化,軟化了建筑線條,豐富了立面景觀。
(6).園路,園林道路除必要的路,面用硬質(zhì)材料鋪裝外,路旁均以樹木、草皮或其他地被植物覆蓋。游覽小路也以條石或步石鋪于草地中,才能達(dá)到“草路幽香不動(dòng)塵”的環(huán)境效果、。
四、功能分區(qū)
(1)車行道區(qū)
入口香樟大道形成的車行道區(qū),利用香樟分支高,枝葉茂密的特點(diǎn),形成一個(gè)獨(dú)立空間,給人以一眼望不盡的感覺,引導(dǎo)車輛向前走。
(2)游賞區(qū)
在半島那塊利用樹群形成自然式景觀,與湖相接,設(shè)置親水平臺(tái)與通幽小徑,觀賞湖景與樹群形成的立面景觀。
(3)學(xué)習(xí)區(qū)
在偏坡下方的平坦區(qū)通過改變路徑,同時(shí)對(duì)竹群進(jìn)行管理,改善該區(qū)的凌亂感,在利用矮灌木分隔空間,形成一個(gè)半開敞空間,既可以觀賞到湖邊美景,也可以靜心學(xué)習(xí),是一個(gè)勞逸結(jié)合的好地方。
(4)教學(xué)區(qū)
教學(xué)樓周圍多種植喬木,形成一個(gè)安靜的空間,利于學(xué)習(xí),同時(shí)在教學(xué)樓背后多種植梧桐樹,形成深秋落葉飄零的獨(dú)特美景,同時(shí)也提醒同學(xué)們要珍惜時(shí)光。
五、附表
植物配置表
第三篇:園林景觀植物種植設(shè)計(jì)之樹林設(shè)計(jì)范文
1、園林景觀植物種植設(shè)計(jì)之樹林設(shè)計(jì)
樹林是指成片、成塊種植的大面積樹木景觀。如,綜合性公園安靜休息區(qū)休憩林、風(fēng)景游覽區(qū)的風(fēng)景林(如彩葉林)以及城市防護(hù)綠地中的衛(wèi)生防護(hù)林、防風(fēng)林、引風(fēng)林、水土保持林、水源涵養(yǎng)林等。樹林據(jù)其結(jié)構(gòu)和樹種不同可分為密林、疏林、單純林和混交林等。根據(jù)形態(tài)不同,可分為片狀樹林和帶狀樹林(又稱林帶),各種類型的樹林景觀設(shè)計(jì)要求各不相同。
1.密林
密林是指郁閉度較高的樹林景觀,一般郁閉度為70%~100%。密林又有單純密林和混交密林之分。單純密林具有簡潔、壯觀的特點(diǎn),但層次單一,缺乏季相景觀變化。單純密林一般選用觀賞價(jià)值較高、生長健壯的適生樹種,如馬尾松、油松、白皮松、水杉、楓香、桂花、黑松、梅花、毛竹等?;旖幻芰志哂卸鄬咏Y(jié)構(gòu),通常3—4層。大面積的混交密林不同樹種多采用片狀或塊狀、帶狀混交布置,面積較小時(shí)采用小片狀或點(diǎn)狀混交設(shè)計(jì),以及常綠樹與落葉樹相混交。
密林平面布局與樹群基本相似,只是面積和樹木數(shù)量較大。單純密林無需做出所有樹木單株定點(diǎn)設(shè)計(jì),只做小面積的樹林大樣設(shè)計(jì),一般大樣面積為25m×20~40m。在樹林大樣圖上繪出每株樹木的定植點(diǎn),注明樹種編號(hào)、株距,編寫植物名錄和設(shè)計(jì)說明。樹林大樣圖比例一般為1:100~1:250,設(shè)計(jì)總平面圖比例一般為1:500~1:1000,并在總平面圖上繪出樹林邊緣線、道路、設(shè)施及詳圖編號(hào)等。
2.疏林
