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植物生物技术论文参考文献

发布时间:2024-07-03 05:18:46

植物生物技术论文参考文献

中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京: 科学出版社, 1993: 18.[序号]作者.书名[M].出版地:出版社,出版年份:起止页码.

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。 .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)

找到一篇类似的,但愿对你有用!:)《现代花卉栽培新技术应用》摘要:随着小康社会建设和社会全面进步,对美的享受日益突出。在人与环境和谐发展过程中,美化环境,发展小城镇,建设新农村,丰富人民生活,提高生活质量,增加花卉色彩,推进花卉产业化进程,调整产业结构,促进农牧业增效、农牧民增收,乃是新时期、新阶段我区农牧业发展的必然趋势。本文通过西藏花卉引种与高效种养新技术研究与示范,总结出西藏花卉引种与高效种养新技术,供参考与应用。关键词:现代花卉栽培新技术应用中图分类号:$68花卉是色彩的来源,也是季节变化的标志;是一种有生机的艺术品,也是科技进步与创新的结晶;是园艺绿化、环境美化的活材料,也是用来点缀居室、居民区、旅游景点、会场布展等公共场所的素材;是提升西藏产业结构、带动农牧民增收的新兴产业,也是高原生态环境保护与建设内容的重要组成部分。1 现代育苗技术1.1 智能温室育苗利用智能温室的现代化设施设备,通过对温、湿、光及c02的自动调控,创造适宜的小气候环境。用穴盘播种,营养钵扦插,机械化嫁接等育苗手段,不仅能满足花卉幼苗对温、湿、光及COz的生理需求,提高育苗的机械化程度,而且具有省工、省料、繁殖周期短、成活率高等特点。智能温室育苗其主要优点:一是能创造适宜的土壤湿度、空气湿度和良好的温光条件;二是能加快分株、扦插、嫁接后幼苗的伤口愈合;三是一年四季均可育苗、不受季节限制、苗床周转快、生产效率高。据西藏现代农业示范园区近两年试验与生产示范,采用连栋智能温室育苗,比常规育苗节省工料8=5%左右,成本降低40~60%,种苗成活率可达90—95%,而且幼苗株型整齐健壮,叶片肥厚,根系发达,种苗商品率可达到95以上。1.2 电热温床育苗电热温床育苗是冬春季快速育苗的方法之一。其主要目的是增加苗床培养土温度。利用自动控制仪调节温度,可为种子萌发或扦插条生根提供最适宜的土壤温度条件。西藏自治区农牧科学院蔬菜研究所(原七一农场)1986年应用电热温床扦插繁殖月季,其结果表现发芽生根快、成活率高。采用电热温床加小拱棚遮萌育苗,床温比一股室温高2~3~C以上。不仅发芽快,成活率高,幼苗的根系生长迅速,地上部分生长缓慢而充实,而且可培育苗壮。同时,扦插繁殖时能加速插条伤口愈合、促进生根。电热温床育苗靠自动控温仪调节苗床温度,操作简便,设备可连续使用多年。2 组培快繁技术2.1组织培养组织培养就是应用无菌操作技术,培养植物的离体器官、组织或细胞。使其在人工控制的条件下进行生长和发育的技术,又叫无菌培养或离体组织培养。组培快繁技术繁殖快、用材少、遗传性状稳定;而且能解决花卉在无性繁殖过程中易产生的病毒危害,可大幅度提高种苗质量和商品率。通过分离茎尖、芽尖、根尖、胚芽、叶片、鳞片、花粉等,接种在三角瓶等人工配置的培养基上进行培养,利用植物细胞的再生能力,在适宜无菌的条件下,长出不定芽或不定根,使之形成一株新的完整植株。组织培养是进行植物快繁和保存种质材料遗传性状以及对花卉种苗进行脱毒的一项现代繁殖技术;也是研究植物细胞、组织的生长、分化和植物体器官形成规律的重要科学手段。我区组培快繁研究起步较晚,但近年来发展较快·,已用组培快繁技术先后培育出兰花、菊花、香石竹、君子兰、大花萱草、非洲紫罗兰、百合、月季、一品红、唐菖蒲、草红花、风信子、水仙、仙客来、非洲菊、卓玛花等优良花卉。2004—2005年,西藏自治区农牧科学院园区办与自治区生物研究所组培室合作,组培一品红、香石竹、非洲菊、蝴蝶兰、满天星、长寿菊、八仙花、洋桔梗、草红花等1O多种花卉试管苗成功,为西藏花卉商品化生产基地建设奠定了良好的基础。其常用花卉诱导分化培养基选用详见表1。表l 几中花卉诱导分化培养基参考表2.2 组培快繁的优点2.2.1 能保持原有品种同有的遗传性状和特性。2.2.2 节约繁殖材料。采集一小部分分离组织就能繁殖出大量花苗。2.2.3 繁殖速度快。用“一品红、蝴蝶兰”等分离组织作培养材料,在适宜条件下经过离体培养,接种后15— 3O天开始组织分化,一年内可繁殖大量的优质种苗。2.2.4 节省土地。组培快繁技术是在室内将分离组织置三角瓶或试管内进行培养的,可以充分利用空间。一般30m2的培养室就能摆放上万三角瓶,可繁殖大量优质花卉种苗。2.2.5 去病毒。目前许多花卉病毒较为严重,直接影响观赏价值;组培可进行苗木脱毒,使之成为无毒苗。2.2.6 复壮品种。对于长期使用无性繁殖,并开始退化的花卉品种,采用组培快繁,可使个体遗传性状得以恢复。3 花卉生长激素应用花卉生长调节剂,是指能调控花卉生长,开花、休眠、萌芽等过程中人工合成植物激素的总称。这类人工合成激素在植物体内对植物生理功能和形态变化起着重要作用。3.1 常用花卉生长调节剂3.1.1 植物生长素,主要有吲哚乙酸(姒),吲哚丁酸(IBA),萘乙酸(NAA)等。植物生长素主要具有促进细胞分裂,促进生根等作用。萘乙酸是一种具有多种用途的生长调节剂,能促进苗术生长和开花,促进插条发根,并可防治落花落果。西藏现代农业示范园区2004年试验示范,温室扦插“一品红”用500t,e,/g浓度萘乙酸(NAA)快速浸蘸,对促进生根、提高扦插成活率起到了明显的作用。3.1.2 生长延缓剂和抑制剂,主要有比久(B9)、多效唑(PP333)和矮壮素(ccc)等,具有延缓或抑制植株或枝条生长等作用。比久是一种具有多种用途的生长延缓剂,可作矮化剂、座果剂、生根剂和保鲜剂使用。应用在花卉上,可使花卉矮化粗壮;同时具有防止落花,促进座果,诱发不定根形成,提高抗寒力等作用。西藏现代农业示范园区花卉生产应用5%多效唑(PP333)可湿性粉剂喷施,对防止茶用花卉,特别是“金桔”落花、促进座果,诱发不定根形成,提高冬季抗寒力起到了显著效果。矮壮素具有抑制植物营养生长,促进生殖生长的作用。喷施矮壮素,可使花节间缩短,植株矮化,茎秆变粗,叶片增厚,叶色亮丽。并有增强植物抗旱、抗寒等作用,因此常用于菊花、大丽花、杜鹃、牡丹以及盆栽葡萄等花卉的矮化处理。3.1.3 生根粉(ABT)。ABT是一种高效、广谱性的生根促进剂,西藏6~7月份园林绿化应用较广。一般海棠砧木嫁接扦插育苗成活率可达80~90%。