新时期如何推进我国农村的政治经济发展及社会全面进步,建设社会主义新农村。下面是我为大家整理的关于农村发展的论文,供大家参考。
论文关键词: 集体化农村市场科学发展
论文摘要:我国农业基础薄弱,农村发展滞后,农民收入增长缓慢。已经成为我国经济社会中待解决的突出问题 。党的十七大 报告 指出:要积极“探索集体经济有效实现形式”,走中国特色农业现代化建设的道路。集体化是农业发展的正确方向,是促进农业“第二次飞跃”实现现代化的必由之路。在社会主义市场经济条件下,农村市场的开发和发展将会给农村经济的发展乃至中国的经济发展带来新的机遇。
一. 农村集体化经济有利于集中资源优势,实现农村经济结构转型,加快社会主义新农村建设。
集体化经济就是在土地公有制的基础上,建立集体规划,公共管理,大家共同制规矩,设程序,定制度,有政府部门负责实施,村民负责监督。由村委会招聘专业技术人员负责技术指导的合作化经济发展模式。把科学发展观和农村具体实际情况相结合,发挥资源优势,建立农业生产,农产品加工,农产品销售的一体化经济。是原来单一的农产品生产向多元化转变。是科学技术进驻农村。是农村实现科学种田,科学管理,科学发展,并且集体化经济能集中力量统筹协调,提高农业生产的物质技术装备水平,推动农业生产力进步。它能够组织资源开发和协调资源利用,兴办农村集体企业。它能够组织农民,服务农民,灵活采用各种经营模式 ,实现劳动者自助能力,对刚兴起的农业生产、加工、销售的一体化建设,在内外部关系的设置和运行规则上,起到依托、中介和对照作用。国家在统筹城乡发展,在经济社会全局高度研究和解决三农问题,实行以城带乡,以工促农,城乡互动,协调发展的同时,农村经济结构的改变尤为重要。农村集体化经济可以集中土地等资源优势,大力发展优质、高产、高效、生态、安全农业,提高农村和平质量和竞争力。实现科技种田,集中管理。建立第三产业对农产品进行加工和销售。这样农民的收入从单一的农产品生产转化到农产品生产、加工、销售多方面。且能提高农产品质量,创立自己的品牌。开拓销路,提高价格。使得新型工业在农村得以发展。
在1955年全国25省区进行的“百县百村”问卷调查显示:有74%的从干部和农民认为有必要建立健全全乡村的集体化经济组织。这就说明集体化经济关系着农民的根本利益和农村的全面发展。本人来自马铃薯之乡,虽然家乡胜产马铃薯,可农民从中获得的经济收入很少。经我的分析有以下原因:(1)对马铃薯的 种植 仍采用传统的模式,使得产量不高;(2)种子品种更换不勤,是同一品种在同样的土壤中产生适应性,不适合生长。使得马铃薯质量和产量大幅下降;(3)经济结构单一,农民只从是对马铃薯的种植,价格不高。而大部分利润被中间商和加工商获得。这使得农民收入不高。如果农村实现集体化经济有以下好处:(1)种植模式可以由原来的传统模式向科学种植转化,有专业技术人员进行指导种植,这样可以增加农民的种植技能知识,实现科学种田;(2)建立马铃薯育种基地,每年培育优良品种,让农民种植高产、高效、生态、安全农业。提高马铃薯产量、质量和市场竞争力。(3)同时建立对马铃薯进行加工、销售,以减少中间利润的流失。这样农民的收入将从单一的生产向加工、销售多方面。且能切实提高马铃薯的产量和质量。是农村由农业向新型工业转化。为加快社会主义新农村建设创造条件。
二.农村市场的开发和发展关系到农村经济乃至全国经济的发展。
在市场经济下的社会主义中国,当前农村市场的发展相对滞后。我国有56%的人生活在农村,农村市场的发展必将会对社会经济的发展带来前所未有的机遇。政府应重视农村市场的发展。鼓励企业开发农村市场,农村加快经济结构转型,使得农村市场又好又快发展。严厉打击假冒伪劣产品等违法行为,维护农村市场秩序,切实维护消费者的合法权益。农村要积极加快经济建设,提高农民收入,增加消费,吸引企业进军农村市场,加快农村的发展。国家在扩大内需拉动经济增长这一政策上,给农村市场带来了机遇。农村政府部门要抓住这一机遇,在加快经济转型,提高农民收入上下大功夫。是农村经济发展进入快车道。
三. 农村 教育 是农村经济发展的基石。
早在1978年,邓小平就提出科学技术是第一生产力这一马克思主义观点。可见教育事业关系到国家的兴亡。农村教育的发展关系到农村经济的发展,而当前农村教育落后。农民对教育的重视程度不够。使得一大批孩子不能很好的接受教育。为农村的全面发展造成影响。政府部门要加强宣传教育活动,是农民切实认识到教育的重要性。做好孩子第一任教师的工作。为孩子成长受教育做出积极贡献。农村教育水平提高了,农民的 文化 水平提高了,农村的经济发展也必将加快。在科学发展观的指导下,农村经济的发展将会取得新胜利。
农村集体化道路和农村市场的开发,这不仅仅是一个经济问题,还是一个中国的发展方向问题,关系着我们每一个中华儿女的前途命运。我们应该思考和规划这个问题,为农村的发展出一份力。次仅为本人的一点想法。
参考文献:
【1】胡锦涛。高举中国特色社会主义旗帜夺取全面建设小康社会新胜利而奋斗【N】。人民日报,2007-10-25(1)
摘要阐述我国农村改革与发展的目标与发展历史概况,在分析当前农村改革与发展现状的基础上,提出应采取的 措施 ,以期为新农村建设提供参考。
关键词农村;改革与发展;现状;措施
城市是以工业生产为基础形成的行政、经济、文化、商业中心,农村是以农业生产为基础,以土地和农民为主要元素的区域,两者既互相独立又紧密联系。城乡是我国改革开放的两大平台,只有两者相互促进,才能实现我国整体改革与发展的顺利进行。
1我国农村改革与发展历史概况
我国农村改革的目标是面向世界,实现土地的私有化和经营主体的法人化;面向未来,实施农村宅基地改革,促使农村向现代农庄的转变,减少农业人口;面向现代化,改变农业传统经营理念,实现农业生产的工业化和现代化[1-2]。
我国的农业走过了分田到户经营到人民公社集体经营再到分田到户经营的过程。建国之初,我国的城市化率较低,工业基础薄弱,城市规模较小,我国的大部分公民只能分散在农村,农村广阔的天地养活了全国80%以上的人口。因此,在我国解决温饱问题的阶段实行分田到户的形式是科学的、正确的。后来实行的人民公社化经营模式违反了自然规律,抹杀了人们个性的发展空间与能力,严重挫伤了人民群众发展农业生产的积极性,阻碍了农村生产力的发展。“”结束后,党和政府拨乱反正,基于对我国还长期处于社会主义初级阶段的正确判断,及时确立了农田承包责任制政策,极大地调动了农民群众的生产积极性,也极大地促进了农业生产的发展,使我国在短期内实现了从温饱到小康的转变。而在计划经济时期,广大农民被紧紧的束缚在土地上,失去了流动创业的自由;农民和宅基地密切结合,难以摆脱[2]。
2农村改革与发展现状
2.1大量农村人口向城镇流转
