植物保护玉米毕业论文

植物组织培养及其应用研究概况在世界各国科学家的不断努力下，近几十年来，植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养，不仅可以大量生产优良无性系，获得人类需要的多种代谢物质，还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲合性，在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料，从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等，植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业，已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤1．1概念植物组织培养是在无菌条件下，将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养，给予适宜的培养条件，诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。1．2原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家 G．Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点，“高等植物的器官和组织可以不断分割，直至单个细胞，即植物体细胞，体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年，美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽，证实了G．Haberlandt的论点。 不同植物所需要的生长条件不同，所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中，愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素，可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官，最终获得再生植株或次生物质。 用于植物组织培养的材料称为外植体，其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同，所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中，影响培养力的因素是多方面的，诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件，植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2，4一D，所需浓度为O．01～10 mg／L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA，使用浓度为O．1～10 mg／L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性，但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。1．3试验步骤1．3．1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”，血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化，因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。1．3．2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一，通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。1．3．3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官，经切割或剪裁成小段或小块放入培养基，整个接种过程要在无菌条件下进行。 l.3．4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里，使之生长、分裂和分化，形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。1．3．5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗，与自然生长的幼苗有很大差异，只有通过驯化，使之适应自然环境后才能移栽。2 植物组织培养的应用2．1植物快速繁殖和无病毒种苗生产植物快速繁殖技术始于20世纪60年代，法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功，从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前，通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上，有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80％～85％的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国，同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植，30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产，不仅能够挽救珍惜濒危物种，而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。2．2植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株，再经过染色体加倍，能很快得到纯合的二倍体，这样将大大缩短育种年限。到目前为止，世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系，比对照产量提高15％～49％。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究，已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株，其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系；橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个，种植面积超过660万 hm2。2．3植物胚胎培养杂交育种中，杂种胚常常败育，因此将早期生长的胚取出，应用组织培养方法，就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。2．