疏林的郁閉度為400%~60%。疏林多為單純喬木林,也可配植一些花灌木,具有舒適明朗,適合游憩活動(dòng)的特點(diǎn),公共庭園綠地中多有應(yīng)用。如在面積較大的集中綠地中常設(shè)計(jì)布局疏林,夏日可蔽蔭納涼,冬季也能進(jìn)行日光浴,還適合林下野餐、打拳練功、讀書看報(bào)等,所以是深受人們喜愛的景園環(huán)境之一。疏林可根據(jù)景觀功能和人活動(dòng)使用情況不同設(shè)計(jì)成三種形式,即疏林草地、疏林花地和疏林廣場。
第四篇:植物論文
臺(tái)州學(xué)院
植物學(xué)課程論文集
生命科學(xué)學(xué)院 生物科學(xué)2009級(jí) 二0一0年六月
天目山食用植物
08級(jí) 科學(xué)教育2班0831030055蔣小娜
[摘要] 天目山地處亞熱帶,植物種類豐富,是食用植物資源最豐富的地區(qū)之一。本文通過對(duì)天目山植物的初步認(rèn)識(shí),將綜述天目山食用植物的種類.分布及其發(fā)展趨勢
[關(guān)鍵詞] 天目山 食用植物 種類
為了加強(qiáng)對(duì)天目山野外植物的認(rèn)識(shí),以及對(duì)中國食用植物的了解,我選擇《天目山食用植物》這個(gè)課題來概述野外實(shí)習(xí)的心得。
1、天目山的概述
天目山位于浙江省臨安市境內(nèi),山體由東、西兩山組成,東邊的叫東天目山,最高峰大仙頂,海拔1478米;西邊的叫西天目山,絕頂仙人頂,海拔1506米。兩山峰巔各有一池,都稱“天池”,左右相對(duì),宛如巨目仰望藍(lán)天,天目山由此得名。
天目山體東西約長130公里,南北寬30多公里。由于天目山樹木茂盛,利于鳥群棲息。其鳥類有180種,其中最有名的要數(shù) “ 山鴛鴦 ” 天目山除了十里不同天 ” 樹景外,還有古剎禪源寺、獅子巖、倒掛蓮花、眠牛石、四面峰、西關(guān)龍?zhí)兜染包c(diǎn)和分經(jīng)臺(tái)、太子庵、洗眼池 ” 昭明寺下院 ” 等與南朝梁武帝長子蕭統(tǒng)有關(guān)的古跡。天目山山高林密,氣候涼爽,盛夏平均溫度25℃,最高溫度也只有32℃,白晝不用扇子,晚上不離被子
天目千重秀,林木十里深。天目山素有“天然植物園”、“森林公園”和“大樹王國”之稱。其植物種類繁多,高等植物計(jì)246科,974屬,2160種,其中種子植物1718種,蕨類植物151種,蘚類植物222種,苔類植物69種??晒┧幱玫挠?200余種。以“天目命名”的植物37種,國內(nèi)外采自天目山的模式標(biāo)本植物有83種。而且還有許多特有種,如天目金粟蘭、天目鐵木、天目樸、天目蝎子草、羊角槭、天目薊、天目風(fēng)毛菊、天目貝母、天目鳳仙花、獨(dú)花蘭、象鼻蘭等,不少是國家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀植物,其中二級(jí)保護(hù)植物12種,三級(jí)保護(hù)植物23種,占浙江省保護(hù)植物的64%。
因此,在1986 年國務(wù)院公布為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū),1996 年又被聯(lián)合國教科文組織接納為人與生物圈自然保護(hù)區(qū),一處不可多得的物種基因?qū)殠?”