一是城市规模的扩大,为农民向城市流转提供了空间,农民通过在城里买房,实现了进城定居;二是市场经济的运行,城市工业化的发展壮大,工商业的繁荣,为进城农民提供了就业的舞台,使他们在城市中找到了自己的立足点,实现了就业,成为了城市的固定成员;三是实行土地承包责任制后,农民有更多的空余时间,大多数农民选择进城打工,形成了农民工大潮;四是农民子女通过高考等形式实现了进城工作的梦想。
2.2 农村宅基地无序扩张,土地与房产资源浪费严重
一是由于有些农村人口实质已成为城市固定人员,而农村房产的闲置造成宅基地与房产的浪费;二是从贫困地区来到较发达地区落户的农民也在村庄中建房,造成当地宅基地无序扩张,形成无形的浪费。这就使本该随着城市化步伐加快而缩小的农村宅基地面积反而出现了扩大的局面。三是城市里的一些老人想回到农村过清静的生活,却找不到合适的房源,因为按现行的有关政策,农村宅基地上的房屋不准买卖和出租,阻碍了农村剩余房产的利用。农村空房子呈现快速上升趋势,有关宅基地改革政策的滞后是主要原因。
2.3农业生产规模小,农业机械化与现代化难以实现
由于农村土地分属各家各户,经营农户多、规模小,大型现代化农机难以施展,只能靠小型机械耕作,不仅造成人力、财力的巨大浪费,而且阻碍农业现代化的实现。
3农村改革与发展应采取的措施
3.1制定科学的农业发展政策
在市场经济条件下,随着社会的发展,城市工业化的快速发展,农民进城的思潮将越来越强烈。对此,国家和政府应当引起高度重视,在给予肯定的同时,要因势利导,从政策和资金上予以扶持,要从农村的发展目标出发,在国家财力,城市工业化达到一定程度后,首先考虑取消我国公民的二元制结构问题,同时,在城市逐步建立公平合理的竞争平台,城市应实行定岗不定员的就业政策,实行城市人口合理流动,实现自主流动择业,让农民和城市居民通过公平竞争机制进入各行各业实现就业,拓宽农民就业 渠道 。另外,还要逐步取消他们与城镇居民在福利等各个方面的差距,让农民进城要进得来,稳得住,吸引农民不断进入城镇生活,实现农村城镇化[1-3]。 3.2不断完善土地流转机制
现在国家已经出台了有关土地流转方面的政策,各级政府应当成立专门的机构,让土地资源进入市场运作,不断提高土地的经营规模,提高土地利用率。解放被土地束缚的农民,使农民一身轻松地进入城镇[4]。
3.3改革宅基地制度
改变对宅基地的现行政策,对宅基地发放房产证,让其在市场中流转,这样就可把农村流转出去的人口的房屋卖给一些需要建房的人,以减少宅基地面积,避免造成土地和房产的巨大浪费,也使一些想回农村居住的城里人有房可住,减少城市的承载压力,发挥宅基地的最大效益。
3.4政府率先做好农村城镇化规划
政府规划滞后,已经造成农村人口流动的盲目性,出现了许多不必要的中间环节,具体表现为:一部分农民从贫困山区先向平原地区流动,然后又从平原地区向较发达地区流动,最后才向城镇流动。在每次流动过程中,都要花钱建房置业,把原房产土地闲置,这对于国家和个人来说都是巨大的浪费。如果国家提早规划,并适当给予财政支持,让农民一次流动到位,可节省不必要的浪费。
3.5加快城市改革步伐,配合农村的改革与发展
为了推动农村改革目标的实现,城乡要互相促进,实现共赢,具体措施如下:城市要率先实行工作岗位的聘用制,对于招聘对象,农民与城市居民要公平对待;同时要加强对非公有制经济的支持力度,不断拓展就业渠道,让更多的农民进城就业。在社会稳定的前提下,城里的职工要逐步实现从正式固定职业向自主流动择业的方向发展,这样既有利于实现个性价值,也增加了农民就业的灵活性。总之,加快城乡互动,提供农民进城的条件,一定能促进农村的改革与发展。
4参考文献
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收稿日期:2007-10-25基金项目:深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介:王丹(1982-),女,辽宁本溪人,硕士研究生,从事植物生物技术研究。注:雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2,雷江丽2,吴燕民3,吕 慧2,郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;2.深圳市园林科学研究所,广东 深圳 518003;3.中国农业科学院 生物技术研究所,北京 100081)摘 要:以大花美人蕉(Canna×generalis)根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究,筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA 8.0mg/L(单位下同)+ TDZ 0.03;MS + 6-BA 8.0 + TDZ 0.03 + NAA 0.1 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA 3.0 + TDZ 0.03 + NAA 0.1 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达1.67;适宜的生根培养基为MS + 6-BA 1.0 + NAA 0.5,生根率达66.67%,且植株生长健壮,移栽易成活。关键词:大花美人蕉;茎尖;组织培养中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1(1.College of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; 2.Shenzhen Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; 3.Biotechnology Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA 8.0mg/L+ TDZ0.03mg/L; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA 8.0mg/L +TDZ 0.03mg/L + NAA 0.1mg/L; using MS + 6-BA 3.0mg/L + TDZ 0.03mg/L + NAA 0.1mg/L asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA 1.0mg/L +NAA 0.5mg/L, the rate of rooting could reach 66.67%, and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to survival.Key