4植物愈伤组织或细胞悬浮培养利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来，这一领域的发展极为迅速，已经研究了400多种植物，从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物，其中60多种在含量上超过或等于原植物，20种以上干重超过原植物的1 9，6。例如，从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物，可用75t发酵罐培养，已达到商业化生产水平。另外，达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等；长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产；牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。2．5细胞融合与原生质体培养自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来，到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株，其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物，如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究，因而越来越受到人们的重视。2．6植物细胞突变体筛选植物细胞突变体的筛选最早始于1959年，G． Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年，P．S．Carlson，H．Binding和Y．M． Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止，已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体，如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体；抗氨基酸及其类似物细胞突变体，如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263；抗逆境胁迫细胞突变体，如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体；抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体，如玉米抗除草剂变异体；株高突变体的筛选，如水稻矮秆变异体。2．7植物体细胞胚胎和人工种子1958年，Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计，能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等，也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋，再加上人工种皮，就形成了人工种子。人工种子的优点是：繁殖快速，成苗率极高；不受气候影响，四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初，美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究，我国也于“七五”期间开展了此项研究，并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。2．8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立植物细胞全能性的发现和证实，为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术，能保持很高的存活率，并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库，不仅可以防止种质的遗传变异和退化，而且可以长期保存无病毒的原种。2．9 植物组织培养与转基因技术的应用 我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础，为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作，通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系，将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织，获得了1．2万个独立的T—DNA插入株系，并构建了水稻突变体的数据库。 3 展望植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一，为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时，也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行，容易掌握花芽分化和开花成因；通过胚胎培养，能够得到杂种或自交种；通过分离单倍体细胞，能培育纯合的二倍体优良品系；提高育种多样性的同时缩短了育种时间；通过突变体筛选，提高植物的品质，增强抗逆境胁迫能力，扩大植物的生长范围；将体细胞冷藏在低温下，建立基因库，达到保存物种的目的；获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物，加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域，必将日臻完善。黑龙江农业科学2006，(3)

沈小杰 请采纳 环境保护是我国的一项基本国策。植物的作用主要为对污染物的治理及其预防和监测。但由于各环境要素存在差异，植物在各环境要素保护中的作用不尽相同。本文从各个环境要素出发，概括了植物在各环境要素保护中的作用，包括在大气环境中的作用，在水环境保护中的作用和在土壤保护中的作用等等。 关键词：环境保护 植物 环境要素 净化作用 监测作用 随着生产力的发展和工农业的现代化，排放到环境的污染物日益增加，大大超过了生态系统自然净化的能力，造成了环境污染。为了减少环境污染，措施很多，其中一条就是利用植物以防止环境污染，因为植物有净化环境的能力，对各种污染物都有吸收、积累、分解和代谢作用，能降低大气中有毒气体的浓度，而且能保持大气层中氧和二氧化碳的平衡，减少空气中放射性物质的浓度，减弱躁声，杀菌除尘，净化环境污染。同时，由于不同植物对不同污染物的敏感性不同，又可用来监测预报环境污染。本文将主要从大气、水、土壤三个环境要素主要阐述植物在环境保护中的作用。 植物在大气环境保护中的作用 1.1净化作用 植物对于大气的净化，主要有三方面的作用，即去除环境中微生物，对粉尘等的物理吸附作用和对化学物质的吸收转化作用。 绿色植物具有抑制或杀死细菌的功能。利用这一功能栽植适当的绿化植物，可使大气中细菌数量下降。