植物組織培養(yǎng)是以植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為前提的一項(xiàng)生物技術(shù),也是快速繁殖植物新品種的最重要方法,它起始于20世紀(jì)30年代,經(jīng)歷30多年的基礎(chǔ)研究和技術(shù)完善,于60年代形成商業(yè)性產(chǎn)業(yè),得到了最廣泛應(yīng)用和產(chǎn)生了較大經(jīng)濟(jì)效益。自1960年Morel成功對(duì)蘭花進(jìn)行組織培養(yǎng),目前已發(fā)展到大約有35屬150種蘭科植物可用組織培養(yǎng)技術(shù),現(xiàn)在蝴蝶蘭、大花蕙蘭、石斛蘭、文心蘭等可進(jìn)行蘭花工廠化生產(chǎn)。
經(jīng)過(guò)20世紀(jì)70年代美國(guó)的蘭花工業(yè),80年代組培快繁已被認(rèn)為是能夠帶來(lái)全球經(jīng)濟(jì)利益的產(chǎn)業(yè)。全世界組培苗的年產(chǎn)量從1985年的1.3億株猛增到1991年的5.13億株,現(xiàn)在已超過(guò)10億株。由于組培苗越來(lái)越多地被生產(chǎn)者所接受,導(dǎo)致了組培新公司的誕生就像它們繁殖的植株數(shù)量一樣以指數(shù)增長(zhǎng)。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1500億美元,其中50%~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。目前已在水稻、小麥、玉米、谷子、高梁、棉花、煙草、大豆、馬鈴薯、石刁柏、花卉、林木、蔬菜等200多種植物上利用。
如今,通過(guò)組織培養(yǎng)快速繁殖建立商業(yè)性的生產(chǎn)體系,已成為最具開發(fā)前景的產(chǎn)業(yè)。 然而組培苗作為科技開發(fā)的商品,在國(guó)外市場(chǎng)上進(jìn)行流通,還僅僅是開始,尚存在不少問(wèn)題,特別是在建立高效益的生產(chǎn)性體系,廣泛開拓銷售渠道以及組培苗的檢疫、包裝、運(yùn)輸規(guī)范化等方面都有待改進(jìn)。
一、國(guó)際組培產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
70年代以來(lái),國(guó)外組培苗生產(chǎn)發(fā)展很快,歐洲許多國(guó)家紛紛建立植物繁殖公司,重點(diǎn)是繁殖那些經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的觀賞植物。例如:洋蘭、香石竹、絲石竹、扶郎花、月季、杜鵑、百合、大花萱草,安祖花、唐菖蒲、玉簪、蕨類、六出花等30余種。據(jù)歐洲及地中海植物保護(hù)組織(EPPO)1991年公報(bào),西歐國(guó)家共有248個(gè)植物微繁殖公司。
80年代以來(lái),以商品為目的組培苗生產(chǎn)量以20%-30%的速度遞增,年產(chǎn)組培苗在10萬(wàn)株以上的植物微繁殖公司約占50%,年產(chǎn)量大于50萬(wàn)株的公司約占25%,整個(gè)西歐年產(chǎn)組培苗達(dá)2億多株。荷蘭的許多公司都具有很強(qiáng)的組培苗生產(chǎn)能力,年生產(chǎn)組培苗達(dá)6100萬(wàn)株。
以色列的組培苗生產(chǎn)同樣發(fā)展很快,全國(guó)有6個(gè)組培公司,其中SHEMI的香石竹種苗公司專門從事香石竹的育種及種苗生產(chǎn),組培繁殖的技術(shù)以及設(shè)備均屬先進(jìn)。其他國(guó)家如美國(guó)Ball園藝公司和IVerson植物園,每年在世界各地組織生產(chǎn)大量組培苗,供市場(chǎng)需求。此外,印尼、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、新加坡以及臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū),組培苗商業(yè)化生產(chǎn)極為普遍,特別是熱帶蘭、火鶴芋、玫瑰、香石竹以及各種觀葉植物的組培苗,成為這些國(guó)家和地區(qū)的花卉拳頭產(chǎn)品。
