Artículos sobre el cultivo de plantas hortícolas
Las capacidades bioquímicas basadas en fábricas de las plántulas de cultivo de tejidos vegetales hortícolas pueden transformar rápidamente variedades excelentes en productividad real y también se utilizarán en el mejoramiento genético, la protección de recursos de germoplasma y los metabolitos secundarios. utilización. Tiene un enorme potencial de desarrollo. Mientras se seleccionen buenas variedades, el diseño sea razonable y se ahorren costos, la industria del cultivo de tejidos se desarrollará vigorosamente y tendrá amplias perspectivas.
2.1 La industria de las flores es la industria de la esperanza del siglo XXI y un símbolo importante del desarrollo social y económico y de la civilización. En la actualidad, la demanda china de flores está creciendo a un ritmo de 35 a 40 por año. En la producción de flores, la importancia de la calidad de las plántulas en el cultivo y la producción se ha vuelto cada vez más obvia, por lo que la producción industrial de plántulas de flores es el principal método de producción de plántulas de flores.
2.2 Producción de plántulas de hortalizas y patatas, lirios comestibles, ajos, etc., libres de virus. Es la principal hortaliza en la mesa de la gente, con gran consumo y superficie de siembra. También es la principal variedad de exportación de mi país para generar divisas. A medida que aumentan los años de siembra, estas variedades son susceptibles a la infección por virus y el rendimiento y la calidad disminuyen año tras año. El uso de cultivo de tejidos y tecnología de desintoxicación puede restaurar rápidamente las variedades y mejorar la productividad.
2.3 El ácido elágico contenido en las plántulas de fresas industrializadas de melón y cultivo de tejidos frutales tiene efectos anticancerígenos, y las fresas son fáciles de cultivar, tienen altos rendimientos y buenos beneficios económicos, por lo que se están desarrollando rápidamente en Jiangsu y Zhejiang. Sin embargo, las fresas son susceptibles a diversas enfermedades virales, lo que da como resultado frutos deformados y de mala calidad, y los rendimientos generalmente se reducen entre un 30 y un 80%. El tratamiento térmico de plántulas de fresa libres de virus combinado con el cultivo de meristemas puede aumentar el rendimiento en 1000 kg/667 m2 y la calidad también mejora considerablemente. La gente adora el melón por su pulpa tierna y crujiente, su rico aroma y su sabor dulce, y es muy rentable. Sin embargo, el cultivo a largo plazo provocará que la calidad se deteriore y se mezcle. Se pueden tomar brotes jóvenes de plantas sanas en el campo como explantes para producir plántulas excelentes con mejores características de producción que las plántulas con semillas. Aunque tienen las características de plántulas retrasadas durante mucho tiempo y un potencial de crecimiento débil en la etapa inicial, las plántulas con semillas después de un crecimiento retrasado son más lentas y pueden exceder las plántulas con semillas en la etapa posterior. El período de plántula es más corto, el período de floración y fructificación es avanzado. , la uniformidad mejora enormemente y el rendimiento de los melones mejora significativamente, las excelentes características de las plantas recolectadas se mantienen completamente sin degradación ni variación. Las uvas europeas y americanas son actualmente las variedades de uva más populares, con frutos grandes, alto dulzor, precios elevados y grandes beneficios económicos. Si se utilizan el cultivo de tejidos y la tecnología de propagación rápida para la producción a gran escala, habrá buenas perspectivas de desarrollo.
Aplicación del cultivo de tejidos vegetales en plantas hortícolas:
El uso de tecnología de desintoxicación en el cultivo de tejidos vegetales puede mejorar en gran medida el rendimiento y la calidad de las plantas hortícolas. Muchos cultivos están infectados por virus, lo que reduce el rendimiento y la calidad. Algunos cultivos generadores de exportaciones, como el ajo, la azucena y la menta, han perdido su ventaja competitiva en el comercio internacional. Al utilizar tecnología libre de virus, los rendimientos pueden aumentar considerablemente. El diámetro de la cabeza de ajo aumentó de 4,7 cm a 7,2 cm, un aumento de 2,5 cm, y el peso de la cabeza de ajo aumentó de 29,2 g/pieza a 75,8 g/pieza, con un aumento de peso promedio de casi 46 g/pieza. Después de la desintoxicación, el rendimiento de las fresas aumenta entre un 20 y un 30% y la calidad mejora. Las plántulas desintoxicadas crecen rápidamente, tienen tallos y hojas fuertes, son resistentes a las enfermedades, a las altas temperaturas, tienen una fuerte resistencia al frío y prolongan su vida útil. . Estados Unidos produce semillas de papa libres de virus in vitro, y 1b de semillas pueden reemplazar 1t de papas de siembra. Este esfuerzo genera 200 millones de dólares al año. En los últimos dos años, nuestro país ha producido y promovido papas libres de virus, solucionando el problema de la degradación de la papa. En las principales zonas de producción se han promovido 666.700 hm2 de patatas de siembra libres de virus, aumentando la producción entre un 30 y un 40% y aumentando los ingresos anuales en 250 millones de yuanes. Las patatas libres de virus se han utilizado ampliamente en Japón, Países Bajos, Vietnam y otros países. La superficie de plantación de fresas libre de virus en Japón alcanza los 113.300 hm2, lo que representa más del 80% del área total de producción. Si la producción aumenta entre un 15 y un 30%, el valor de la producción puede aumentar en 1.100 millones de yenes.