一方面绿化地区空气中灰尘减少，细菌失去滋生的场所，从而使细菌数量下降；另一方面植物的分泌物本身具有杀菌作用。目前，已经发现许多植物能分泌出具有杀死细菌、真菌和原生动物能力的挥发物质，例如洋葱的碎糊能杀死葡萄球菌、链球菌及其他细菌；地榆的水浸液能在1分钟内杀死伤寒、副伤寒A和B的病原菌和痢疾杆菌的各菌系；柠檬桉分泌的杀菌素可杀死肺炎球菌、痢疾杆菌、结核病和流感病毒等病菌；柑桔、迷迭香和吊兰，可使空气中的细菌和微生物大为减少。。 植物一般具有吸附灰尘的作用，植物的叶面有皱纹、粗糙或分泌油脂，可吸附或粘着粉尘，从而降低植物中灰尘等颗粒物的含量，净化环境作用。蒙尘的植物，一经雨水冲洗，又能迅速恢复吸附的能力；此外，草坪也有显著的减尘作用。常春藤、无花果、蓬莱蕉和普通芦荟，都可以吸纳灰尘。 植物对环境中的化学物质，能够通过吸收、转化等方式去除一部分的化学物质。植物可以吸收环境中的二氧化碳、二氧化硫、甲醛等物质，并将这些物质转化为自身物质，降低环境中的化学物质浓度。如酚进入植物体后，大部分参加糖代谢，和糖结合成酚糖苷，对植物无毒，贮存于细胞内；另一小部分呈游离酚，则会被多酚氧化酶和过氧化物酶氧化分解，变成CO2、水和其他无毒化合物，解除其毒性。氰化物在植物体内能分解转变为营养物质。地衣、垂柳、臭椿、山楂、板栗、夹竹桃、丁香等吸收SO2能力较强，积累较多硫化物；垂柳、拐枣、油茶具有较大的吸收氟化物的能力。芦荟、吊兰和虎尾兰等可吸收甲醛。紫苑属、黄耆、含烟草和鸡冠花，这类植物能吸收大量的铀等放射性核素。常青藤、月季、蔷薇、芦荟和万年青，可有效清除室内的三氯乙烯、硫比氢、苯、苯酚、氟化氢和乙醚等。天门冬可清除重金属微粒。龟背竹、虎尾兰和一叶兰，可吸收室内80%以上的有害气体。月季，能较多地吸收硫化氢、苯、苯酚、氯化氢、乙醚等有害气体。 1.2调节作用 植物能够进行光合作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。光合作用除了能转化太阳能，制造有机物之外，还能调节大气中氧和二氧化碳的含量，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t／s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。 1.3监测作用 植物对大气污染还有监测和指示作用。植物监测是利用植物对某些大气污染物的反映，监测空气中有害气体的种类和含量或大气污染程度，以了解大气环境质量状况。在植物受到有害物质的侵害时，一般有害气体都是从叶片上的气孔钻入的，因此叶片上往往出现肉眼看得见的各种伤斑。不同气体引起的伤斑也会有所不同。因而可以通过调查叶片受害症状，测量植物生长量、解析年轮等症状判断空气中的环境质量。如果伤斑是二氧化硫引起的，则多出现在叶脉间，呈点状或块状，严重时出现鲱骨效应；而由氟引起的伤斑大多集中在叶子的尖端和叶片边缘，呈环状或带状。比如，苔藓枯死；雪松呈暗竭色伤斑，棉花叶片发白；各种植物出现“烟斑病”。这是SO2污染的迹象。菖蒲等植物出现浅褐色或红色的明显条斑，是氮氧化物中毒的显示。假如丁香、垂柳萎靡不振，出现“白斑病”，说明空气中有臭氧污染。要是秋海棠、向日葵突然发出花叶，则是氯化物污染引起的。其他的指示植物还有：紫花苜蓿、胡萝卜、菠菜可以监测SO2污染；菖兰、郁金香可以监测氟污染；苹果、玉米可以监测氯污染等等。 2.植物在水环境保护中的作用 利用水生植物净化污水是一种成本低廉，节约能源、效益较高的简便易行方法，目前，国内外有关部门正广泛应用生物处理措施净化污水。 曾有人做过这样一个实验：在一个实验水池中栽培了芦苇后，从水中排除的悬浮物减少了30%，氯化物减少90%，有机氮减少60%，磷酸盐减少20%，氨减少66%，总硬度减少了33%。水池中的水经芦苇的净化，明显清洁多了。 植物对水域的净化，主要有以下途径：首先是植物能分解和转化某些有毒物质。在低浓度的情况下，植物能吸收某些有毒物质，并在体内将有毒物质分解和转化为无毒成分。例如，植物从水中吸收丁酚，丁酚进入植物体后，就能与其他物质形成复杂的化合物，而失去毒性。其中最常见的为酚糖苷，它可以贮藏在液泡内变成对植物无毒的结合态物质，在以后的生长发育过程中，可以被分解和利用，参加细胞正常的代谢过程。其他苯、氰等也都有相似的情况；其次是植物的富集作用。水生植物能吸收和富集水中的有毒物质，其富集能力依植物种类不同而异，但一般可高于水中有毒物质浓度的几十倍、几百倍甚至几千倍以上。 经试验证明，多种高等水生植物对氮、磷和各种金属以及酚、氰、农药等有机物都有吸收、积累、分解和转化的能力。其中，水葫芦、水花生、水葱、浮萍、紫萍、水浮莲等都能有效地吸收、积累、分解废水中的营养盐类和多种有机污染物在最适宜的生长条件下，一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉。通过试验进一步证明，在自然界中的多种水生植物，对水中的重金属元素也有去除作用。如水葫芦、水花生能从污水中除去镉、铅、汞、铊、银、钴、锶等重金属元素。除此之外，浮萍在夏秋也能大量吸收、积累电厂洗煤废水中的重金属元素。另外，水生植物还能净化废水中的多种有机污染物。 水生植物在净化污水方面各显神通：水葱、田蓟、水生薄荷等植物可以有效杀死水中的细菌；凤眼莲、浮萍、菹草、金鱼藻等植物有较高的吸收水中重金属的能力。 我国水生植物资源十分丰富，对进一步研究、开发利用新的种类净化污水，还有很大潜力。 3.植物在土壤环境保护中的作用 土壤污染可以由大气污染和水质污染而引起。工厂排出的含有重金属的废气、烟尘和其他有害气体、工业废水、废渣，以及农业上施用化学农药、某些毒性除莠剂及污水灌溉等都会污染土壤。其他放射性物质也会对土壤污染。土壤污染后，能引起土壤酸化或碱化，以及影响有些作物的正常生长发育，因此，利用某些植物对土壤中污染物质的吸收，就能达到消除和净化的目的，降低土壤污染。 植物除能吸收有害物质外，还具有防风固沙，涵养水源的作用。对于一些已经遭受污染或本身环境不好的土壤，植物也能够对此进行调节和改善，保护土地资源。这类具有改良土壤能力的植物，称为“绿肥”。人们常常请它们当开路先锋，到十分艰苦的旱、涝、盐、碱、酸、瘠的盐碱荒地或红壤荒地去“落户”。它们不仅能在这些地区扎根生长，而且还积极地替庄稼创造美好的生活环境。此外，绿肥植物多有强大的根系，能够充分吸收利用深层的水分和养分。因此，在它们死亡腐烂后，土壤表层就留下了丰富的养分。据计算，每亩如果收1500公斤苕子，土壤里就相当于增加了57公斤氮肥、12公斤磷肥、13 公斤钾肥！像紫云英、苜蓿等一些豆科绿肥，自身就是一个小小的化肥厂——它们利用根瘤中的固氮菌，将空气的氮气合成为氮肥，每亩可产氮肥50公斤左右。这些植物大大的改善了土壤环境，有利于土壤资源的保护和永续利用。 4.结论： 植物以其特有的生理特性，在环境保护中起着非常重要的作用。不仅能够净化大气、水、土壤等环境，还能指示监测环境污染，改善环境条件，在保护和预防环境中起着非常重要的作用。此外，植物在环境保护中的作用远不只此。植物能够降低噪声，减弱噪声污染。绿色的环境还能创造舒适环境，改善心情。另外，环境保护重在人人参与，发挥群众的作用。而植树造林，可以让大家见到环境保护的成果，改善环境，增强大家的环保信心与动力，更好地保护环境。由此可见，植物在环境保护中的作用是非常巨大的，用植物改善环境的发展前景也是相当巨大的。求采纳