“1号生根粉”主要用于玖瑰、米兰、海棠、佛手、罗汉松、雪松、银杏等;“2号生根粉”主要用于月季、茶花、桅子、杜鹃、菊花、蔷薇、倒挂金钟、石榴、小叶黄杨等;“3号生根粉”用于苗木移栽时根系恢复,提高成活率。3.1.4 三十烷醇。三十烷醇是一种具有多种用途的生长调节剂,不仅具有提高种子发芽率和促进插条生根以及促进花芽分化,多开花,多结果的作用,而且还可以增加叶绿素含量,使叶色加深并能使叶片增大。西藏现代农业示范园区引进名贵花卉后,应用0.5/_tg/g浓度三十烷醇喷施,不仅能促进花卉花芽分化、多开花、多结果,而且明显增加了叶绿素含量,使叶色加深和叶片增大。3.2 植物生长调节剂在花卉上应用的效果3.2.1 促进插条生根,有利快速繁殖。萘乙酸、吲哚丁酸等生长素,配成适当的浓度,应用在一些不易发根的花木上,有较明显的促进根系生长的作用。春季温室扦插葡萄条,将插条基部放入1000btg/g萘乙酸溶液中浸泡3~5小时,取出立即扦插。扦插后50天调查,发根率比对照高出约l倍。又如将桂花嫩枝的插条浸入浓度为500/_tg/g的吲哚丁酸溶液中,5分钟取出,凉干后扦插,可提前发根。再如玉兰,再生能力差,扦插生根困难,剪取嫩枝放入2oot,e,/g萘乙酸溶液中浸泡24小时再扦插,可促进生根成活。实践证明,茉莉、米兰、含笑、橡皮树、五色梅、罗汉松、天竺葵、四季秋海棠、香石竹等多种花木,应用生长素调节后,对促进生根均有良好效果。3.2.2 促进植株矮壮,提高观赏价值。应用矮壮素12“比久”处理花卉,能有效地使植株矮化,促进分枝及花芽分化。例如天竺葵定植时土壤中拌入500t-tg/g的矮壮素,植株高度可降低10cm左右,并能提前1~2周开花。大丽花、菊花等用“比久”处理,矮化作用十分明显。据西藏现代农业示范园区试验示范,矮壮素“比久”对一品红、山茶、八仙花、杜鹃、火棘、五色梅、百合、仙来客、香石竹、翠菊、彩叶草、鸡冠花、紫罗兰、矮牵牛、万寿菊、百日草等花木均有明显矮化作用。“多效唑”对一些花卉植株的矮化作用也十分显著,如盆栽秋菊,在其生长中期(约于8月中下旬),用浓度20ug/g的“多效唑”溶液喷洒,每隔l0~l5天喷1次,共喷两次,可使植株变矮,节间缩短,叶色变绿,茎秆变硬,此时辅之以摘心和适当施肥,即可使花型增大,花期延长,花朵艳丽。3.2.3 延长切花寿命。西藏海拔高,空气干燥,使鲜切花花期受到一定影响。插花时高原人民都希望让鲜花能多开几天,应用一些生长延缓剂,即可抑制花卉的呼吸作用,从而达到延长花期的目的。例如将香石竹花枝基部用矮化素浸泡一夜,即可延长花期2~3天。矮化素的使用浓度,夏季为50/_tg/g,冬季为l0~ 25t-tg/g。3.2.4 防止落花落果。喷洒“比久”、“萘乙酸”具有防止落花落果作用。如观叶花卉用50/J.g/g“萘乙酸”溶液喷洒,即可防止落花。又如盆栽金桔,在座果前用500/_tg/g浓度的“萘乙酸”(N从)溶液喷洒,即可抑制花芽分化,防止落果。4 BGA土壤激活剂的应用BGA土壤激活剂不同于现有化学肥料、微生物肥料、有机肥料、复合肥料、保水剂、生根粉等产品。它集保水、放水、催芽、改良士壤、供给利激活营养等多种功能于一身,除可用于正常条件下花卉种养获得养分外,最突出特点在于花卉在难以种养的恶劣条件下(如高寒、干旱、风沙、瘠薄等),能使花卉正常生长。2OO4年,西藏现代农业示范园区应用1:20 BGA激活剂与河砂混合基质盆栽小本花卉,效果十分良好,拉萨家庭盆栽君子兰应用BGA激活剂培养土后,春季间隔30~40天浇水,亦可正常开花,而且表现花朵大、花期长等特点。应用1:15 BGA激活剂与河砂混合基质营养液喷灌技术,进行无土草坪示范,在水泥地平面,铺5crn厚度的基质,草坪从播种到形成商品仅6o天。5 介质应用5.1 栽培介质近年来,花卉栽培所用的介质,逐渐移向使用全部无土或少土的介质。这是因为无土介质大都属于园艺无毒类型,不需消毒程序,重量轻,质量均衡,价格便宜,易于操作及标准化,但介质多数不含或少含养分,栽培上应及时施用营养液。5.1.1 树皮。西藏藏东南地区松树皮和硬木树皮,具有良好的物理性质,能够部分代替泥炭作为盆栽介质。新鲜树皮的主要问题是碳氮比较高,有些树皮如察隅油桐树皮等含有对植物有害的成分,应该通过高温堆腐或淋洗降解毒性。树皮首先要粉碎,粒子直径可以大到10mm,一般的直径为1.5~6mm。对粒子的大小进行筛选,细小的粒子可作为田问土壤改良剂,粗的粒子可作为盆栽介质。木树皮作为盆栽介质,能抑制植物寄生线虫和土壤病原菌的发生。5.1.2 锯末。西藏藏东南林区木材加上后生产的锯末和树皮有类似的性质,但较易分解沉积,而过于致密则不易干燥,影响透水透气。5.1.3 草炭。又称泥炭,泥炭是古代湖沼地带的植物被埋藏地下,在渍水和缺氧的条件下不能完全分解的特殊有机物。西藏羊八井地带天然草炭资源十分丰富,为花卉产业发展提供充足的介质资源。5.1.4 珍珠岩。珍珠岩是天然的铝硅化合物,即粉碎的岩浆岩加热剑1000℃以上而形成的膨胀材料,具封闭的多孔性结构。珍珠岩较轻,通气良好,无营养成分,质地均一,不分解,阳离子代换量较低,PH7.0~7.5。珍珠岩含有钠、铝和少量的可溶性氟,氟能伤害某些植物,特别是在较低PH时用珍珠岩作繁殖介质表现明显。在使用前经过2~3次淋洗,能使可溶性氟淋火。珍珠岩较轻,容易浮在混合介质的表面。5.1.5 蛭石。蛭石是硅酸盐材料在800~l100℃下加热形成的云母状物质。在加热中,水分迅速失去。矿物膨胀后相当于原来体积的20倍,其结果是增加了通气孔隙和持水能力。蛭石呈中性至微碱性,每立方米蛭石能吸收500~650升的水,蒸汽消毒后能释放出适量的钾、钙、镁。蛭石长期栽培植物后,容易致密,使通气和排水性能变筹,因此最好不做长期盆栽植物的介质。5.1.6 河砂。河砂通常作为盆栽混合介质的组成部分。砂粒以0.2~0.5mm之间为好。河砂的容重较大,河砂的持水量和阳离子代换量较小。近几年,西藏现代农业示范园区用l:20的BGA激活剂与河沙混合基质盆载葡萄等观果花卉、花苗生长健壮,取得了良好的结果。5.2 栽培介质的配制通常盆栽介质是由两种以上的介质按一定比例配合而成的。配合起米的介质在理化性状上比单一介质要好。花卉因种类、介质材料和栽培管理不同,使用介质配方亦不同,但其总的趋向是要降低介质的容重。增加总孔隙度和增加空气和水分的含量。介质配制比例见表2。表2 介质配方比侧参考表5.3 培养土和栽培介质消毒为保证花卉茁壮生长,对培养土和栽培介质消毒是极重要的措施之一。除了已经消毒的袋装介质之外,即使是一般属于同艺无毒的介质,也应在配制后进进消毒,存储使用。多数病原微生物在60℃时经30分钟蒸汽加热后即可死亡。锰、铅、锌等重金属经高温处理后可溶性增加,过多的锰会造成植物毒害,使植物生育迟缓,叶色变褐以至枯死。用氯化苦药消毒,将培养土一层一层地倒人箱中,每10cm厚为l层,每层均匀撒布氯化苦25rnl。然后盖好密闭,待氯化苦全部散发后,即可使用。西藏种养花卉多为温室栽培,定植前,将温室中午密闭3~4小时闷棚,亦可达到营养土消毒效果。

