植物组织培养技术自20世纪初建立以来在理论研究和应用技术上不断发展，现已渗透到各个研究领域，广泛应用于多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，但是在传统组培技术下，组培苗生长缓慢、污染严重、存活率低等导致成本过高，不利于组培苗的大规模商品化生产，无法满足市场对高质量低价位组培苗的需求，为了解决这些问题，很多学者对组培技术进行了改进，采用了一些新技术，获得了高品质低成本的组培苗。
1 传统组培技术存在的问题和缺陷
植物外植体在组织培养过程中，许多环境因素如光照、CO2浓度、温度、相对湿度和培养基组成成分等对试管苗的生长发育有较大影响。在相对密闭的培养容器中，容器内外环境差异极大。
传统组培容器环境特征使得在其内生长的组培苗蒸腾速率下降，光合作用能力低下，水和CO2以及其他营养成分的吸收率低，暗期呼吸作用增强，受污染的机会增加导致组培苗的生长缓慢，损失率高。由此引发传统组培的如下缺陷:生产周期长；污染造成的损失严重；驯化阶段的小苗存活率低；难以实现规模化生产；用于灭菌等的能量消耗较大，生产成本偏高；试管苗不生根或生根率低；外源激素的使用，可能导致苗的变异；传统组培环境迫使组培苗进行异养或兼养生长，由此造成繁殖周期不稳定、生产计划难以安排，组培苗间生长差异大，成品苗个体不能达到均匀一致；传统组培所用光源为日光灯，产生热量高，占用空间大等导致成本费用偏高，且光源被置于培养容器上方30-40cm处，不利于试管苗的生长和进行光合作用。
2 植物组培新技术的应用
2.1 开放组培技术
植物开放式组织培养，简称开放组培，是在使用抗菌剂的条件下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，不需高压灭菌和超净工作台，利用塑料杯代替组培瓶，在自然开放的有菌环境中进行植物的组织培养，从根本上简化组培环节，降低组培成本。
开放组培主要是改造培养基，解决传统组培过程中培养基的污染，而改造培养基的关键是要找到一种或几种能够添加到培养基的广谱性抗菌剂。崔刚等采用中医理论，遵循中药药性配伍的君、臣、佐、使原则，从多种植物中提取具有杀菌、抗菌活性物质，成功研制出了具有广谱性杀菌能力的抗菌剂，并对其有效浓度和使用方法作了大量探索性试验，取得了理想的效果。何松林在培养基中添加杀菌剂(Naclo)并在有菌条件下进行文心兰试管苗的接种，研究表明在添加了适宜浓度Naclo的培养基中，文心兰试管苗在培养过程中未有污染现象的发生，且多数试管苗可正常生长。已有研究报道通过开放组培方法成功建立了葡萄外植体的开放性培养。
2.2 无糖组培技术( 光独立培养法)
由于传统的组培技术中使用的是含糖培养基，杂菌很容易侵入培养容器中繁殖，造成培养基的污染。为了防止杂菌侵入，通常将培养容器密闭，这样则造成培养植物生长缓慢，并且容易出现形态和生理异常，同时增加了费用。为了解决这些问题，20世纪80年代末，日本千叶大学古在丰树教授发明了一种全新的植物组培技术——无糖组培技术，其特点在于将大田温室环境控制的原理引入到常规组织培养应用中，用CO2气体代替培养基中的糖作为组培苗生长的碳源，采用人工环境控制的手段，提供适宜不同种类组培苗生长的光、温、水、气、营养等条件，促进植株的光合作用，从而促进植物的生长发育，达到快速繁殖优质种苗的目的。无糖组培技术解决了培养容器中气体环境(CO2和乙烯)差、易污染等问题；与常规组织培养相比，无糖组培主要引进了以下新技术：去除培养基中的糖，导入大型培养容器；调节培养容器内的CO2浓度；调节培养容器内的相对湿度；提高光照度。无糖培养法具有很多优势，如可大量生产遗传一致、生理一致、发育正常、无病毒的组培苗，可缩短驯化时间，降低成本等。无糖培养法对环境要求较高，若无糖组培环境不能被控制并达到一定的精度，将会严重影响组培苗质量和经济效益。经无糖培养法培养出来的植株具有以下优点：生长速度快，生长发育均匀；减少了因高温、弱光等引起的生理及形态的异常；简化或省略了驯化过程；减少了因污染引起的植物损失；光合成和生根得以促进，可减少生根植物生长调节剂的使用。
吉林工学院李晓玲等]对“苹博一号”梨组培苗进行了无糖组培试验，结果发现“苹博一号”梨组培苗能在无糖培养基上存活并生长。屈云慧等]对虎眼万年青再生芽的无糖培养进行了研究，认为在利用无糖培养体系对虎眼万年青的再生芽进行培养时，再生芽的生根率高，种苗质量也优于常规培养。昆明环境科学研究所对非洲菊等多种植物进行了无糖培养技术的研究，开发了大型的培养容器和CO2强制性供气系统应用于生产，并取得了一定的效果。