El cultivo de tejidos vegetales y la producción industrial se están desarrollando rápidamente. Debido al corto ciclo de reproducción y al alto coeficiente de reproducción, no está sujeto a restricciones estacionales y es conveniente para la producción industrial. A principios de la década de 1980, se formó una nueva industria en todo el mundo utilizando tecnología de cultivo celular y de tejidos vegetales, como la producción de plántulas in vitro de orquídeas en los Estados Unidos y la producción de plántulas in vitro de flores en los Países Bajos.
La mejora haploide consiste en inducir plantas haploides mediante el cultivo in vitro de anteras o polen, y luego duplicar sus cromosomas para obtener líneas puras. La aplicación de esta tecnología en el mejoramiento de cultivos puede acelerar la homocigosidad, reducir la selección falsa y acortar el ciclo de mejoramiento.
El cultivo de anteras se ha desarrollado rápidamente y ha logrado resultados notables desde que se obtuvieron las plantas en la década de 1960. En primer lugar, se obtuvieron más de 10 cultivos de trigo, maíz, caucho, cítricos y otros, y se desarrollaron más de 50 nuevas variedades de trigo, arroz y tabaco, incluidas las nuevas variedades de arroz Xinxin, Fengdan 1, Huayu 1 y Zhonghuanuo. Fue cultivado por el Instituto de Investigación de Cultivos Li Meifang de la Academia de Ciencias de China. Cultivado por la Academia de Ciencias Agrícolas de Beijing y la Academia de Ciencias Agrícolas de Jilin. Variedades de trigo Jinghua 1, Peihua L, Jinghua 3, etc. Ha sido ampliamente utilizado en la producción y se ha promocionado la variedad de trigo Jinghua 3 en una superficie de 60.000 hectáreas.
El mejoramiento de líneas endogámicas de maíz generalmente requiere autofecundación continua durante múltiples generaciones, lo que consume mucha mano de obra y recursos materiales. Las plantas haploides se cultivan a partir de anteras y luego se pueden obtener líneas endogámicas homocigotas mediante la duplicación de cromosomas. La Escuela Agrícola de Guangxi utilizó esta tecnología para criar la línea endogámica Hua 83-2 en 1983. Nuestro país ha obtenido más de 100 líneas puras de cultivares de aciano y ha preparado excelentes combinaciones para su producción.
Utilizando plantas haploides como materiales de mutagénesis, sin importar si la mutación es dominante o recesiva, podemos ver que una vez seleccionada una mutación excelente, se puede obtener una línea pura duplicando los cromosomas, lo que puede mejorar la inducción Cambia el efecto de la reproducción.
En la actualidad, la tecnología de cultivo de anteras se ha convertido en un medio eficaz para acelerar el proceso de reproducción y la gente está estudiando esta tecnología con más profundidad. Los experimentos de Wei Xiaoping demostraron que agregar CPPU durante la etapa de inducción del callo puede acelerar el tiempo de inducción del callo de las anteras del trigo y tiene un efecto de inducción significativo en materiales que son difíciles de cultivar. El callo inducido puede diferenciarse fácilmente en plántulas verdes. Los experimentos realizados por el Instituto de Investigación de Utilización de la Tierra Salina-Alcalina de Liaoning han demostrado que agregar una cantidad adecuada de paclobutrazol al medio de diferenciación MS de arroz puede mejorar la tasa de diferenciación de las plántulas verdes y la calidad de las plántulas. Wang Pei y otros descubrieron que el período de duplicación de los cromosomas afecta la tasa de formación de semillas de las plantas de polen de trigo de invierno.
Cruce a distancia Los progenitores de cruces a distancia tienen diferencias significativas en las características genéticas, lo que a menudo conduce a incompatibilidad híbrida o desarrollo incompleto de los embriones híbridos y muerte a medio camino. La incompatibilidad híbrida a distancia puede superarse mediante el cultivo in vitro de ovarios y embriones y la fertilización in vitro. Si los embriones se extraen en la etapa adecuada de desarrollo del embrión híbrido y se cultivan in vitro, es posible obtener plántulas híbridas y obtener descendencia híbrida lejana. Actualmente, se han cultivado y utilizado con éxito más de 100 especies de plantas en el mejoramiento o la producción de cultivos. Por ejemplo, Bailan, un híbrido de col china y repollo criado en Japón, tiene las ventajas de ambos padres. La Academia China de Ciencias Agrícolas utilizó un método similar para obtener plantas híbridas de trigo y maíz. Fang Zhiyuan, Instituto de Hortalizas y Flores, Academia China de Ciencias Agrícolas, etc. Los materiales de rábano y repollo de 1.ª y 1.ª, 2.ª, 3.ª y 4.ª generación se obtuvieron mediante cultivo de embriones inmaduros. La Academia de Agricultura y Silvicultura de Beijing utilizó tecnología de cultivo de embriones para cultivar el melocotón número 3 de maduración temprana, que madura aproximadamente medio mes antes que sus padres. El cultivo de tejidos se utiliza para crear nuevos recursos de germoplasma mediante hibridación a distancia. Es mejor en trigo y hortalizas, pero menos en arroz y debería reforzarse.