2、天目山可食用植物
食用植物指可食用的植物和具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物。天目山的食用植物種類非常的豐富,其中包括木本植物、草本植物、蕨類植物等等。具“活化石”美稱的銀杏的果實(shí)就可以食用;像虎耳草科的虎耳草葉可以生吃或烹煮;地榆的嫩葉生吃或煮熟,味道都不錯(cuò),且內(nèi)服可治療胃部不適;薊的柔細(xì)嫩枝去皮,可以生吃或煮食。嫩根可以烹煮,每個(gè)花頭基部都有一富含營養(yǎng)的“堅(jiān)果”,可以生食;青蓼的嫩葉可以生吃,也可按照菠菜烹飪;而且在蕨類植物中可供食用的種類也多,如在幼嫩時(shí)可做菜蔬的有蕨菜(Pteridium aquilinum),毛蕨(Pteridium revolutum),菜蕨(Callipteris esculenta),紫萁(Osmunda japonica),西南風(fēng)尾蕨(Pteris wallichiana),水蕨(Ceratopteris thalictroides)等,不但鮮時(shí)做菜用,亦可加工成干菜,以供食用;許多蕨類植物的地下根狀莖,含有大量淀粉,可釀酒或供食用,如食用觀音座蓮(Angiopteris esculenta),其地下莖之重,可達(dá)二、三十公斤,蕨萊(Pteridium aquilinum)的地下莖以及其他許多種類,都含有豐富的淀粉。
3、天目山食用植物的分布特征
根據(jù)地理成分劃分標(biāo)準(zhǔn),西天目山藥食用植物可歸屬于15種分布區(qū)類型,主要以溫帶、亞熱帶區(qū)系成分特征顯著。而按照李錫文關(guān)于中國種子植物科的分布區(qū)類型的劃分系統(tǒng),本區(qū)中國特有屬14屬,其所在科的區(qū)系類型如表3所示,其中,北溫帶分布共6科,占總科數(shù)42.9%,其次是泛熱帶分布有3科,占21.4%。以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,天目山食用植物北溫帶性質(zhì)明顯,熱帶性質(zhì)也有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢,體現(xiàn)出本區(qū)區(qū)系的熱帶性質(zhì)到溫帶的過渡性特點(diǎn),但它不是各種性質(zhì)的區(qū)系成分的簡單“混合體”,而是與區(qū)系的原生性質(zhì)密切相關(guān)。
4、天目山食用植物的發(fā)展
食用植物在人類日常生活中扮演非常重要的角色,且促進(jìn)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大的作用,它的發(fā)展趨勢將越來越引起人們的重視。像天目山的特產(chǎn)堅(jiān)果類如山核桃、杏仁等可通過旅游等銷售途徑將其出售,既增加當(dāng)?shù)鼐用竦氖杖?,又可拉?dòng)內(nèi)需。而有些植物可通過人工選種、雜交育種、單倍體、多倍體等多種科學(xué)方法來改善其品質(zhì),相信其將來的發(fā)展前程將光明無限。
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第五篇:植物組織培養(yǎng)論文
植物組織培養(yǎng)的發(fā)展及其應(yīng)用
劉兆書、王夢瑤、王瑞雄、尹樹明、左通通
(石河子大學(xué),生命科學(xué)學(xué)院,新疆石河子,832000)
摘要:植物組織培養(yǎng)作為一種有效的技術(shù)手段已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域。本文從植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展,總結(jié)了植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀,重點(diǎn)介紹了組織培養(yǎng)技術(shù)在育種和脫毒快繁方面的應(yīng)用,為今后植物組織培養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:植物組織培養(yǎng);發(fā)展;快繁;脫毒;育種