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药物生物技术论文参考文献

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植物组织培养技术论文参考文献

DOAJ (Directory of Open Access Journals) (免费期刊)全文数据库(电子期刊) (BioMed Centeral)(提供120余种生物医学期刊免费全文)(检索需注册登录) Centeral)(美国NCBI建立的数字化生命科学期刊文献集,现提供50余种生物医学期刊免费全文)

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。 .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)

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 (单位下同)+ TDZ ;MS + 6-BA + TDZ + NAA 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 + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达;适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ,生根率达,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: 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( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; 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 ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA 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 +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to 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): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 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。 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(升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 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。 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 。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 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。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 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,~μmol/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,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,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/ 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(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 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。 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()的分化促进作用较高浓度()的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。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。 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 + NAA 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 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 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 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +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<=,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 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++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,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 + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA + TDZ NAA 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 + NAA 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. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

文章标题:论植物组织培养褐变产生的因素及对策摘要:本文针对植物组织培养中常见的褐变现象,详细地分析了其产生的机理及影响因素,并提出了相应的对策,为科研和生产提供了一定的理论和实践依据。关键词:植物组织培养,褐变,对策目前,在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。1褐变产生的影响因素影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。2褐变产生的机理非酶促褐变非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。酶促褐变目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。3防止外植体产生褐变的对策从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。适当外植体的选择取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。对外植体的处理通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。适宜的培养基培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1mg/LBA 时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA 1mg/L2,4-D时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。培养基的硬度在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。培养基的pH值在水稻体细胞培养中,pH值为时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为)不利于褐变过程的发生[10]。培养条件如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。添加褐变抑制剂和吸附剂褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2 结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。进行细胞筛选和多次转移在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。参考文献:[1]徐振彪等.植物组织培养过程中的褐化现象.国外农学——杂粮作物,1997(1):55~56.[2]符近.