2.3多因子综合控制技术
传统的组培苗培育基本上是在外加人工光源并适当控制温度的组培室内进行，由此引发了诸多问题和缺陷：繁殖周期不稳定，生产计划难以控制；组培苗之间的生长差异大，成品苗个体不能达到均匀一致；驯化阶段苗的成活率低。为了解决这些问题和缺陷，应对组培苗微生态环境进行控制。
近年来，国内外出现了一些关于组培多因子综合控制的报道，一些研究者开发出大型的组培设施，对CO2浓度、光照、湿度等环境因子进行综合控制，使它们有效的结合，大大降低了组培成本，促进了组培苗商品化的进程。
1987年，日本千叶大学开发出一套具有强制通风功能的大型组培设施，该设施的环境调控系统能够控制组培苗生长环境中的光照度、CO2浓度、温度和相对湿度，与传统组培设施相比，生长在该设施内的草莓组培苗的干重显著提高。
1999年，Heo等开发了体积为12.8L的容器进行马铃薯苗的光自养微繁。2000年肖玉兰等开发了体积为125L的特大容器，该装置已用于彩色马蹄莲和非洲菊的工厂化生产。2001年，Heo等设计了体积为11L的容器。在这个装置中，培养容器内的气体分布均匀，植株生长整齐。2004年，崔谨等运用CO2监控系统对甘薯组培苗进行调控，结果表明，在CO2监控系统方式下培养的甘薯组培苗，具有生长迅速、光合产物积累明显、叶色深绿、根系发达等特点。2006年，刘文科等设计了一种新型密闭式组培室，并研制出一套用于该组培室的综合环境控制系统。
1998年Kozai和Fujiwara研制出既能控制气体环境又能控制培养基化学成分的组培设施。2002年徐志刚，丁永前等在进行组培环境与规模化育苗设施环境调控研究中，设计开发了一套基于生长模型的、半开放式的中小型组培设施及其环境自动化调控系统，通过对组培箱内的CO2浓度、相对湿度以及光照强度的调控实现了对组培容器的间接调控。肖玉兰等开发出组合式无糖组培快繁装置，该装置包括培养架、培养容器、供气系统、光照系统、气体流量控制系统、CO2浓度控制系统。在培养非洲菊时，肖玉兰等进行了高光照(100μmol·m-2·s-1)和高C02(3920μmol·mol-1)试验，发现使其叶面积、大叶片数和干样质量均比低光照(35μmol·m-2·s-1、不加CO2)的高，且生根率高，植株矮、粗壮，长势好。
李传业等在2004年以PLC为控制核心，设计了一套能对组培箱内CO2浓度、相对湿度进行调控的组培微环境控制系统。系统调试试验结果表明，控制系统能将光期组培箱CO2摩尔分数和相对湿度分别控制在700-900umol/mol和80%—92%的目标范围内，达到了预期目标。
为降低组培苗的生产成本，改善组培苗的质量，组培环境调控是很重要的。目前，培养容器内环境因子对培养植物的生长及形态的影响，还有很多问题没有弄清楚，有待于进一步的研究。
3 植物组培新技术的展望
开放组培技术首次使组织培养实现了脱离高压锅、超净工作台的开放式接种，突破了组培必须无菌的概念，使带菌组培成为现实;突破了人工光源培养的限制，实现了大规模自然光培养，易于满足当今高速发展的农业现代化对大批量、高质量的种苗的需求，因此具有极强的生命力，是今后组培发展的一个有力方向。
随着理论研究的不断深入及相关配套技术的完善，无糖组培技术也必将成为今后组培生产的一种重要手段。无糖培养改革了传统用糖作为碳源的培养技术，降低组培苗生产成本，还有利于实施组培微生态环境的自动化监测和控制，有利于生产管理自动化。因此，植物无糖组培技术将会有非常广阔的应用前景，由此而构建的全新组培快繁技术新体系，将使植物组培实现规模化和产业化。
多因子综合控制技术培养的组培苗与常规组培苗相比，在种苗质量及生产成本上具有明显的优势，具有广阔的应用前景。然而，该技术目前在生产中的应用规模很小，许多生理生态方面的问题还没有完全解决，有待于各学科间的进一步交叉合作。随着生物、工程、环境与信息等领域的技术突破，多因子综合控制技术在未来的发展过程中将更多地体现现代科技成果的集成与创新。
组培新技术的应用可解决传统组培技术所存在的成本高、低效、耗能、试管苗质量不一致、栽培成活率低、不能进行光合自养等不利因素，提供一些高品质低成本的试管苗，无疑将推动组培技术的创新和在生产中的应用，为试管苗的商品化生产提供有效的理论指导并具有很高的实际应用价值。
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