德國的植物生理學(xué)家Haberlandt提出細(xì)胞全能性理論以后,在無數(shù)科學(xué)家的努力下,植物組織培養(yǎng)經(jīng)過近百年的發(fā)展歷程后,該技術(shù)日趨完善和成熟,得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,研究領(lǐng)域的不斷拓展與深入,植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用也越發(fā)的廣泛。育種方面的應(yīng)用非常廣泛,已經(jīng)形成了一門理論和技術(shù);在工廠化育苗方面,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)價(jià)值;同時(shí)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)、食品、工業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)展,現(xiàn)就植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用作簡單總結(jié)。
1、植物組織培養(yǎng)的發(fā)展
1.1植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷史
1838-1839年,德國的植物學(xué)家T.Schleidon和動(dòng)物學(xué)家T.Schwann提出細(xì)胞學(xué)說。1902年德國的植物學(xué)家Haberlandt提出:高等植物的器官和組織,具有植物細(xì)胞全能性。1904年Harming在無機(jī)鹽和蔗糖溶液中對(duì)蘿卜和辣根菜的胚進(jìn)行培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)離體胚可以發(fā)育成熟,并提前萌發(fā)成小苗。1937年White發(fā)現(xiàn)了B族維生素,建立了第一個(gè)由已知化合物組成的培養(yǎng)基,該培養(yǎng)基被定名為White培養(yǎng)基。同時(shí)法國的Gautherer和Nobecourt也發(fā)現(xiàn)了B族維生素的重要性,三個(gè)人被譽(yù)為植物組織培養(yǎng)學(xué)科的奠基人。1952年Morel和Martin通過莖尖分生組織的離體培養(yǎng),從已受病毒侵染的大麗花中首次獲得脫毒植株。1953-1954年Muir利用震蕩培養(yǎng)和機(jī)械方法獲得了萬壽菊和煙草的單細(xì)胞,實(shí)施了看護(hù)培養(yǎng),使單細(xì)胞培養(yǎng)獲得了成功。1957年Skoog和Miller提出生長素和細(xì)胞分裂素控制器官形成。1958年英國學(xué)者Steward通過體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑獲得了人工體細(xì)胞胚,這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Haberlandt的細(xì)胞全能性理論。到20世紀(jì)60年代組織培養(yǎng)進(jìn)入快速發(fā)展階段,在基礎(chǔ)理論、實(shí)際操作方面不斷取得進(jìn)展,比如在植物體細(xì)胞雜交、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、快速育苗、人工種子制造、次生代謝物生產(chǎn)等方面取得了可喜的成果。
1.2植物組織培養(yǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國內(nèi)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 我國的組織培養(yǎng)與國外相比起步相對(duì)較晚,但發(fā)展卻比較快。20世紀(jì)70年代我國掀起了單倍體育種的高潮,在作物育種上取得了一些實(shí)用性的成果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國用花藥或花粉育出的植物已超過22科52屬160種。目前我國組培已經(jīng)進(jìn)入了生產(chǎn)階段,實(shí)現(xiàn)了花卉、果樹、蔬菜等100多個(gè)品種的工廠化生產(chǎn)?;ɑ艹隹谀陝?chuàng)匯達(dá)800多萬美元。
1.2.2國外植物組織培養(yǎng)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 國外的組培發(fā)展的比較快,20世紀(jì)70年代在美國形成了蘭花產(chǎn)業(yè)。80年代后,以商品為目的的組培苗生產(chǎn)量以20%-30%的速度遞增,年產(chǎn)組培苗在10萬株以上的植物微繁殖公司約占50%,年產(chǎn)量大于50萬株的公司約占25%,整個(gè)西歐年產(chǎn)組培苗達(dá)2億多株。
2、工廠化植物快繁及脫毒方面的應(yīng)用