三种不同类型种子休眠萌发及马占相思种子老化过程的研究.北京农业大学硕士研究生论文,1996.[3]傅作申,玉米耐NaCl幼胚愈伤组织的筛选及特性分析,长春农牧大学硕士论文,1996.[4]颜昌敏编著,植物组织培养手册,上海科学技术出版社,1990.[5]王异星.荔枝细胞培养的初步研究.暨南大学学报,1997,18(5):84~85.[6]何琼英等.抗坏血酸预处理阻止香蕉吸芽外植体褐变的研究初报.华南农业大学学报,1995,16(3):79~82.[7]张妙霞.柿树组织培养防止外植体褐变的研究.河南农业大学学报,1999,33(1):87~91.[8]金坚敏.水稻幼穗和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992,9(2):53~54.[9]金坚敏.水稻幼稿和成熟种子诱导胚状体时的有关因子探讨.植物学通报,1992.[10]王东霞等,如何对抗植物组织中的组织褐变,中国花卉盆景,2002,12:29~30.[11]姚洪军,罗晓芳,田砚亭.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78~83.[12]蔡金星等.不同品种梨多酚氧化酶特性及其抑制剂的研究.河北农业技术师范学院学报,1999,13(1):55~57.[13]陈学森,张艳敏等,植酸在银杏组织培养中应用的研究.天然产物研究与开发,1997,9(2):24~27.[14]刘用生.植物组织培养中活性炭的使用.植物生理学通讯,1994,30(3):214.[15]姚洪军等.植物组织培养外植体褐变的研究进展.北京林业大学学报,1999,21(3):78~84.《论植物组织培养褐变产生的因素及对策》来源于文秘114网,欢迎阅读论植物组织培养褐变产生的因素及对策。---------------------------- 植物组织培养 植物组织培养即植物无菌培养技术,是根据植物细胞具有全能性的理论,利用植物体离体的器官、组织或细胞,如根、茎、叶、花、果实、种子、胚、胚珠、子房、花药、花粉以及贮藏器官的薄壁组织、维管束组织等,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等条件下,能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根,最后形成完整的植株。至今,世界各国在无性系繁殖、花卉育种、植株脱病毒和种质保存等方面,广泛应用组织培养技术。 (一)组织培养技求的应用 1.无性系繁殖无性系繁殖是植物组织培养应用的主流之一,用植物组织培养进行无性繁殖的优点是,用材少,速度快,不受气候、季节、基质等自然条件的影响,比传统的常规繁殖方法要快得多,人们又叫它'快速繁殖'或'微型繁殖'。其常见繁殖方式有短枝扦插、芽增殖、原球茎、器官分化和胚状体发生。其中芽增殖在盆栽花卉繁殖中应用最为普遍,如草本植物四季秋海棠、鸡冠花、万寿菊、长春花,观叶植物蟆叶秋海棠、网纹草、花叶芋、天鹅绒竹芋,木本植物三角花、比利时杜鹃、月季、八仙花等,在生产实践中,均已取得较好的经济效益。原球茎培养在大花蕙兰、蝴蝶兰、美丽兜兰、石斛、春兰等兰科植物和肾蕨、凤尾蕨、鹿角蕨等观赏蕨的规模性生产中得到广泛应用。胚状体培养,据报道目前已在30个科150种植物上观察到它们的愈伤组织可以分化出胚状体,而盆栽花卉中的花叶芋、山茶花都是成功的范例。器官分化主要是从外植体直接产生不定芽或不定根,一般不通过从愈伤组织进行器官分化形成植株,因为其性状有可能发生变化或经过多次继代培养后,会丧失再生植株的能力。 2.花卉育种当今盆栽花卉育种中,也广泛应用组培技术。 胚培养:在花卉种间杂交或远缘杂交中,有时虽然能正常受精,但胚往往发育不完全或胚与胚乳间不亲和,不能得到种子,可采用胚的早期离体培养促使胚正常发育,培养出杂交后代。如山茶花、百合和鸢尾杂交中均采用幼胚培养,成功地收到了杂交种子。同时,在杂交中受精困难,也可把未受精的胚珠分离出来,在试管内用花粉受精来解决,这在草本花卉花菱草中已取得成功。 单倍体育种:利用花药培养诱导花粉形成单倍体,在试管培养中通过秋水仙素处理,使染色体加倍,而成为纯合二倍体植物,从而缩短新品种育种的时间,还有利于突变中隐性突变的分离。这在花卉的株型、花色、花型的大小或重瓣,叶型、叶色等产生变异,往往有直接利用价值。这在矮牵牛的育种中已应用。 体细胞杂交和植物基因工程:利用原生质体遗传操作技术,可以从原来不大可能进行杂交的不同属植物间获得体细胞杂种或核质杂种。可以通过摄取外源目的基因,定向改造植物的某些重要性状。 3.植株脱病毒用无性繁殖方法来繁衍的花卉种类如菊花、香石竹、郁金香、百合、白鹤芋等,不能通过种子途径去除病毒,用化学方法防治和高温处理往往成效不稳定。作为组织培养的无性繁殖材料,最好是去病毒组织,否则易导致病毒积累,危害加重。而植物的茎尖部分无维管束,病毒难以侵入。所以,茎尖培养是获得无病毒植株的最好途径。至今,茎尖培养脱毒法已在菊花、百合、香石竹、郁金香等盆栽花卉上推广使用。 4.种质保存用无性繁殖的植物,因没有种子,只能在植物园内长期栽培保存,耗费大量的土地和劳力。种质材料还易受自然环境的变化和病虫危害而流失。若用组织培养方法,保存愈伤组织、胚状体、茎尖等组织,可节省大量人力和物力。 (二)组织培养的几个步骤 1.材料的选用一般用于组织培养的材料称为外植体。常分为两类。一类是带芽的外植体,如茎尖、侧芽、鳞芽、原球茎等,组织培养过程中可直接诱导丛生芽的产生。其获得再生植株的成功率较高,变异性也较小,易保持材料的优良性状。另一类主要是根、茎、叶等营养器官和花药、花瓣、花轴、花萼、胚珠、果实等生殖器官。这一类外植体需要一个脱分化过程,经过愈伤组织阶段,再分化出芽或产生胚状体,然后形成再生植株。 外植体的取用与组织部位、植株年龄、取材季节以及植株的生理状态、质量,都对培养时器官的分化有一定影响。一般阶段发育年幼的实生苗比发育年龄老的栽培品种容易分化,顶芽比腋芽容易分化,萌动的芽比休眠芽容易分化。在组织培养中,最常用的外植体是茎尖,通常切块在0.5厘米左右,太小产生愈伤组织的能力差,太大则在培养瓶中占据空间太多。培养脱毒种苗,常用茎尖分生组织部,长度为0.1毫米以下。 2.外植体的消毒植物组培能否取得成功的重要因素之一,就是保证培养物在无菌条件下安全生长。为此,必须抓好外植体的消毒和实行无菌操作。 由于培养的植物材料大都采集于田间栽培植株,材料上常附有各种微生物,一旦被带入培养基,即会迅速繁殖滋长,造成污染,培养失败。所以培养前必须对外植体进行严格的消毒处理,消毒的尺度为既能全都杀灭外植体上附带的微生物,但又不伤害材料的生活力。因此,必须正确选择消毒剂和使用的浓度、处理时间及程序。目前,常用的消毒剂有次氯酸钙、氯化汞、次氯酸钠、双氧水、酒精(70%)等。具体消毒方法如下: (1)茎尖、茎、叶片的消毒消毒前先用清水漂洗干净或用软毛刷将尘埃刷除,茸毛较多的用皂液洗涤,然后再用清水洗去皂液,洗后用吸水纸吸干表面水分,用70%酒精浸数秒钟,取出后及时用10%次氯酸钙饱和上清液浸泡10~20分钟。或用2%~10%次氯酸钠溶液浸泡6~15分钟。消毒后用无菌水冲洗3次,用无菌纱布或无菌纸吸干接种。 (2)根、块茎、鳞茎的消毒这类材料大都生长在土中,常带有泥土,挖取时易遭损伤。消毒前必须先用净水清洗干净,在凹凸不平处以及鳞片缝隙处,均用毛笔或软刷将污物清除干净,用吸水纸吸干后,在70%酒精中浸一下,然后用6%~10%次氯酸钠溶液浸5~15分钟,或用0.1%~0.2%氯化汞消毒5~10分钟,最后用无菌水清洗3~4次,用无菌纱布或无菌纸吸干后接种。 (3)果实、种子的消毒这类材料有的表皮上具有茸毛或蜡质,消毒前先用70%酒精浸泡几秒钟或2~10分钟,然后用饱和漂白粉上清液消毒10~30分钟或2%次氯酸钠溶液浸10~20分钟,消毒后去除果皮,取出内部组织或种子接种。直接用种子或果实消毒,经消毒后的材料均须用无菌水多次冲洗后接种。 (4)花药、花粉的消毒植物的花药外面常被花瓣、花萼包裹着,一般处于无菌状态,只需采用表面消毒即可接种。通常先用70%酒精棉球擦拭花蕾或叶鞘,然后将花蕾剥出,在饱和漂白粉上清液中浸泡10~15分钟,用无菌水冲洗2~3次,吸干后即可接种。 3.组织培养的条件接种后的培养容器置放培养室,室温应控制在23~26℃,每天12~16小时光照,光照度为1000~3000勒克斯。 4.外植体的增殖接种后的外植体要分化出丛状芽、愈伤组织或胚状体,必须对培养基及激素的种类和浓度进行严格的设计和筛选。常用的基本培养基为MS培养基,激素的种类和浓度对外植体的分化和增殖起到重要的作用。也就是说不同的花卉种类对激素的种类和浓度是有差别的(表4--3)。 5.诱导生根继代培养形成的不定芽和侧芽等一般没有根,要促使试管苗生根,必须转移到生根培养基上,生根培养基一般应用1/2MS培养基,因为降低无机盐浓度有利于根的分化。同时,不同盆栽花卉诱导生根时所需要的生长素的种类和浓度是不同的(表4-4)。一般常用吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA)三种。一般在生根培养基中培养1个月左右即可获得健壮根系。 6.组培苗的移栽生根或形成根原基的试管苗从无菌,温、光、湿度稳定环境中进入到自然环境中,从异养过渡到自养过程,必须经过一个炼苗过程。首先打开试管瓶塞放阳光充足处让其锻炼1~2天,然后取出幼苗用温水将琼脂冲洗掉,移栽到泥炭、珍珠岩、蛭石、砻糠灰等组成的基质中,基质使用前需高温消毒,移栽后要适当遮荫,可用塑料薄膜覆盖,保持较高空气湿度,温度维持在25℃左右,勿使阳光直晒,7~10天后要注意通风和补充浇水,约20~40天,新梢开始生长后,小苗可转入正常管理。

