[发明专利]植物营养生长保持基因系统、营养生长保持植物的建立及种子植物无限生长能力的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物生物技术、细胞工程、基因工程与现代农业、生态建设、环保保护领域，具体涉及植物营养生长保持基因系统、营养生长保持植物的建立及种子植物无限生长能力的利用方法。

背景技术

（一）营养体利用植物在现代农业中的作用与地位

植物提供了人类全部的食物、大部分能源（柴）、衣、住、行，以及其它主要、基本的生活品，是人类赖以生存与发展的物质基础。

种子植物以其器官的性质与功能不同，可分为营养器官（vegetative organs)的根茎叶与生殖器官(reproductive organs)的花、果实与种子。

植物营养器官与生殖器官对于植物都非常重要，缺一不可，但其作用、地位并非对称：植物体的营养器官的主要任务与功能是生产、制造有机物，以维持其本身的生存；而生殖器官的任务与功能则是消费、转化合成的有机物，进行有性繁殖、制造新的生命、保持种的延续。

植物体若没有营养器官，不可能产生生殖器官，产生有性后代；但是植物体仅有营养器官而无生殖器官则是可以生存、生长，并且可以生长得更旺、更好，营养体的生产效率更高，虽然不能产生种子，但可以通过无性方式，进行无性繁殖。

以人们利用植物器官对象、目的的不同，可将植物分为生殖器官利用植物（麦、稻、棉、玉米、大豆、花生、油菜等）与营养体利用植物（牧草，薯类、糖类、麻类作物，桑、茶、烟，大部分蔬菜、林木、中药材等）两类。但此类概念并不严格、绝对，例如通常划归籽实体利用植物的黑樱桃、核桃、梨树等，实际上都是优良的用材树，也可划归营养体植物，或者兼用植物。

以粮棉油为代表的生殖器官利用植物对人类的重要性是不言而喻的；而属于营养体利用植物的菜、薯、糖、麻、丝、茶、烟、药等农产品；木材、薪炭材、浆纸材、橡胶等林产品；肉、蛋、奶、毛、皮等牧草产品，以及生态保护、城乡绿化用树种、坪草等占据着农林牧业产品的半璧江山，直接关系着人类的生活水平、健康与环境，其对于人类的价值、作用与意义可与粮棉油齐肩。

（二）营养器官、营养生长与生殖器官、生殖生长的关系

对于营养体利用植物而言，生殖器官的发生与形成不仅会消耗大量的营养物质与能量，而且还严重影响目的产品的产量、质量及其社会、环境与经济价值。

牧草、地坪草一旦开花、结籽，就开始老化，营养体就不再生长、不再鲜嫩与营养，甚至死亡。所以要不断的剎割、修剪，以便使其持续保持旺盛的生长状态。

甘蔗、甜菜、萝卜、菠菜、莴苣等植物开花，就会严重影响其产量、质量，甚至完全丧失食用或商品价值。

红麻、黄麻、青麻、大麻、苎麻、亚麻等麻类作物一开花，植株就不再长高，严重制约着其质量与产量。

用材林、薪炭林、浆纸林、生态林、橡胶林等树种生殖器官的发生与存在，不仅消耗大量养分与能量，还严重影响其目的产品营养体的生产效率、产量。

橡胶树因长期、反复无性繁殖，造成树体老化，产量大幅度降低，严重困扰着橡胶产业的发展。

一般优质烟草叶数达到28～32片就开花了，中间的商品叶仅为18～20片。因此，利用现有技术难以提高烟叶片数量及产量。

杨树、柳树、悬铃木是我国北方的城乡主要绿化树种，其果实、种子（杨柳飞絮、悬铃木的毛毛雨、花粉过敏）会造成了严重的环境污染，危害人们的身体健康。

采用常规农业措施，包括进一步提高水、肥、光、温等的作用已无太大的能力；而激素（包括植物生长调节剂、杀雄剂）、管理（人工修剪、打顶、摘除）等，则需要年年、季季，甚至经常、不断的处理，都不能从根本上解决问题，而且需耗费大量的时间、人力、机械，甚至污染环境，成本高、效果有限。

以常规育种技术、杂种优势利用途径，以及物理、化学诱变途径、染色体倍性育种等都能不同程度的提高这些植物营养体产量与质量。这是迄今的主流途径，依然有能力可挖，但进展缓慢，没有实质性突破。

能否建立一套技术系统使植物营养体的产量获得更大幅度的提高是摆在人类面前、亟待解决的、直接关系到人们人类的食品、健康、能源、材料与环境等基本问题。

（三）植物生长能力的概念及其利用

人们知道，甘蔗、薯类作物、姜、蒜、山药、地黄以及竹子等通常都是通过其（块）根、（块）茎繁殖的；苹果、柑橘等优良品种一般都是通过嫁接繁殖的；葡萄、泡桐、杨、柳、悬铃木等都是通过扦插、埋根、压条等方法繁殖的；而大多数植物都是可以通过组织培养繁殖的。这表明，植物体可以持久地保持、延续下去。但这些现象仅是植物生长能力的有限体现。