浅谈园林植物育种中生物技术的应用与发展

孙 健 吕琳雪 谷红霞 焦方凯 崔飞翔 杜 颖

（山东润昌生态科技有限公司，山东 济南 250014）

当前，城市园林建设工作进入全新发展阶段，在植物育种工作方面，对于苗种的数量与质量提出了更高的实践要求，传统植物育种技术显然已经无法满足此方面的要求，因此必须提高对于生物技术的重视力度，深化对于生物技术的认识，明确其在园林植物育种中的重要作用及具体应用，并把握其未来发展趋势，力求最大化实现其功能与价值。

1 生物技术概述

生物技术是一项具有创新性意义的技术，具体而言，其指应用科学技术和与生物体相关的物质对于动物或植物进行改造，或者出于具体的目的而使用微生物技术进行微生物培养[1]。生物技术包含的内容众多，主要有基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程、合成生物学、基因及基因组设计等，按照其发展时间，则可以分为传统与现代两类，其中博那个，传统生物技术主要包含杂交技术、选种与育种、啤酒发酵等，现代生物技术则主要包含细胞融合、试管核酸、细胞生物学等。相较于传统生物技术而言，现代生物技术能够更为有效地对植物和动物品种进行改良，有利于克服生物在自然繁殖过程中遇到的障碍，从而更好地实现目标。

园林植物育种是一项涉及植物种类众多、工作内容十分复杂的实践活动，不仅要求促进园林植物实现良好的生长发育，而且还要求对现有植物种类进行改良，从而确保各类植物易于栽培和管理、拥有较高的周期生产率，达到增强园林植物的多样性并提高其观赏价值的目的。通过在园林植物育种工作中应用生物技术，能够有效地丰富植物品种、改良植物性状并提升其整体品质，从而实现园林可持续发展，应在实践中对其予以充分的关注与重视。

2 当前园林植物育种中所应用的主要生物技术

2.1 人工种子技术

人工种子技术最早诞生于上世纪八十年代，当时即在园林植物育种活动中实现较为广泛的推广应用[2]。在人工种子技术的支持下，无性繁殖成为可能，植物授粉不需要再经过划分传播过程，通过进行一定的技术操作，植物可以直接依靠自身的力量在根、茎、叶等部位生长出全新的植株，有利于提升植物的繁殖效率。人工种子技术的实质是在模仿植物天然种子繁殖方式的基础上，借助克隆技术，克隆植物体细胞，达到缩短植物繁殖周期、提升植物繁殖速度的目的。当前，人工种子在我国已经进入工厂化生产阶段，应用水平较高，在很大程度上降低了植物培植成本，有利于满足园林建设中对于苗种数量的需求，与此同时也极大地降低了园林建设成本。人工种子易于管理，对于促进园林管理活动朝着规范化方向发展而言，同样具有十分重要的作用。

人工种子技术在园林植物育种中的应用可以通过“杜鹃兰”这一植物来进行说明：杜鹃兰具有香气，在经过一定的栽培管理之后，拥有较高的园林观赏价值。目前我国对于杜鹃兰人工种子进行了开发，研究所得的杜鹃兰人工种子能够确保胚状体直接在无菌土壤中种植和生长，省去了试管苗培育、移栽等环节，因此有利于节省经济成本支出。

当前，制约人工种子技术应用水平提升的主要因素是资金不足，且人工种子在稳定性上相较于自然种子仍然存在着一定的差异，因而在繁殖和生长过程之中有时会出现不稳定现象，需要进一步加大资金投入和研究力度，力求提高人工种子在园林育种中的实践应用水平，充分发挥其作用。

2.2 细胞工程育种技术

细胞工程育种技术，是指在植物育种过程之中应用细胞工程技术，主要原理是从现有植物的各方面特征出发，对于不同的植物细胞进行融合，并在细胞分子技术的支持下，培育全新植物品种，从而达到改良植物形状和特征的目的[3]。其中，细胞工程技术主要包括体细胞融合技术、杂交技术和原生质体培养技术三种，目前原生质体培养技术得到了较为广泛的应用，其应用过程主要由原生质体制备、植物细胞融合及细胞融合子鉴定三个环节所构成，借助这一技术，可以消除植物细胞中细胞壁对于细胞融合的障碍，从而促进细胞实现融合，有效培育全新品种，切实增强园林植物的多样性，充分满足园林植物在苗种类型方面所提出的要求。

目前，细胞工程育种技术在园林植物育种活动中的应用主要通过菊花这一植物表现出来。菊花在我国的园林之中较为常见，具有很高的商业价值与观赏价值，在细胞工程技术的支持下，菊花的组织培养、苗种脱毒均已实现，繁殖规模也得到了相应扩大，且在遗传方面更为稳定。目前，辐射诱变这一细胞工程技术在菊花育种过程中得到了较为广泛的应用，有利于改变菊花的性状，包括改变花色、叶色及叶型等。在体细胞杂交技术的支持下，菊花可以与其他花卉进行融合，如智利喇叭花、大籽蒿等，其花型、花径及花色均能够在这一过程中得到改良。