论文微生物技术参考文献

微生物冶金技术及其应用 摘要:综述微生物冶金技术及冶金过程的机理,并介绍了该技术的历史沿革和发展现状。 关键词:微生物;冶金;机理;应用 0 引言 随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量 与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更 高的要求。微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程 技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺, 其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点,在矿 物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景,并取得 了较好的经济效益。 1 微生物冶金技术[1] 按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分 为:生物浸出、生物氧化、生物分解。 1·1 生物浸出 硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化, 使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的 氧化过程。其浸出机理是: ———直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直 接氧化分解的作用。可用反应方程式表示为: 2MS+O2+4H+细菌参与2M2++2S0+2H2O 式中M———Zn、Pb、Co、Ni等金属。 ———间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化,可 用以下反应式表示: MS+2Fe3+M2++2Fe2++S0 所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+: 4Fe2++O2+H+细菌参与4Fe3++2H2 ———原电池效应。两种或两种以上的固相相互接触并同 时浸没在电解质溶液中时各自有其电位,组成了原电池,发 生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。例如, 对于由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成的矿物体系,在浸出过 程中静电位高的矿物充当阴极,低的矿物则充当阳极: 阳极反应: ZnS Zn2++S0+2e CuFeS2Cu2++ Fe2++2S0+4e 阴极反应: O2+4H++4e 2H2O 原电池的形成会加速阳极矿物的氧化,同时细菌的存 在会强化原电池效应。 1·2 生物氧化 对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹 于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物 中,应用传统的方法难以提取,很不经济。应用生物技术 可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在 其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而 使金易于提取。在溶液pH值2~6范围内,细菌对载体矿 物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示: 4FeAsS+12·75O2+6·5H2O 3Fe3++Fe2++ 2H3AsO4+2H2AsO-4+H2SO4+3SO2-4+H++4e 生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点, 在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较 好的经济效益。 1·3 生物分解[2] 铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷 酸盐矿物。例如: Bacillus mucilaginous分泌出的多糖可和 铝土矿中的硅酸盐、铁、钙氧化物作用,应用Aspergillus niger、Bacillus circulans、Bacillus polymyxa和 Pseudomonus aeroginosa可从低品位铝土矿中选择性浸出 铁和钙。微生物分解碳酸盐矿物可用如下反应过程表示: 微生物代谢产生的酸使碳酸盐分解: CaCO3+H+Ca2++HCO-3 呼吸产生的CO2溶解产生H2CO3,从而加速碳酸盐的 分解: CaCO3+H2CO3Ca2++2HCO-3 2 生物冶金技术应用现状 2·1 微生物冶金技术的历史沿革[1,3] 1687年,在瑞典中部的Falun矿,人们使用微生物技 术已经至少浸出了2 000 000吨铜,但当时人们对其反应机 理并不清楚,细菌浸矿技术的发展十分缓慢。直到1947 年, Colmer与Hinkel首次从酸性矿坑水中分离出一种可以 将Fe2+氧化为Fe3+的细菌即氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)[3]。1954年, L·C·Bryner和J·V·Beck等人 开始利用该菌种进行硫化铜矿石的实验室浸出试验研究, 并发现该细菌对硫化矿具有明显的氧化作用。1955年10 月24日S·R·Zimmerley, D·Gwilson与J·D·Prater首次申 请了生物堆浸的专利并委托给美国Kennecott铜矿公司, 开始了生物湿法冶金的现代工业应用。 2·2 微生物冶金技术的应用现状[4] 2·2·1 微生物冶金技术在金、银矿石中的应用[5~12] 微生物湿法冶金技术在金、银矿中主要应用于氧化预 处理阶段,近年来已有6个生物氧化预处理厂分别在美国、 南非、巴西、澳大利亚和加纳投产。南非的Fairvirw金矿 厂采用细菌浸出,金的浸出率达95%以上;美国内华达州 的Tomkin Spytins金矿于1989年建成生物浸出厂,日处理 1 500 t矿石,金的回收率为90%;澳大利亚于1992年建 成Harbour Lights细菌氧化提金厂,处理规模为40 t/d。 巴西一家工厂于1991年投产,处理量为150 t/d。我国陕 西省地矿局1994年进行了2 000 t级黄铁矿类型贫金矿的细 菌堆浸现场试验,原矿的含金只有0·54 g/t,经细菌氧化 预处理后金的回收率达58%,未经处理的只有22%; 1995 年云南镇源金矿难浸金矿细菌氧化预处理项目启动,建起 我国第一个微生物浸金工厂。新疆包古图金矿经细菌氧化 预处理后,金浸出率高达92%~97%。 2·2·2 微生物冶金技术在铜矿石中的应用[13~17] 最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回 收铜,细菌是自然生长的,近年来这种方法已用来处理含 铜品位大于1%的次生硫化铜矿,称为生物浸出。现在, 美国和智利用SX-EW法生产的铜中约有50%以上是采用 生物堆浸技术生产的,如世界上海拔最高4 400 m的湿法炼 铜厂位于智利北部的奎布瑞达布兰卡,该厂处理的铜矿石 含Cu 1·3%,主要铜矿物为辉铜矿和蓝铜矿,采用生物堆 浸,铜的浸出率可以达到82%。生产能力为年产7·5万t 阴极铜。我国已开采的铜矿中85%属于硫化矿,在开采过 程中受当时选矿技术和经济成本的限制产生了大量的表外 矿和废石,废石含铜通常为0·05%~0·3%。德兴铜矿采 用细菌堆浸技术处理含铜0·09%~0·25%的废石,建成了 生产能力2 000 t/a的湿法铜厂,萃取箱的处理能力达到了 320 m3/h,已接近了国外萃取箱的水平。该厂1997年5月 投产,已正常运转了几年,生产的阴极铜质量达到A级。 福建紫金山铜矿已探明的铜金属储量253万t,属低品位含 砷铜矿,铜的平均品位0·45%,含As 0·37%,主要铜矿 物为蓝辉铜矿、辉铜矿和铜蓝。该矿采用生物堆浸技术已 建立了年产300 t阴极铜的试验厂,“十五”期间计划建立 更大的生产厂。 2·2·3 微生物冶金技术在铀矿石中的应用[18~20] 细菌浸铀也已有多年历史。葡萄牙1953年开始试验细 菌浸铀,到1959年时某铀矿用细菌浸铀浸出率达60%~ 80%。在60年代,加拿大就开始用细菌浸出ElliotLake铀 矿中的铀。在该区的3个铀矿公司都有细菌生产厂, 1986 年U3O8年产量达3 600 t。1983年成功地以原位浸出的方 式从Dension矿中回收了大约250 t U3O8。到目前为止,美 国、前苏联和南非、法国、葡萄牙等国都有工厂在用生物 堆浸法回收铀。1966年加拿大研究成功了细菌浸铀的工业 应用,用细菌浸铀生产的铀占加拿大总产量的10% ~ 20%,而西班牙几乎所有的铀都是通过细菌浸出获得的, 印度、南非、法国、前南斯拉夫、塔吉克斯坦、日本等国 也广泛应用细菌法溶浸铀矿。我国在20世纪70年代初, 也曾在湖南711铀矿作了处理量为700 t贫铀矿石的细菌堆 浸扩大试验,而在柏坊铜矿则将堆积在地表的含铀0·02% ~0·03%的2万多吨尾砂历经8年用细菌浸出铀浓缩物2 t 多。进入20世纪90年代后,新疆某矿山利用细菌地浸浸 出铀取得了良好的经济效益。此外,北京化工冶金研究院 在细菌浸矿方面做过许多研究工作,他们曾在相山铀矿进 行过细菌堆浸半工业试验研究,而赣州铀矿原地爆破浸出 试验及在草桃背矿石堆浸试验中也都应用了细菌技术。 2·2·4 微生物冶金技术在其它金属矿中的应用[21~24] 据报道,锑、镉、钴、钼、镍和锌等硫化物的生物浸 出试验比较成功。由此可知,氧化铁硫杆菌和喜温性微生 物可从纯硫化物或复杂的多金属硫化物中将上述重金属有 效地溶解出来。金属提取速度取决于其溶度积,因而溶度 积最高的金属硫化物具有最高的浸出速度。这些金属硫化 物可用细菌直接或间接浸出。除上述金属硫化物外,铅和 锰的硫化物、二价铜的硒化物、稀土元素以及镓和锗也可 以用微生物浸出。硅酸铝的生物降解曾被广泛研究,特别 是采用在生长过程中能释放出有机酸的异养微生物的生物 降解,这些酸对岩石和矿物有侵蚀作用。另外,它还应用 在贵金属和稀有金属的生物吸附锰、大洋多金属结核、难 选铜-锌混合矿、大型铜-镍硫化矿、含金硫化矿石、稀 有金属钼和钪的细菌浸取等众多方面。 3 结语 随着社会的发展,人类对自然资源的需求量与日俱增, 而自然矿产资源的枯竭,环境污染日益严重影响着人类的 生存与发展。为了解决这一问题,微生物冶金技术在矿产 资源中的应用愈来愈受到人们的重视。微生物冶金技术具 有工艺简单、投资少、环境污染少等许多优点,正发挥着 巨大的作用,显示出巨大的潜力和广阔的前景,将对人类 产生深远的影响。 参考文献: [1] 杨显万,沈庆峰,郭玉霞·微生物湿法冶金[M]·北京: 冶金工业出版社, 2003-09· [2] EhrlichH L·Manganese oxide reduction as a form of anaerobicrespiration [J]·Geomicrobiology Journal, 1987, 5 (4): 423~431· [3] A·R·Colmer, M·E·Hinkel·Theroleofmicroorganismin acid mine drainage·A preliminary report·Science, 1947, 106: 253~256· [4] 邱木清,张卫民·微生物技术在矿产资源利用与环保中的应 用[J]·《矿产保护与利用》, 2003 (6)· [5] J·Needham, L·Gwei—Djen·Science and civilization in China [J]·Chenistry and Chemical Technology, 1974 (5): 25, 250· [6] 徐家振,金哲男·重金属冶金中的微生物技术[J]·《有色 矿冶》, 2001 (2): 31~34· [7] 钟宏·生物药剂在矿物加工和冶金中的应用[J]·《矿产 保护与利用》, 2002 (3): 28~32· [8] 肖松文·《黄金》[J]·1995, 16 (4): 31· [9] Dutrizac, J·E·eta1·Miner·Sci·Ere·[J]·1974 (6) 2: 50· [10] Souraitro Nagpal eta1·Biohydrometallurgical Technologies, VolumeI [z]·ed·by Torma, A·E·eta1·A Pub~eafion of TMS, 1993·49· [11] J·盖维尔·生物预处理在菱镁矿尾渣浮选回收上的应用 [J]·《国外金属矿选矿》, 1999 (3)· [12] G·Rossi·Biohydrometallurgy [J], 1990: 1~7· [13] 刘大星,蒋开喜,王成彦·铜湿法冶金技术的国内外现状 及发展趋势[J]·《湿法冶金》, 1997 (6)· [14] 孙业志,吴爱祥,黎建华·微生物在铜矿溶浸开采中的应 用[J]·《金属矿山》, 2001·