應(yīng)用組織培養(yǎng)進(jìn)行國(guó)際間無(wú)性繁殖材料的種質(zhì)交換,始于20世紀(jì)70年代。將植物材料以組培形式保存在培養(yǎng)容器內(nèi)運(yùn)輸,開展國(guó)際間或地區(qū)間的種質(zhì)交換,能夠節(jié)省時(shí)間,節(jié)省空間,降低運(yùn)輸成本,尤其能減少因從田間采集種子或其無(wú)性繁殖材料攜帶有害生物的危險(xiǎn)性。第一個(gè)以組培苗引種的作物是石刁柏,以后,甘蔗、生姜、甘薯及多種花卉等在國(guó)際間也采用同樣形式進(jìn)行商品交流。1972年以前肯尼亞、烏干達(dá)和坦桑尼亞等國(guó),由于線蟲、昆蟲、病毒等危險(xiǎn)性有害生物的原因,禁止石刁柏進(jìn)口,后來(lái)隨著石刁柏組織培養(yǎng)的成功和病毒指示植物作為檢疫手段得到承認(rèn),石刁柏開始以試管苗的形式進(jìn)口。
(1)美國(guó)的Wyford國(guó)際公司設(shè)有4個(gè)組培室,并都建有配套的溫室,研究和培育出的新品種達(dá)1000余個(gè),年產(chǎn)組培苗3000萬(wàn)株。包括觀賞花卉、蔬菜、果樹及林木幼苗,主要供應(yīng)本國(guó)市場(chǎng),也有的進(jìn)入了西歐和日本市場(chǎng)。公司對(duì)所有產(chǎn)品中的每個(gè)品種,都提供成苗、開花或結(jié)果時(shí)的精美照片或圖片,供顧客欣賞和選購(gòu)參考。對(duì)質(zhì)量保證、付款方式等問(wèn)題也有明確的做法,并開展網(wǎng)上訂貨與付款等電子商務(wù)。
(2)以色列的Benzur苗圃25年前就開始從事商業(yè)植物組培苗生產(chǎn),現(xiàn)有的設(shè)施包括一座現(xiàn)代化組培室,一個(gè)煉苗圃和一個(gè)附屬的一代球莖生產(chǎn)基地,公司年產(chǎn)組培苗800萬(wàn)株,其中60%的產(chǎn)品由公司直接發(fā)售給顧客。產(chǎn)品種類包括香蕉、切花植物和盆栽觀葉植物10個(gè)屬(海芋屬、鐵角蕨屬、花葉芋屬、朱蕉屬、花葉萬(wàn)年青屬、榕屬、黃檗屬、鵝掌柴屬、苞葉芋屬、合果芋屬等)。公司自己不培育新品種,依靠與育種公司緊密結(jié)合,不斷推出過(guò)經(jīng)PBR(plant breeder right,植物育種者權(quán)力)登記的品種,為育種者和顧客生產(chǎn)各種新品種的組培苗。
以上兩個(gè)公司都是國(guó)際上的知名公司,最大區(qū)別是前者靠自己培育出新品種,后者依靠其他育種公司的新品種發(fā)展生產(chǎn)。但是在發(fā)達(dá)國(guó)家,植物組培苗的生產(chǎn)成本與效益的維持已開始出現(xiàn)困難,導(dǎo)致近年來(lái)該產(chǎn)業(yè)在這些國(guó)家的發(fā)展出現(xiàn)停滯現(xiàn)象。以美國(guó)尤為突出,由于昂貴的動(dòng)力成本,組培設(shè)施的生產(chǎn)能力只有一半被利用。反之,發(fā)展中國(guó)家低廉的工資能夠生產(chǎn)出低成本的試管植物,盡管起步比西方國(guó)家晚,但產(chǎn)量及生產(chǎn)規(guī)模卻增加很快,如印度1988年組培苗的產(chǎn)量?jī)H500萬(wàn)株,到1996年已躍升到1.9億株,企業(yè)數(shù)量相應(yīng)地從4家發(fā)展到75家,其生產(chǎn)設(shè)備的先進(jìn)程度能與世界領(lǐng)先的荷蘭、美國(guó)相媲美。