制约细胞工程育种技术应用水平实现进一步提升的主要因素在于，在应用这一技术对植物的性状进行改良时，性状遗传有时会出现不稳定的情况，需要在实践中提高关注力度，注意筛选不稳定现象。

2.3 基因克隆技术

基因克隆技术，是指借助基因分子水平层面的技术，完成植物基因移植，在这一过程中得到克隆基因，并将克隆基因移植到其他植物之中，从而达到改良和优化植物品种、丰富园林植物类型的目的[4]。与此同时，应用基因克隆与转基因技术，有利于增强植物抵御病虫害的能力，对于促进园林植物的生长发育而言，具有十分重要的意义。此外，基因克隆技术与转基因技术，对于控制植物花卉的花型与颜色、改变花卉的花香、延长花期、提高植物生产率、加快植物生长速度而言，同样具备极为显著的重要作用。

例如，美国企业利用基因克隆技术成功开发出具有香气的天竺葵，日本通过将萤火素酶基因移植到无菌状态的草原龙胆细胞膜中得到了叶子能够发出类似萤火虫光芒的草原龙胆，极大地提升了园林植物的观赏价值并进一步丰富了植物品种。此外，在转基因技术的支持下，玫瑰、山茶花、百合等多种类型的花卉，均已在花型和颜色方面实现改变。

基因克隆技术与转基因技术具有较好的应用前景，应在园林植物育种实践中进一步提高对于这项技术的重视力度，不断对园林植物进行改良。

2.4 不定芽技术

大部分植物在生长发育过程中出现的芽体，通常均为从植物的叶腋或芽尖部位生长而出，即芽体的出现部位较为固定，也因此芽体主要分为顶芽和腋芽两类。在生物技术的支持下，可以使植物的芽体出现在叶腋和芽尖之外其他通常不产生芽体的部位，即产生不定芽，不定芽可以出现在植物的根部、茎部、叶部等多个部位，从而有效地增加芽体数量并提升其生长速度，缩短植物的培育周期，为园林植物栽种培育工作提供便利。值得注意的是，并不是植物的所有部位都能够产生芽体，只有满足一定条件的部位才能够出现不定芽。在应用不定芽技术进行芽体培育时，需要使用一定的药物和生长素确保其能够实现良好的生长和发育。

当前，不定芽技术已在部分植物的培育过程中得到应用，比如紫罗兰、兰花，在一定程度上促进了园林建设活动的开展，其不仅能够提高植物的生产率，而且还有利于增强植物抵御病虫害的能力，应进一步加大研究与推广力度。

3 生物技术在园林植物育种中的发展趋势展望

基于各类生物技术的良好应用前景及所具备的重要作用，可以预见，未来其在园林植物育种中必然将得到更为广泛的应用，且在市场的调控作用下，各项技术会逐步实现商业化发展，获得更多的研发资金，从而更好地达到提高苗种数量和改善苗种质量的目的。结合当前生物技术的发展状况和园林植物育种工作的实际需求，未来，生物技术在园林植物育种中的应用将主要朝着以下三个方向发展：

3.1 增强植物的环境适应能力

环境因素是影响植物生长的主要因素，许多植物之所以无法在园林建设过程中得到推广栽培，很大程度上即是因为其无法适应陌生的环境条件[5]。因此，未来应重视借助生物技术增强植物的环境适应能力，包括抗寒、抗旱等能力，从而使植物能够更好地适应不同的环境，达到进一步丰富地区园林植物多样性的目的。值得注意的是，在增强植物环境适应能力的同时，需要同步提高其抵御病虫害的能力，从而确保其能够更好地适应不同区域的实际环境条件。

3.2 改变现有的雄性不育基因

为进一步加快植物的繁殖速度并促进其繁殖规模实现扩大，实践之中，应重视在基因技术等生物技术的支持下，改变植物现有的雄性不育基因，为植物的无性繁殖创造良好的条件，充分满足园林建设中对于苗种数量的需求。

3.3 改变植物的光合作用效率

光合作用是植物获取生长发育所需养分的主要方式，为有效改善植物的生长状况，实践之中，应重视在生物技术的支持下，改变其光合作用效率，使其能够更好地开展光合作用，从而为新品种的培育工作提供有力支撑，使得新品种能够更好的生长，充分满足园林建设中对于苗种种类和质量的需求，进一步丰富园林中的植物种类，增强生物多样性。

4 结语

在园林植物育种中应用生物技术，是提升植物多样性、改良品种及提高植物观赏程度的重要路径。当前，园林植物育种实践中所使用的生物技术主要包括人工种子技术、细胞工程育种技术、基因克隆技术和不定芽技术四种，未来，生物技术还将进一步发挥作用，将切实增强植物的环境适应能力、改变现有的雄性不育基因及光合作用效率，切实提高园林的整体建设水平。