· 94 ·液调pH,使之成为5Be’,pH7~8的母液溶液。用IRC一50[NH4 ]型树脂吸附,再用2%氨水溶液洗脱,将洗脱液浓缩至15Be’。将其上D一2018型大孔吸附树脂,并用高纯水洗脱,分段收集各组分。将卡那霉素B稀溶液进行浓缩至24Be’,用乙醇结晶,即得到卡那霉素B成品。卡那霉素结晶母液一5Be’、pH7—8的母液溶液一IRC一50[NI-h ]一2%氨水洗脱一浓缩一上D一2018型大孔吸附树脂一卡那霉素B收集液一浓缩一乙醇结晶一卡那霉素B成品。3 小结3.1 新工艺中的D一2018型树脂为弱酸型阳离子大孔吸附树脂,它的再生处理彻底与否决定了对卡那霉素B的分离效果。3.2 浓缩时要求真空度在0.095 Mpa以上,温度在30℃辽宁药物与临床2003年第6卷第2期左右。只有这样才能保证卡那霉素B成品的色泽和纯度。3.3 利用高效液相色谱法检测两种工艺条件下生产的卡那霉素B的纯度:新工艺生产的卡那霉素B纯度在90% 以上,达到出口的要求;老工艺生产的卡那霉素B纯度只有70% 左右。3.4 在新工艺中采用乙醇结晶,比老工艺中采用甲醇、丙酮重结晶更经济、更安全,同时更简便。3.5 结晶母液中的杂质对分离柱的分离效果有很大的影响,我们通过用卡那霉素A和卡那霉素B纯品的混合液上柱分离作对比,它的分离效果明显好于结晶母液上柱分离的效果,所以在上柱分离之前应对结晶母液进行除杂质处理。参考文献:[1] 孙淑卿.从卡那霉素结晶母液中分离卡那霉索B[J].抗生素杂志,1985,5(2):26.27.(收稿:2002—08—07)HPLC法测定阿司匹林片的含量王震红。,卞志家(1、辽宁省药品检验所,辽宁沈阳 110023;2、中国医科大学附属第二医院,辽宁沈阳110004)中图分类号:R927.2 文献标识码:B 文章编号:1007—9858(2003)02—0094—02阿司匹林片为常用的解热、镇痛药【1】,收载于<中国药典2000年版)二部。原含量测定方法为酸、碱中和滴定法。本文提出采用高效液相色谱法【2】测定其含量,可消除其他含有酸、碱的物质对其测定的干扰,可更有效的控制制剂的质量。方法操作简便,专一性强,结果准确。1 仪器与试药1.1 仪器高效液相色谱仪:岛津LC一10A高效液相色谱仪(岛津LC一10AD泵,SPD一10A紫外检测器);CLASS— LC10工作站。色谱柱:ODS C18色谱柱(150 mm×4.6mm,填料:Kromasil,粒度:5 m)。1.2 试药 阿司匹林对照品(大连某制药厂),甲醇(色谱纯试剂),冰醋酸、盐酸(分析纯试剂)。2 方法与结果2.1 色谱条件与系统适用性试验色谱柱:ODS C】8色谱柱(150mm×4.6ram),填料Kro.masil(5 m),流动相:甲醇一水一冰醋酸(40:59:1),流速:1.0 ml/min,检测波长:280 nm,室温。进样量:20 。理论板数按阿司匹林计算不低于6 000,分离度符合要求。2.2 分离度试验(方法的专属性考察)用强光照射,高温,酸、碱水解,进行加速破坏,以研究降解产物对阿司匹林主成分测定的干扰;同时对辅料进行测定。结果表明:降解产物及辅料存在的条件下,采用反相HPLC法可准确测定出阿司匹林的含量,方法专属性良好。2.3 标准曲线的制备精密称取阿司匹林对照品适量,加0.1 mo1/L盐酸溶液配制成每1 ml中含100,ug阿司匹林的溶液,作为储备液。精密量取储备液1,3,5,7,9 ml,分别置25 ml量瓶中,作者简介:王震红(1976一),女,山东成武人,药剂师。加0.1 mol/L盐酸稀释至刻度,摇匀,分别进样20 l,以峰面积为纵坐标(Y),阿司匹林的绝对进样量( g)为横坐标(x)作图。其结果表明,阿司匹林在0.083~0.750“g呈良好的线性关系,其回归方程为Y=3.90×10 X+4.89×10(r=0.999 9)。2.4 回收率试验准确称取阿司匹林对照品8~12 mg.分别按处方量加入辅料,按“2.7”项操作,阿司匹林的平均回收率为99.5% .RSD % : 0.58% 。2.5 准确性试验精密称取同一批号的样品5份,按“2.7”项操作,计算出每份的含量分别为99.6%,99.6% ,99.7%,98.6% ,99.0% ,平均含量为99.3% ,RSD% =0.48% ,结果表明此方法的准确度较好。2.6 精密度试验取“准确性试验”中的样品溶液1份,按“2.7”项操作.连续进样5次,测得平均峰面积为13540 C,RSD% =0.34% ,结果表明阿司匹林的精密度较好。2.7 含量测定取本品20片,精密称定,研细,精密称取适量(约相当于阿司匹林10 mg)。置100 ml量瓶中,加0.1 mol/L盐酸溶液适量。超声使阿司匹林溶解,放冷至室温.加0.1 mo1/L盐酸溶液稀释至刻度,摇匀,滤过,精密量取续滤液5 ml,置25 ml量瓶中,加0.1 mol/L盐酸溶液稀释至刻度,摇匀。取20 注入液相色谱仪,记录色谱图。另取阿司匹林对照品适量。加0.1 mol/L盐酸溶液溶解并稀释制成每1 ml中约含阿司匹林20 g的溶液,取20 同法测定。按外标法以峰面积计算,即得。测定3批样品,结果分别为99.9%.维普资讯 辽宁药物与临床2003年第6卷第2期98。096,99.3% o3 讨论3.1 阿司匹林在水中易水解,所以选用0.1 mol/L盐酸溶液为溶液,防止其水解成游离水杨酸。3.2 参照(中国药典)2000年版二部中阿司匹林栓含量测定t31的检测波长为280 nm,所以将检测波长定为280 nm。3.3 制剂的含量限度较宽,因而对于制剂的含量测定方· 95 ·法,应以专一性为主,可更好的确定制剂的成分,以便更好控制样品的质量。采用HPLC法符合这一要求,为制剂含量测定的最佳选择。参考文献:[1] 中国药典[s].二部.2000.327—328.[2] 孙毓庆.现代色谱法及其在医药中的应用[M].北京:人民卫生出版社.1998.146—152。180—188.[3] 中国药典[s].二部.2000.330—331.(收稿:2003—01—08)薄层扫描法测定牛黄醒脑丸中盐酸小檗碱的含量杜 震 ,刘 阳 ,李 虹(1.中国医科大学附属第一医院药剂科,辽宁沈阳110001;2.辽宁省药品检验所,辽宁沈阳 110023)中图分类号:R927.2 文献标识码:B 文章编号:1007—9858(2003)02—0095—01牛黄醒脑丸主要具有祛风除湿、舒筋通络止痛之功效,由黄连、黄芩、栀子、郁金、冰片、朱砂等十二味中药组成。其中黄连为君药。黄连中含有盐酸小檗碱。为了有效地控制药品质量,我们采用薄层色谱法对牛黄醒脑丸中的黄连进行含量测定。1 仪器与试药日本岛津CS一930薄层扫描仪.硅胶G(青岛海洋化工厂);盐酸小檗碱中国药品生物制品检定所.经薄层扫描测定,纯度为98.6% 。2 实验方法与结果2.1 对照溶液的制备精密称取盐酸小檗碱对照品,加甲醇制成每1 ml含0.04mg的溶液。2.2 供试品溶液的制备取重量差异项下的本品剪碎,取约1.2 g,精密称定,置100ml锥形瓶中,精密加入盐酸一甲醇(1:100)25ml,称定重量,6o℃ 水浴中加热15分钟,取出超声处理3O分钟室温放置过夜,再称定重量,用盐酸一甲醇(1:lOO)~b足重量,摇匀,滤过,取续滤液作为供试品溶液。2.3 色谱条件及扫描条件吸附剂:硅胶G。展开剂:苯一醋酸乙酯一异丙醇一甲醇一水(6:3:1.5:1.5:o.3),另槽加入等体积的浓氨试液,预平衡15分钟。荧光直线扫描汞灯为光源,激发波长 =366 rimo狭缝2 m1n×7mmo2.4 线性关系考察精密吸取浓度为0.042 6 mg/ml的盐酸小檗碱溶液1,2,3,4,5 ,分别点于同一板,盐酸小檗碱点样量在0.042 6- 0.213 0,ug范围内线性关系良好。其回归方程为A=579.531+524 71.497 6 C,r=0.998 5。直线不通过原点。采用外标两点法计算。2.5 稳定性试验取供试品溶液依法展开,每隔1小时扫描测定1次,结果表明,斑点在5小时内稳定。RSD% =0.675% 。2.6 精密度试验a.同板精密度:取同一供试品溶液在同一硅胶G薄层作者简介:杜震(1974一).男,辽宁锦州人,药剂师。板上点样5次,依法点样展开、显色测定。结果RSD% =1.30%。b.异板精密度:取同一供试品溶液在5块硅胶G薄层板上,分别依法点样、展开、显色、测定。结果RSD%= 1.59% 。2.7 重复性试验取同一批号样品5份,按上述方法测定含量结果为6.467,6.376,6.355,6.466。6.