words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1],是多年生喜光宿根草本花卉,原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长,在深圳地区几乎全年开花,是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高,而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,因此,世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法,繁殖速度慢、增殖效率低,而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍,严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁,是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3],本研究探索其组织培养高效的再生体系,以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1):33-36.Subtropical Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法1.1 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。1.2 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株,挖取带芽胞的根茎,去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭,然后采用不同的消毒剂及处理时间(0.1%升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 0.1%升汞5min、2%次氯酸钠 + 0.1%升汞10min),封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次,置于超净工作台上备用。接种前,剥去外部叶片,露出生长点,立即切取茎尖进行接种。1.3 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基,在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂(表2~表4),蔗糖3%,pH 5.8。培养温度(28±2)℃,光照强度2 500 lx,光照周期为14h/d,相对湿度70%~80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析2.1 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎,表面污染物较多,不易消毒,且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同,故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较,以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知,2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好,但茎尖褐化较严重,说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。0.1%升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 0.1%升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 0.1%升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用0.1%升汞处理10min 进行外植体消毒。2.2 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基,附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等(表2),以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性,芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性,0.05~1.0μmol/L 即可有效促进分化[4],因此,本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明,在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基(1 号)上,茎尖接种10d 后开始生长,叶片展开后,生长停止;15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长,随后叶片逐渐变黄、萎蔫,说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中,高浓度的2 号培养基分化率为33.33%,明显好于3、4号培养基,说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素(表2)。11~16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合(表2)。仅添加TDZ 的培养基分化率为0,而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高,达63.33%,且每个茎尖可增殖2~3 个侧芽,但个别茎尖经多次转接后有畸形芽;与2 号培养基相比,分化率明显提高,说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化(表2)(图版-a)。5、6、7 号培养基为生根培养基,探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/0.5 时生根率可达50%以上(表2)。8、9、10 号培养基,探讨美人蕉脱分化,诱导愈伤组织,但结果均不理想。