(3)印度AVT生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室成立于1984年,是印度建立的第一個(gè)商業(yè)性植物組培實(shí)驗(yàn)室。它現(xiàn)在的生產(chǎn)能力是年產(chǎn)800萬(wàn)株植物,設(shè)備情況是無(wú)菌室面積612m2,生長(zhǎng)室(培養(yǎng)室)面積1928m2,接種工作臺(tái)56個(gè),雇員120人。其產(chǎn)品出口到哥倫比亞、厄瓜多爾、美國(guó)、荷蘭、德國(guó)、匈牙利、西班牙、以色列、日本、馬來(lái)西亞、新西蘭和澳大利亞等國(guó)家。產(chǎn)品種類包括香蕉、菠蘿、棗椰、咖啡、劃莓、馬鈴著、蔥、石刁柏、泡桐、桉樹、榕樹和30多個(gè)屬(亮絲草屬、海芋屬、山姜屬、六出花屬、花燭屬、花葉萬(wàn)年青屬、捕蠅草屬、百合屬、扶郎花屬、苣苔花屬、毛茛屬、繡球?qū)、補(bǔ)血草屬、萬(wàn)壽菊屬、蘭屬、天竺葵屬、黃檗屬、杜鵑花屬、千里光屬、苞葉芋屬、合果芋屬、柚木屬、香果蘭屬等)的觀賞植物。上述每一種植物的組培苗,哪一年向哪一個(gè)國(guó)家出口了多少,公司都有詳盡的資料介紹,透明度很高。出口的組培苗也有良好的質(zhì)量控制和銷售系統(tǒng),發(fā)往歐美和遠(yuǎn)東的經(jīng)過(guò)包裝的產(chǎn)品,都可以在48h內(nèi)空運(yùn)到。
(4)印度Harrisons Malayalam有限公司是另一個(gè)附屬于大型企業(yè)集團(tuán)的商業(yè)性植物組培工廠,其母公司是印度最大的天然橡膠公司和印度南方第二大茶葉公司。這個(gè)組培工廠雇用人員數(shù)為100人,每天兩班倒,自1992年以來(lái)每年生產(chǎn)組培植物400萬(wàn)株,大部分是花卉植物與觀葉植物,銷往國(guó)外。在經(jīng)營(yíng)方式上,可供應(yīng)試管苗,并承諾根據(jù)合同,為外單位秘密進(jìn)行育種材料的微繁殖,保護(hù)育種者應(yīng)有的權(quán)益。
(5)馬來(lái)西亞的熱帶實(shí)驗(yàn)室與溫室苗圃,堪稱是合理開發(fā)利用本國(guó)植物資源的典范。他們?cè)趪?guó)家林業(yè)行政部門的協(xié)助下,人工快繁本地區(qū)珍稀植物,尤其是豬籠草屬熱帶植物,這一方面減輕了野生資源受破壞的壓力,另一方面又為本地區(qū)人民創(chuàng)造了就業(yè)機(jī)會(huì)。他們可供應(yīng)豬籠草屬80多個(gè)品種的小苗,這些小苗都是從組培瓶中取出后又在溫室里馴養(yǎng)了3~6個(gè)月的裸根苗,株高一般達(dá)十幾厘米,報(bào)價(jià)在每株10~80美元不等,某些珍稀品種報(bào)價(jià)高達(dá)125美元。
二、我國(guó)組培產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
植物組培快繁技術(shù)在我國(guó)也得到廣泛應(yīng)用,其配套技術(shù)的成熟及普及性,在國(guó)際上都居先進(jìn)水平,上至中央和省級(jí)研究單位、大型花卉公司,下至村、鄉(xiāng)級(jí)農(nóng)業(yè)技術(shù)單位都能夠組培生產(chǎn)各種花卉種類及品種。由科研單位完成的花卉病毒病快速檢測(cè)技術(shù);花卉脫毒種苗培育技術(shù);通過(guò)不同濃度滅菌液處理,提高外植體入瓶率技術(shù);篩選不同培養(yǎng)基提高外植體增殖率技術(shù);調(diào)整環(huán)境因子促進(jìn)組培苗健壯生長(zhǎng)及提高生根率技術(shù);探討不同試管苗玻璃化、畸形化、黃化、變異等形成機(jī)理及預(yù)防辦法技術(shù);研究適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件的花卉組培苗移栽技術(shù);不同花卉種類需求的基質(zhì)類型技術(shù);環(huán)境調(diào)控及過(guò)渡苗培育設(shè)施技術(shù);組培苗的栽培技術(shù);組培苗的包裝、儲(chǔ)運(yùn)及銷售措施等實(shí)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)促成這一常規(guī)生物技術(shù)在花卉種苗的生產(chǎn)供應(yīng)中發(fā)揮了極大的作用。