Sistema de detección de mutaciones clonales Las células sufrirán varias mutaciones antes de que se puedan detectar mutaciones clonales excelentes en cultivos in vitro e in vitro y se puedan cultivar nuevas variedades. Si hay una mutación en una determinada parte de las células del tejido vegetal, esta parte se puede aislar y cultivar in vitro para obtener plantas regeneradas, que luego se pueden cultivar en variedades. La aplicación de cierta presión de selección en el medio de cultivo para seleccionar nuevas variedades cultivadas mediante variación clonal ha tenido éxito en muchos cultivos, y esta tecnología es particularmente adecuada para el mejoramiento genético de resistencia. El Departamento de Biología de la Universidad Normal de Hebei utilizó embriones de trigo maduros para inducir callos, luego los transfirió a un medio que contenía 0,5 cloruro de sodio para la evaluación de la tolerancia a la sal y luego los transfirió a un medio de diferenciación de sal para obtener el mutante de trigo RS8901-tolerante a la sal. 17. . Después de su identificación, ha sido calificado como de primer nivel de tolerancia a la sal durante tres años consecutivos, con crecimiento corto y alto rendimiento. El Instituto de Energía Atómica de la Academia de Ciencias Agrícolas de Shandong utilizó rayos gamma para irradiar embriones de trigo jóvenes para el cultivo de callos in vitro y generó una nueva variedad clonal somática con alto rendimiento y calidad, Hesheng No. 2. En comparación con la mutación convencional, la mutación clonal a nivel individual tiene las ventajas de una alta frecuencia de mutación, una estabilidad rápida, un funcionamiento interior controlable, un ahorro de mano de obra, recursos materiales y financieros y una mejora de la eficiencia de selección.
El cultivo de tejidos es adecuado para el cultivo y la rápida propagación de plántulas libres de virus.
Las plantas libres de virus se obtienen mediante cultivo de tejidos en el punto de crecimiento de las plantas, fueron cultivadas y puestas en producción. En el extranjero en la década de 1950. Nuestro país comenzó a experimentar en esta área en la década de 1970. La superficie de cultivo de plántulas de papa libres de virus ha representado una décima parte de la superficie total del país. En la actualidad, para mejorar el efecto libre de virus y reducir los costos, la gente está explorando tecnologías de desintoxicación y tecnologías de propagación de plántulas más efectivas.
La rápida propagación de cultivos comerciales y plantas ornamentales se está volviendo cada vez más popular. Muchas flores preciosas fracasan debido al aborto de semillas y la tasa de supervivencia de los esquejes es baja, lo que dificulta su propagación. La aplicación del cultivo de tejidos puede permitir una reproducción rápida y una producción en masa, mejorar los beneficios económicos y preservar variedades excelentes. Se han establecido docenas de fábricas de propagación rápida de orquídeas en los Estados Unidos, Singapur y Tailandia, y el área de plantación de plántulas in vitro de fresas en Japón ha superado los 11.000 hm2. Según las estadísticas de 1990, en mi país hay 443 especies de plantas de rápida propagación, y más de 1.000 instituciones han adoptado tecnología de rápida propagación para la producción industrial a gran escala de productos básicos, entre ellos rosas, crisantemos, violetas africanas, mariposas, etc.
El cultivo de tejidos se utiliza para preservar los recursos de germoplasma y establecer bancos de genes.
La preservación de los seres vivos ha atraído el interés de muchos investigadores, incluida la preservación de procariotas, plantas y materiales animales. El propósito de la conservación del germoplasma es asegurar que el germoplasma útil siga siendo viable en todo momento. El cultivo de tejidos puede preservar de forma segura células vegetales, callos o tejido meristemático, y el proceso de regeneración aún puede ocurrir de manera estable después de varios años de almacenamiento. La preservación de los cultivos, especialmente los tropicales, mediante la propagación vegetativa se ha convertido en una necesidad urgente. Además, debido a la destrucción natural y provocada por el hombre, muchas cepas que tienen o pueden tener valor genético y pueden convertirse en bancos de genes están desapareciendo, y normalmente es necesario preservar las variedades de cultivos, las cepas parentales y las cepas mutantes. El cultivo de tejidos es superior a la propagación en el campo en términos de crecimiento de las plantas y preservación del genotipo, ahorrando tierra, mano de obra y energía. Los materiales de cultivo de tejidos son de tamaño pequeño y favorecen el almacenamiento a largo plazo a temperaturas bajas o ultrabajas para que las células puedan sobrevivir a la congelación y descongelación. La preservación de los recursos de germoplasma y el establecimiento de bancos de genes son muy importantes en el trabajo de mejoramiento.