二十一世纪,世界生物技术的发展突飞猛进,随之也引发了一系列法律上的新问题。分析微生物及其基因是专利法意义上的发明还是科学发现?探讨其是否具备专利法保护所应具备的条件,了解发达国家加强生物技术专利保护的国际惯例,对我国的生物技术专利保护具有重要意义。

微生物及其基因呼唤专利法保护二十一世纪,世界生物技术的发展突飞猛进,随之也引发了一系列法律上的新问题。分析微生物及其基因是专利法意义上的发明还是科学发现?探讨其是否具备专利法保护所应具备的条件,了解发达国家加强生物技术专利保护的国际惯例,对我国的生物技术专利保护具有重要意义。 近年来,生物技术的发展取得了惊人的进步,在农业、医药、化工、环保等一系列领域引发了巨大的变革。科学家预言二十一世纪是生物技术的世纪,但是,非技术领域发展的落后使生物技术的先进性未能充分发挥。原先的政治、经济、医学、伦理道德、法律制度体系所处的制度环境因为生物技术的发展而发生了重大的改变,而原先建立起来的理论体系、操作系统却无法像生物技术的发展一样在短期内迅速实现体系的裂变、转型、升级。生物技术就像一把双刃剑,在带给人们无限惊喜的同时,也带给了人们无限的苦恼。 在法学界,生物技术及其专利性问题,一直是困扰学者们的重大难题。对于活的生物体及DNA双螺旋结构的描述主张专利权利,也引发了一系列激烈的争论,对这个问题的探讨已经涉及到了专利制度的本质以及发明和科学发现的界定、科技和伦理等一系列深层次问题。 微生物及其基因专利保护纷争 根据传统专利法的观点,要解决能否就微生物及基因主张专利权利的问题,关键在于微生物及基因应属于专利法上的发明还是科学发现。一般而言,发现是对自然现象本质规律的揭示,而发明则是这些本质规律的具体应用。科学发现虽然可能较之发明对社会的贡献更大,但其不具备专利法给予专利保护所要求的实用性,不能直接制造出前所未有的产物或直接当作某种方法使用,故不是专利法意义上的发明,不能授予专利权。也就是说,一项重要的科学发现可能会对人类产生深远的影响,可能会获得诺贝尔奖,但是却不会成为专利法上所称的发明而获得专利保护。 对微生物及基因的研究成果到底归属于发明还是科学发现的不同回答,形成了微生物及基因能否进行专利保护的两种不同观点。 一种观点我们可以称为否定说,认为微生物及基因是自然界中客观存在的,人们对其研究的成果恰如门捷列夫根据元素周期的深刻洞悉而绘出的元素周期表,或医学科研人员凭借对人体的细微研究而画出的人体解剖图,当然付出了艰苦卓绝的脑力劳动,但是仍属于科学发现的范畴,因为科学发现本身就决定了不可能是显而易见就得出结论的,因此,对于微生物及基因本身,任何人都不可主张专利权利。但是,对其进行提纯、净化、绘制的独特方法却属于专利法的保护范围,对其可以申请专利。 另一种观点我们可以称之为肯定说,认为发明人主张权利的微生物及基因已经因为发明人的提纯、净化、绘制活动而使其改变了原来自然存在的状态。由于生物科技与社会生活的紧密联系性,对微生物及基因的研究已不仅仅是对其客观规律的揭示,它与客观应用仅有一步之遥。况且,基因研究比较特殊,高风险,高投入,商业应用前景又不可估量,无论是从智慧劳动的角度还是从商业回报的角度,都应该承认其知识产权,授予专利权利,否则会使作为新兴产业的生物科技的发展受到很大影响。 笔者认为,在微生物及基因的研究成果的形成过程中,科学发现和发明两者是兼而有之的,应该对其进行区别对待。 首先,不可否认,微生物及基因是客观存在于自然界中的,这并不以我们对其认识多少为转移,首次观察到他们的存在应该是一种对客观事物的揭示,是一种科学发现,当然这种发现也不具有专利法保护所要求的工业实用性标准。所以,即使科研人员为此耗费了毕生的精力,也不能因此主张专利权利,这就像科研人员观察、测算到了某个宇宙天体的客观存在但却不能主张专利权利收取专利费用一样。 其次,如果研究进一步深入,科研人员对微生物及基因进行一系列的分离、提纯、净化,改变它在自然界天然的存在方式和状态,使其能为人力所控制,并发掘出它为社会所利用的价值,那么我们就没有理由拒绝为其提供专利法上的保护了。 其实,科学发现和发明在科技研究中是紧密结合的。任何一项科技发明活动,都必须以原来的科学发现为基础,没有任何一项发明是凭空产生的,只有熟练掌握该领域的客观事物和规律,才能谈得上发明创新。在生物技术的科研领域中当然也是这样,只不过由于生物技术研发本身所具有的高度专业性和连续性 研究人员观察、测算到了某个宇宙天体的客观存在但却不能主张专利权利收取专利费用一样。 其次,如果研究进一步深入,科研人员对微生物及基因进行一系列的分离、提纯、净化,改变它在自然界天然的存在方式和状态,使其能为人力所控制,并发掘出它为社会所利用的价值,那么我们就没有理由拒绝为其提供专利法上的保护了。 其实,科学发现和发明在科技研究中是紧密结合的。任何一项科技发明活动,都必须以原来的科学发现为基础,没有任何一项发明是凭空产生的,只有熟练掌握该领域的客观事物和规律,才能谈得上发明创新。在生物技术的科研领域中当然也是这样,只不过由于生物技术研发本身所具有的高度专业性和连续性,微生物及基因的首次发现者和深层研发利用者往往是同一研究主体。这种发展现状使得发明和科学发现连为一体,互相交织,相互作用,真假难辨。简单地讲,没有对客观规律的揭示或微生物、基因的首次发现,就不可能有生物技术的相关发明,但是,仅仅是客观揭示和首次发现而请求专利法的保护又是不够的。这其中,科研人员要做的是将两者结合起来,搞出生物科技发明成果。我们要做的是将两者分离开来,予以不同的法律态度。 我国生物技术专利法保护的现状及对策我国生物技术的专利保护起步晚于国外发达国家,在现行的专利法中没有生物技术专利保护的法律规定。但在专利法实施细则中,有关于生物材料的样品提交以及分类保藏的具体要求。