組織培養(yǎng)技術(shù)有幾乎不受地理環(huán)境和季節(jié)的限制、遺傳背景一致、生長周期短、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),結(jié)合莖尖培養(yǎng)方法可以去除植物病毒、使植物復(fù)壯、提高質(zhì)量和產(chǎn)量,所以,離體快繁和植物脫毒是目前植物組織培養(yǎng)應(yīng)用最廣泛的一個(gè)方面,尤其在蘭花、名貴樹種、馬鈴薯、草毒等無性繁殖為主的植物顯的更是尤為重要。據(jù)估計(jì),目前全球有關(guān)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年交易額約為1 500億美元,其中50%一60%與農(nóng)業(yè)有關(guān)。植物組培苗的貿(mào)易額約占總額的10%,即150億美元,并以每年15%速度遞增。
在我國,離體快繁育苗技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用起步于20世紀(jì)80年代初。如華樂種苗有限公司,年生產(chǎn)能力在500萬株以上蘭花克隆苗,主要出口日本、美國、荷蘭、德國等,北京杉友蘭業(yè)生物科技有限公司,年生產(chǎn)能力為350萬株蘭花克隆苗,連云港振興恒巨生物科技有限公司,年生產(chǎn)蝴蝶蘭克隆苗3 000萬株,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐洲、美洲、亞洲等十多個(gè)國家和地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)植物快繁涉及觀賞植物、蔬菜、果樹、藥材等300種以上,其中觀賞園藝植物約200種,約占60%。在脫毒方面,如通過脫毒的馬鈴薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增產(chǎn)30%以上,蘭花、水仙、康乃馨、大麗花通過脫毒后植株生長勢強(qiáng)、花色艷麗、花朵大、產(chǎn)量高。
3、在植物育種上的應(yīng)用
植物組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)培育優(yōu)良作物品種開辟了全新的途徑。目前,國內(nèi)外已把植物組織培養(yǎng)普遍應(yīng)用于作物育種,并在單倍體育種、胚胎育種、細(xì)胞融合育種、細(xì)胞突變育種、基因工程育種等方面取得了較大進(jìn)展。3.1單倍體培養(yǎng)育種
通過對(duì)植物的花藥、花粉、未受精的子房或胚珠進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得單倍體(其中以花藥和花粉培養(yǎng)應(yīng)用最為廣泛),單倍體在培養(yǎng)過程中利用秋水仙素處理,可使染色體加倍,成為純合二倍體植株,這種培養(yǎng)技術(shù)在育種上的應(yīng)用稱為單倍體育種。研究表明,常規(guī)育種一般需要8-10 天或更長的時(shí)間,而通過單倍體進(jìn)行育種一般僅需要4-5 天的時(shí)間,單倍體育種具有程序簡單、育種周期短、基因型一次純合等優(yōu)點(diǎn),單倍體育種是常規(guī)育種程序和方法的重大改革,尤其在林業(yè)等生長周期長的物種中效果更為顯著。因此,單倍體育種在國際上引起了很大的重視,各國紛紛開展單倍體育種方面的研究工作。3.2胚胎培養(yǎng)育種
植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的離體培養(yǎng)技術(shù)統(tǒng)稱為胚胎培養(yǎng),其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括胚胎發(fā)育機(jī)理、克服雜交不親合、胚胎拯救、克服自交不親和、克服珠心胚的干擾、打破種子體眠、獲得體細(xì)胞胚和人工種子等方面,因此在農(nóng)作物、園藝作物、林木和藥用植物上有著廣泛應(yīng)用。
在克服雜交不親合、克服自交不親和方面主要通過植物離體受精來實(shí)現(xiàn),在廣義上通過離體柱頭授粉、離體子房授粉、離體胚珠授粉、離體精細(xì)胞和卵細(xì)胞融合等均稱做植物離體受精。但嚴(yán)格意義上的離體受精或試管受精是20世紀(jì)90年代精、卵離體融合成功。該技術(shù)不僅可以克服植物授粉不親和問題,還可以進(jìn)行胚胎、種子和果實(shí)發(fā)育機(jī)理等基礎(chǔ)研究。人工分離的精細(xì)胞和卵細(xì)胞融合后進(jìn)行合子胚培養(yǎng),已在玉米、藥用牡丹、嬰粟、煙草等植物上獲得成功。植物離體受精技術(shù)是植物細(xì)胞工程中的重要實(shí)驗(yàn)技術(shù),為研究植物胚胎發(fā)育機(jī)理提供了新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),為開發(fā)新的植物轉(zhuǎn)基因途徑提供了可能。
