第四章 植物的脫毒與快繁培養(yǎng)

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦第四章植物的脫毒與快繁培養(yǎng)第四章植物的脫毒與快繁培養(yǎng)

第一節(jié)概念與意義

一、概念

利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，脫除植物細(xì)胞中的病毒，生產(chǎn)健康的生殖材料。

二、植物病毒病簡(jiǎn)介及危害

（一）植物病毒病簡(jiǎn)介

定義：由植物病毒寄生引起的病害。

癥狀：

①變XXX，葉片的葉綠素形成受阻或積聚，從而產(chǎn)生花葉、斑點(diǎn)、環(huán)斑、脈帶和黃化等?；ǘ涞幕ㄇ嗨匾部梢蚨淖?使花XXX變成綠群或雜XXX等,常見的癥狀為深綠與淺綠相間的花葉癥如煙草花葉病。

②壞死，在葉片上常呈現(xiàn)壞死斑、壞死環(huán)和脈壞死，在莖、果實(shí)和根的表面常浮現(xiàn)壞死條等。

③畸形，器官變形，如莖間縮短，植株矮化，生長(zhǎng)點(diǎn)異常分化形成叢枝或叢簇，葉片的局部細(xì)胞變形浮現(xiàn)皰斑、卷曲、蕨葉及帶化等。

（二）病毒的侵染特性

①有性繁殖退化、僅用無性生殖辦法生殖的植物，極易受病毒病的侵染。

②大多植物病毒別經(jīng)種子傳播（專化性強(qiáng)的病毒除外）。

③病毒在生長(zhǎng)旺盛的部位生殖速度慢.

（三）植物病毒的危害：已超過500種，隨著生產(chǎn)栽培時(shí)刻的推移，危害越來越嚴(yán)峻，發(fā)覺的病毒種類也越來越多。大多數(shù)植物病毒別經(jīng)種子傳播，關(guān)于有性繁殖退化，僅能用無性生殖辦法生殖的植物，一旦患病則毫無方法，從而使優(yōu)良品種的生產(chǎn)力衰退。

目前受病毒危害嚴(yán)峻妨礙生產(chǎn)的有：

大田作物：馬鈴薯、甘薯、甘蔗、煙草

蔬菜：白菜、大蒜、蔥、番茄、蘿卜

果樹：柑橘、蘋果、草莓、香蕉

花卉：香石竹、各種菊花、天竹葵、紫羅蘭等

塊根、塊莖、鱗莖為生殖器官的作物，每年相當(dāng)一部分產(chǎn)品要用留作種。如：大蒜：留種量占產(chǎn)量的五到八分之一

馬鈴薯：留種量占產(chǎn)量的十分之一

貝母：留種量占產(chǎn)量的三分之一。

表1危害園藝植物的病毒數(shù)目

植物種類染病毒種類植物種類染病毒種類植物種類染病毒種類菊花19矮牽牛5葡萄26

康乃馨11馬鈴薯17櫻桃44

水仙4大蒜24無花果5

唐菖蒲5豌豆15桃23

風(fēng)信子3百合6梨11

月季10柑橘23草莓24

天竺葵5蘋果36

病毒的危害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來重大的損失，如草莓病毒的危害，曾使XXX草莓產(chǎn)量嚴(yán)峻落低，品質(zhì)大大退化，使生產(chǎn)幾乎受到滅頂之災(zāi)。柑橘的衰退病曾經(jīng)毀滅了巴西的大部分柑橘，花卉病毒的危害，表如今球極、宿根等花卉的嚴(yán)峻退化，致使花小而少，甚至畸形、變?nèi)?，欣賞價(jià)值大大下落。

三、植物脫毒培養(yǎng)的意義

可以有效地保持優(yōu)良品種的特性；

生產(chǎn)無病毒種苗，防止品種退化；

快速生殖新品種，使優(yōu)良品種迅速應(yīng)用；

節(jié)省耕地，提高農(nóng)產(chǎn)品的商品率；

四、傳統(tǒng)的植物脫毒技術(shù)簡(jiǎn)介

物理辦法：X射線、紫外線、超短波、高溫?zé)崽幚淼?/p>

原理：鈍化病毒，從而達(dá)到抑制病毒蔓延的目的。

化學(xué)辦法：采納化學(xué)抑制劑，干擾病毒在植物體內(nèi)的復(fù)制。

生物學(xué)辦法：選用抗病XXX種或采納種子生殖辦法。

傳統(tǒng)的防治病毒的辦法如物理辦法、化學(xué)辦法及生物學(xué)辦法防治病毒效果別顯著。由于病毒在植物體內(nèi)分布具有別均勻性，植物生長(zhǎng)點(diǎn)附近的病毒濃度非常低或無病毒，經(jīng)過分生組織培養(yǎng)，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，就能夠獲得脫病毒植株。

第二節(jié)植物脫毒的原理和技術(shù)

一、基本原理

早在1934年，White發(fā)覺煙草花葉病毒在煙草根中的分布是別均勻的，越靠根尖（roottip）區(qū)病毒含量越低，在根尖的頂端別含病毒。

理論假講：

(1)能量競(jìng)爭(zhēng)病毒核酸和植物細(xì)胞分裂時(shí)DNA合成均需要消耗大量的能

量，而分生組織細(xì)胞本身非?；钴S，其DNA合成是自我提供能量自我復(fù)制，而病毒核酸的合成要靠植物提供能量來自我復(fù)制，因而就得別到腳夠的能量，從而就抑制了病毒核酸的復(fù)制。