因此,建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况0.1%升汞10min 30 5 16.67 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 40.00 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 13.33 20%有轻微药害2%次氯酸钠+0.1%升汞5min 30 10 33.33 3%有轻微药害2%次氯酸钠+0.1%升汞10min 30 5 16.67 7%有药害第1 期 王丹,等:大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。2.3 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方,按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验,以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料,进行继代增殖培养(图版-b)。由表3 可见,除17、18 号培养基外,低浓度TDZ(0.03mg/L)的分化促进作用较高浓度(0.3mg/L)的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当TDZ0.03mg/L 时, NAA 0.1mg/L 促分化作用显著优于NAA0.5mg/L。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下,随着6-BA 浓度的升高,分化率提高。但随着继代次数的增多,含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降,甚至有个别畸形芽产生,说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9],但继代数次后,芽已经萌动,自身具有分化能力,需适当降低6-BA 浓度进行壮苗,以避免畸形芽产生。因此,在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基,既可保证较高的芽分化率,又可使继代苗生长健壮,减少畸形芽。2.4 生根诱导增殖芽3~5cm 长时,转接到生根培养基上培养约10d 后,可见到根生成(图版-c)。接种20d 后统计生根结果(表4)。从表4可见,所用培养基上都有根生成,说明美人蕉生根较容易;结合生根率和生长势,我们认为MS + 6-BA 1.0 + NAA 0.5培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 33.33 参考[2]3 5 0 0 0 0 23.33 参考[3]4 3 0 0 0 0 6.675 2 1 0 0 0 60.006 2 0.5 0 0 0 56.677 2 0.2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0.2 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 0.2 012 0 0.1 0 0 0.2 23.33 参考[8]13 0 0 0.5 0 0.1 3.3314 0 0 1 0 0.1 6.6715 8 0 0 0 0.03 63.3316 5 0 0.5 0 0.03 50.00表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 3.0 0.5 0.03 30 30.00d 1.20d ++18 3.0 0.5 0.30 30 36.67cd 1.50bc ++19 3.0 0.1 0.03 30 56.67a 1.67a ++20 3.0 0.1 0.30 30 33.33cd 1.46bc ++21 5.0 0.5 0.03 30 43.33c 1.60ab ++22 5.0 0.5 0.30 30 26.67d 1.33c ++23 5.0 0.1 0.03 30 56.67a 1.60ab ++24 5.0 0.1 0.30 30 53.33ab 1.57b +25 8.0 0.5 0.03 30 50.00b 1.53b ++26 8.0 0.5 0.30 30 26.67d 1.37c +27 8.0 0.1 0.03 30 60.00a 1.73a ++28 8.0 0.1 0.30 30 26.67d 1.37c +注:++ 表示生长势强;+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P<0.05=,表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 0.5 30 19 63.33b +30 0 1.0 30 21 70.00a ++31 1.0 0.5 30 20 66.67ab +++32 1.0 1.0 30 16 53.33c ++注:+++ 表示生长势强;++表示生长势中等;+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中,无菌化操作较困难。灭菌试验表明,0.1%升汞震荡灭菌10min 效果较好,采回的外植体应尽快处理接种,放置时间过长伤口处易染菌,导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA 8.0 + ZDT 0.03 + NAA 0.1 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA 3.0 + TDZ 0.03+ NAA 0.1 为较好的增殖培养基,在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好;短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用,但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现,转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大,建议在接种后的10~20d 内及时转接。选用MS + 6-BA 1.0 + NAA 0.5 为生根培养基,生根率较高,根系粗壮、根毛密集,植株生长健壮(图版-d),且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. 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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)
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