审查指南中,也有对如何确定一类微生物是否具备专利保护条件的判断标准:“未经人类的任何技术处理而存在于自然界的微生物由于属于科学发现,且不具有工业实用性,所以不授予专利权。只有当微生物经过分离成为纯培养物,并且具有特定的工业用途时,微生物本身才是授予专利的主体”。 应该说,我国关于生物技术专利保护的立法是和TRIPS的相关保护思想相一致的,对工作人员在实际操作中是否给予某项生物技术以专利保护提供了法律依据,对于发展我国的生物技术具有积极的现实意义。 我们不难发现,在我国生物技术的法律保护中,再去争论微生物及基因在发明、科学发现中的归属以及是否给予其专利保护的问题已经没有太大意义。发达国家的生物技术在宽松的法律环境和强大的政府支持下得以迅速发展,作为生物技术发源地的美国,目前已拥有全世界三分之二强的生物技术公司,其中光是大的生物制药公司就有225家,工业投资350亿美元,可以说对生物技术宽松的法律支持已经在为而且会继续为美国创造巨大的财富。随着发展中国家和发达国家在生物技术上的差距日益加大,运用生物技术的断优势掠夺全球有限的生物技术资源的“生物海盗行为”会越来越多。在发达国家抢滩登陆建立生物技术上的专利壁垒以取代被逐渐拆除的关税壁垒的时候,发展中国家所能做的不是沉浸于到底要不要保护的学理争论之中,而是从维护本国利益出发,在科研实力、法律保护上奋起直追,跟上国际知识产权保护的步伐,真正地学会用知识产权的武器维护自己的正当利益,免受他国的“恶意侵害”。无论是从公共健康、商业利益出发,还是从科技进步、社会发展考虑,生物技术的专利保护都势在必行。 当前,最大限度地利用现有优势,加快生物技术专利的国际保护进程,在专利的国际申请中,充分利用国际条约中的外国优先权制度,争取以最快的时间在国际上抢占先机已是当务之急。 1967年修订的保护工业产权巴黎公约规定:“已在一个本同盟成员国正式提出过一项发明专利、一项实用新型、一项工业品式样或一项注册商标的申请人或其他权利继承人,在下列规定的期限内在其他本同盟成员国提出同样的申请时享有优先权。”上述优先权期限,对于发明专利和实用新型,规定为12个月,对工业品式样和商标规定为6个月。简单地讲,就微生物及基因的专利保护而言,在12个月以内,专利申请人在巴黎公约其他缔约国提出的专利申请以他在本国首次提出的专利申请日期作为判断新颖性的时间标准。这种优先权利的取得要以申请人在本国规定的最迟期限内作出声明作为形式要件。

植物生态学报参考文献

光强-光合响应曲线的测定

可获得的参数:不同光强下的Pn、E、Gs、Ci。光合响应曲线以及由曲线得到的AQY(表观量子效率)、饱和光强、光补偿点以及暗呼吸速率。

实验准备:

选择晴朗的天气,测定时间以上午8:30~11:30最佳。

实验前一天将仪器充满电,检查仪器的吸收管,调试好仪器。

实验当天将要测定的植物材料提前半小时放到光下进行充分光适应。按照光强1400、1200、1000、800、600、400、300、200、100、50、0μmol ·m-2 ·s-1的顺序做光强-光合响应曲线。(光强顺序可以根据自己的实验要求做改动)

实验步骤:

1 开机前接好所有电信号插口,气路接口,光源,开机预热,仪器预热结束后进行自动调零和进行差分平衡,然后进入测定界面。(具体操作见CIRAS-2使用说明书)。

2 参数设定

图中最下方A,V,Q,C,H,T设定如下,点击修改即可:

A: (圆形叶室)或 (水稻形叶室);

V:200(不需要更改);

C:如果使用大气则设为0,使用CO2钢瓶供气设定为380;

H:70~95,根据测定当日的湿度情况适当 选择,一般设定为90;

Q:1400;

T:点击T,需要控温时选择“Enter Value”输入温度值,不需控温的时候选择“None”。

3 点击“Recording” → “Bgain”在弹出的对话框中选择“Key Press” → “Ok”,在弹出的对话框中输入保存的文件名和保存路径。

4 设定结束后,叶室夹上光下适应好的叶片,等屏幕上的线稳定后(一般2-3分钟)点击“Singal”记录数据,或者将Pn、Gs、E、Ci、Q的值记录在本子上。

点击“Q”将光强改为1200,数值稳定后点“Singal”记录数据,(或者将Pn、Gs、E、Ci、Q的值记录在本子上)。

点击“Q”,将光强改为1000,数值稳定后点“Singal”记录数据,依次将光强Q改为800、600、400、300、200、100、50、0,数值稳定后点“Singal”记录数据,(或者将Pn、Gs、E、Ci、Q的值记录在本子上)。每换一个光强稳定2分钟后就可以记录数据。测定一条光响应曲线一般要20~30分钟。

5 记入完毕后,点击“Q”重新设为1400,更换另一片光适应好的叶片重复步骤4的过程

6 实验结束后,点击“File” → “Exit”退出软件界面,关机。

数据处理:

以光强为横坐标以Pn为纵坐标作图:

Pn:叶片光合作用速率;Ps:光饱和的光合速率(次点对应的光强为饱和光强):R:暗呼吸速率;前面三个参数的单位均为μmolCO2·m-2·s-1;PFD:光强;г:光补偿点(曲线与X轴的交点),两者单位均为μmol photons·m-2·s-1;Φ:表观光合量子效率(AQY,直线部分的斜率),单位为mol CO2/mol photons。

从上图我们可以得知,随着Pb处理浓度的增大,玉米叶片饱和光强降低,表观量子效率降低,表明其光能利用效率降低。

光强(CO2)—光合响应曲线的拟合公式等具体可参考国内综述文献:

叶子飘. 光合作用对光和CO2响应模型的研究进展. 植物生态学报, 2010, 34(6): 727-740

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