胚培養(yǎng)在打破種子體眠應(yīng)用較為廣泛,種子體眠的原因很多,利用組織培養(yǎng)方式打破種子體眠一般有種胚發(fā)育不全或種子含抑制物抑制種胚發(fā)芽2種情況,如胚乳發(fā)育尚不完全的蘭科種子可以通過組織培養(yǎng)的方式獲得再生植棵,而鶯尾屬、薔薇科、野麥等植物可以通過組織培養(yǎng)的方式打破抑制物對(duì)種子發(fā)芽的影響。另外,胚培養(yǎng)還可以應(yīng)用于胚胎拯救。
胚乳培養(yǎng)的主要目的是獲得具有利用價(jià)值的三倍體植株,再經(jīng)過染色體加倍獲得六倍體,從而育出多倍體新品種。目前有40多種植物的胚乳培養(yǎng)達(dá)到了不同程度的細(xì)胞分化或器官分化,不少植物已獲得了再生植株。我國在馬鈴薯、小麥、水稻、蘋果、桃、稱猴桃等多種植物上得到了胚乳再生植株。同時(shí),胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生的混倍體,可用于染色體工程方面的研究。3.3細(xì)胞融合培養(yǎng)育種
細(xì)胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物細(xì)胞壁的裸露細(xì)胞即原生質(zhì)體,通過原生質(zhì)體融合,可克服種、屬以上植物有性雜交不親和性障礙,為廣泛重組遺傳物質(zhì)開辟了新途徑。同時(shí),因去壁后的原生質(zhì)體消除了核酶等對(duì)外源DN A的破壞,為攜帶外源遺傳物質(zhì)的大分子滲入細(xì)胞創(chuàng)造條伴。另外,在有些沒有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、馬鈴薯、甘蔗等)的植物作物改良中,體細(xì)胞雜交具有不可取代的重要性。通過大量的研究認(rèn)為葉肉組織分離的原生質(zhì)體較好,遺傳性較為一致。在原生質(zhì)體融合方面主要有物理(如電融合)、化學(xué)(如高PIE高鈣、聚乙二醇)、生物(如仙臺(tái)病毒)等融合方式。3.4細(xì)胞突變體育種
在研究中發(fā)現(xiàn),通過愈傷組織獲得的再生植株中常常出現(xiàn)基因型變異。這是因?yàn)闊o論是愈傷組織還是細(xì)胞培養(yǎng),培養(yǎng)細(xì)胞均處在不斷分生狀態(tài),容易受培養(yǎng)條件和外界環(huán)境(如物理因素、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生誘變。利用這一特點(diǎn)結(jié)合人工誘變方法包括物理誘變(Y射線、X射線、電子束、離子束、激光、紫外線等)、化學(xué)誘變(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、疊氮化鈉、平陽霉素、52BU ,EB等)和生物誘變(轉(zhuǎn)座子插入突變、跳躍基因等)獲得了一大批植物新品種和新材料。目前,這種方法已篩選出抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白、矮稈高產(chǎn)的植物突變體。
3.5基因工程育種
通過基因槍或農(nóng)桿菌進(jìn)行植物基因工程育種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是建立一個(gè)高效的組織培養(yǎng)再生體系。植物遺傳轉(zhuǎn)化的理想受體系統(tǒng)應(yīng)具有高效穩(wěn)定的再生能力,研究認(rèn)為用于基因轉(zhuǎn)化的受體系統(tǒng),應(yīng)具有80%-90%的再生頻率,且每個(gè)外植體必須具有能再生的叢生芽,其芽數(shù)量越多越好。目前,用于遺傳轉(zhuǎn)化的受體主要有二種途徑,一是外植體在激素的誘導(dǎo)下產(chǎn)生愈傷組織后再培養(yǎng)成體細(xì)胞胚即體細(xì)胞胚發(fā)生途徑,二是誘導(dǎo)外植體產(chǎn)生單極性不定芽后再培養(yǎng)生成完整的再生植株即器官發(fā)生途徑。目前,與組培技術(shù)結(jié)合的轉(zhuǎn)基因的方法主要有農(nóng)桿菌介導(dǎo)和基因槍兩種方法。
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