中國(guó)組培快繁應(yīng)用最好的在兩廣、海南、云南。兩廣、海南以香蕉、甘蔗和花卉為主,云南以花卉為主。我國(guó)八十年代初,國(guó)家科委和廣西自治區(qū)聯(lián)合投資完成了第一個(gè)甘蔗試管苗工廠,年產(chǎn)達(dá)200萬(wàn)株,推廣面積21萬(wàn)畝,比對(duì)照每畝增產(chǎn)1.9噸,增加產(chǎn)值8000萬(wàn)元/年,近年來(lái),兩廣在試管繁殖香蕉方面也達(dá)到產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)量有數(shù)千萬(wàn)株,廣大農(nóng)戶已普及,每年種植試管苗,并出口國(guó)外,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
我國(guó)八十年代初,國(guó)家科委和廣西自治區(qū)聯(lián)合投資完成了第一個(gè)甘蔗試管苗工廠,年產(chǎn)達(dá)200萬(wàn)株,推廣面積21萬(wàn)畝,比對(duì)照每畝增產(chǎn)1.9噸,增加產(chǎn)值8000萬(wàn)元/年,近年來(lái),兩廣在試管繁殖香蕉方面也達(dá)到產(chǎn)業(yè)化,廣大農(nóng)戶已普及,每年種植試管苗,并出口國(guó)外,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
廣州對(duì)100多個(gè)花卉觀葉植物進(jìn)行組織培養(yǎng),種苗公司生產(chǎn)50多個(gè)品種年產(chǎn)500萬(wàn)苗,在華南地區(qū)建立150多家組培公司,組培苗在華南所占份額由10%提高到60%。
莖尖培養(yǎng)脫病毒技術(shù)以及離體快繁技術(shù)已趨成熟,建立了一批工廠化試管苗繁育基地,在馬鈴薯、草莓、香蕉、甘蔗、桉樹、楊樹以及一些花卉上已有商業(yè)化的試管苗生產(chǎn)體系,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益,形成了“蘭花工業(yè)”、“香蕉工業(yè)”。如從1986年到1992年春,我國(guó)香蕉主產(chǎn)區(qū)的香蕉組培苗栽培總面積達(dá)18萬(wàn)多hm2,與對(duì)照相比,組培苗一般可增產(chǎn)30%~50%。僅2000年,全國(guó)香蕉組培苗商品量達(dá)1億株左右,占全國(guó)商品組培苗總量的2/3。馬鈴薯作為重要的經(jīng)濟(jì)作物,其脫毒苗增產(chǎn)可達(dá)60%,脫毒種苗的生產(chǎn)也越來(lái)越被知名企業(yè)看好,如百事可樂公司投資在中國(guó)農(nóng)科院建立的脫毒種薯組培生產(chǎn)車間。據(jù)2000年12月在蘭州舉行的植物組培效益與前景高級(jí)研討會(huì)報(bào)道,目前我國(guó)約有2000個(gè)組培室,在上千種植物中建立了組培再生技術(shù),年產(chǎn)組培苗幾億株。
但是由于長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的科技人員停留在重研究、輕轉(zhuǎn)化、重論文、輕效益的舊思維模式上,只重視科研成果的學(xué)術(shù)水平,而較少考慮市場(chǎng)的需求,對(duì)科研成果產(chǎn)業(yè)化的重要性認(rèn)識(shí)不夠,至今還有認(rèn)為既搞科研又搞經(jīng)營(yíng)太累,甚至是不務(wù)正業(yè)的意識(shí)。其次,科技主管部門的研究經(jīng)費(fèi)太多投入在愈傷組織或胚狀體的形成、器官分化和試管再生的前期基礎(chǔ)研究上,而對(duì)中試和進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化的投入則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。