人工种子技术有许多突出的优点 。 首先 , 它的效率和繁殖率大大高于通常的扦插方法 。 采用扦插方法时 , 从一株茶树上可能可以得到60~70个插穗从而繁殖出60~70株植株 。 而采用人工种子技术 , 理论上每个培养细胞都可诱导出一个体细胞胚 , 进而形成一颗人工种子 , 而1ml培养基中就可能有10 , 000~100 , 000个细胞 , 所以体细胞胚胎技术的增殖率是非常非常高的 。 例如 , 胡萝卜人工种子的生产中 , 20天内能生产出1千万个体细胞胚并进一步被包裹成人工种子 。
其次 , 人工种子既象扦插苗一样能保持原有品种的优良特性 , 又和种子一样能很方便地贮存与运输 , 并且它可以用生物反应器进行工业化的生产 , 并进一步可以采用机械化播种 。
茶树上目前已有一些人工种子生产方面的研究 , 但总的来说这项技术还远未成熟 , 在能够投入生产实践之前仍有大量的工作待做 。
在室内保存各种各样的茶树品种资源
前面提到的微繁殖技术的另一项可能用途就是建立一个室内的茶树基因库 。 茶树的遗传资源是非常丰富的 , 在每个不同的原始种内甚至单个植株间都可能存在遗传上的差异 , 都会有其不同的特点或长处 。 这些差异对于育种工作者来说是非常珍贵的 。 但随着持续不断的茶园良种化改造 , 它们逐渐被整齐划一的无性系所替代 。 中国还有许多树龄几百年的野生大茶树 , 它们对于茶树的育种与遗传研究也非常的重要 。 一旦遭受自然灾害 , 这些珍贵资源的损失将是不可挽回的 。 建立一个室内基因库就是在人工条件下培养这些茶树的试管苗 , 使其尽可能缓慢地生长 , 以达到保存资源的目的 。 室内基因库与室外的资源圃相比具有以下优点:1)节省土地 , 10平方米培养室即可保存约750个不同材料 , 相当于15亩资源圃的保存量;2)避免自然灾害造成的损失;3)最便利的是它可以保存当地生长的材料;4)省却肥料 , 灌溉 , 农药等开支;此外它还便于种质的异地交流 , 方便在生物技术等各种研究中对这些遗传资源的分析利用 。
将两个品种的优良特性组合在一起
杂交育种是将两个品种各自的优良特性组合在一起的常用育种方法 , 如将一个品种的高产性状与另一个品种的抗病特性结合起来 , 创造一个既高产又抗病的新品种 。 但茶树因为结实率太低 , 常常得不到杂交种子 , 给茶树的育种研究带来很大困难 , 这也是为什么茶树育种至今仍停留在单株选育水平上的原因 。 胚培养就是生物技术各种中用来解决这一问题的一个方法 。 胚培养就是将杂交后尚未成熟的胚从种皮中取出 , 将其置于培养基上 , 为其提供各种必要的营养与其它需求 , 在人工条件下加以精心培育 , 使其避免夭折 , 促进其萌发成正常植株 。 茶树的胚培养已经获得成功 , 要解决的问题是尽量提早培养的时间 , 如能将越冬前的幼胚培养成功 , 则用于实践才更为现实 。
生物技术中用来替代杂交育种方法 , 即是不同品种各自的优异状结合在一起的体细胞杂交 。 体细胞杂交就是将两个不同品种来源的细胞设法融合在一起 , 再通过人工的培养促使这一融合后的细胞发育成为一株完整的植株 , 进而成为一个具有两品种各自优良性状的新品种 。 因为这一方法利用的是茎、叶等营养体组织来源的细胞 , 而不是生殖细胞 , 因此称它为体细胞杂交 。
但植物细胞与动物细胞不同的是 , 在植物细胞周围有一层坚硬的细胞壁包裹着 , 这种天然的壁垒阻碍了细胞间的相互融合 。 解决这一问题的方法是用酶处理等手段去除细胞的细胞壁 , 用这种方法大量获得的没有细胞壁的裸露细胞称为原生质体 , 它们是真正分离的单个细胞 , 更易于对其进行各种生物工程操作 。
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