相反,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在實(shí)驗(yàn)研究、開發(fā)推廣和生產(chǎn)試驗(yàn)上的經(jīng)費(fèi)投入之比為1:10:100。因此導(dǎo)致致我國(guó)目前植物組培的產(chǎn)業(yè)化程度不高,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)試管苗的年產(chǎn)量約為0.5億株,與發(fā)達(dá)國(guó)家或花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展快的印度等發(fā)展中國(guó)家相比,存在著較大差距。
這里值得一提的是,帶動(dòng)我國(guó)組培苗商品化發(fā)展的重要原因是為外方提供“組培苗代加工”業(yè)務(wù)。外方提供新培育的無(wú)病毒植物種源,經(jīng)過(guò)我國(guó)組培快速增殖后成為商品苗,再返銷國(guó)外。這種三角關(guān)系為我國(guó)組培技術(shù)與國(guó)際接軌,使我國(guó)組培苗成為國(guó)際性商品提供了極好的機(jī)遇。目前,我國(guó)為國(guó)外代加生產(chǎn)或直接出口的組培苗品種有百合、玉簪、大花萱草、唐菖蒲、絲石竹、菊花、蕨類,熱帶蘭、勿忘我、扶郎花、金線蓮、小蔓長(zhǎng)春藤、甘蔗、香蕉、安祖花、觀音蓮、花葉芋、竹芋、銀苞芋、橡皮樹、榕樹、翡翠、鳳梨、萬(wàn)年青、朱蕉、非洲紫羅蘭、金邊瑞香、彩色馬蹄蓮、蘆薈等多種觀賞植物。
當(dāng)今,在勞動(dòng)力成本已成為發(fā)達(dá)國(guó)家降低試管苗生產(chǎn)成本的重要制約因素前提下,組培產(chǎn)業(yè)的東移(主要是東南亞國(guó)家)和南移(拉美國(guó)家)將成為一大趨勢(shì)。我國(guó)在地理氣候,植物資源及技術(shù)儲(chǔ)備上,有許多條件與印度相似。我們應(yīng)該利用本土資源優(yōu)勢(shì)培育特色產(chǎn)品,近期以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為主,不斷研究培育及引進(jìn)篩選國(guó)際流行新品種,生產(chǎn)適銷對(duì)路產(chǎn)品,努力開拓國(guó)際市場(chǎng),促進(jìn)我國(guó)組培產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展,提高組培產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展,提高組培技術(shù)成果的商業(yè)性轉(zhuǎn)化。(文章轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò))
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亞龍生物擁有先進(jìn)的組培技術(shù)和實(shí)戰(zhàn)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),10年專注于組培行業(yè)領(lǐng)域,并組建專業(yè)植物組織培養(yǎng)系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
亞龍生物專注于植物組織培養(yǎng)的研發(fā)與實(shí)戰(zhàn)推廣,是中國(guó)植物組織培養(yǎng)系統(tǒng)建設(shè)第一品牌。
亞龍生物主營(yíng):
植物組織培養(yǎng)系統(tǒng)建設(shè)、
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及根據(jù)客戶需求研發(fā)專項(xiàng)植物培養(yǎng)與育苗技術(shù)。