(2)傳導(dǎo)抑制病毒在植物體內(nèi)的傳播要緊是經(jīng)過維管束實(shí)現(xiàn)的，但在分生組織中，維管組織還別健全，從而抑制了病毒向分生組織的傳導(dǎo)。

(3)激素抑制在分生組織中，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素水平均非常高，因而阻滯了病毒的侵入或者抑制病毒的合成。

(4)酶缺乏1969年，Stace-Smith提出，也許病毒的合成需要的酶系統(tǒng)在分生組織中缺乏或還沒建立，因而病毒無法在分生組織中復(fù)制。

(5)抑制因子1976年，Martin-Tanguy等提出了抑制因子假講，以為在分生組織中存在有某種抑制因子。

二、莖尖培養(yǎng)脫毒法的技術(shù)規(guī)程

1．被脫毒植物攜帶病毒的診斷：普通依照病毒病的病癥特征和表現(xiàn)程度舉行推斷，必要時(shí)可借助指示植物、血清學(xué)、分子生物學(xué)辦法幫助鑒不。

2．母體材料的挑選和預(yù)處理

（1）母體材料的挑選：

①材料應(yīng)選預(yù)脫XXX種的典型性植株，以保證脫毒苗保持原品種的特征特性；

②選感病輕，帶毒量少的植株；

（2）預(yù)處理：普通采納熱處理。

①濕熱處理：適用于木本植物的休眠芽。

②干熱處理：最常用，處理溫度普通在50℃以下，依照植物的耐熱性和病毒的失活溫度而設(shè)定。

香石竹在38～40℃條件下經(jīng)兩個(gè)月處理可除去全部病毒。

菊花在35～38℃條件下處理60天可使病毒失活。

3．莖尖分生組織培養(yǎng)再生植株

外植體消毒——莖尖剝離——莖尖培養(yǎng)——生根培養(yǎng)——植株

3.1取樣與消毒

剪取頂芽梢段3～5cm，削去大葉片，用自來水沖潔凈，在75%酒精中浸泡30s，用1%-3%次氯酸鈉溶液消毒10～20min，最終用無菌水材料沖洗4-5次。

3.2剝?nèi)∏o尖與接種

在切取莖尖時(shí)越小越好，但太小則別易成活，過大又別能保證徹底除去病毒。剝離任何也許也許去掉的葉片，但別帶葉原基的莖尖分生組織則成苗困難，而分離過大的莖尖分生組織，即分生組織帶多個(gè)葉原基，則別利脫毒。脫毒時(shí)，最好

找出莖原基所帶葉原基的數(shù)目與生長(zhǎng)點(diǎn)（莖尖）大小的相關(guān)性，如此在取材時(shí)就方便多了，莖尖越小對(duì)培養(yǎng)基的要求越高，剝離技術(shù)要求越高，成功率越低。

3.3培養(yǎng)

接種后材料臵25±2℃，光照度1500～5000lx,每日光照10～16h條件下培養(yǎng).光照對(duì)莖尖培養(yǎng)的妨礙更大，由于在低溫柔短日照下，莖尖有也許進(jìn)入休眠；因此較高的溫度和充腳的日照時(shí)刻必須保證。微莖尖需數(shù)月培養(yǎng)才干成功。普通以White、Morel和MS培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，尤其是提高鉀鹽和銨鹽的含量會(huì)有利于莖尖的生長(zhǎng)。在莖尖培養(yǎng)中，由于操作方便，普通都使用瓊脂培養(yǎng)基。

3.4生根誘導(dǎo)

一些植物莖尖培養(yǎng)形成綠芽后,基部非?？彀l(fā)生別定根.而另一些植物莖尖別產(chǎn)生別定根,需經(jīng)再誘導(dǎo)、生根才干成為完整植株。

4．脫毒效果檢測(cè)

要緊有指示植物鑒定和血清學(xué)鑒定。

（1）指示植物：具有可以辨不某種病毒的專化性癥狀的寄主植物。將待側(cè)植物的汁液接種到指示植物上，假如被測(cè)植物帶毒，則指示植物會(huì)浮現(xiàn)特定癥狀。只能定性，別能定量，且受接種方式、發(fā)病條件的妨礙，使鑒定結(jié)果浮現(xiàn)誤差。

（2）血清學(xué)鑒定：用體外抗原和血清中的抗體所舉行的結(jié)合反應(yīng)。

血清學(xué)鑒定法基本原理

當(dāng)動(dòng)物被病毒感染或人工注射異體蛋白質(zhì)時(shí)，在動(dòng)物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種特異性免疫球蛋白，及抗體。引起形成開題的物質(zhì)（病毒或異種蛋白）稱為“抗原”?？乖涂贵w結(jié)合，表現(xiàn)為非常強(qiáng)的特異性。即由一種病毒產(chǎn)生的抗體只能結(jié)合該種病毒，能夠在特別細(xì)胞內(nèi)形成，進(jìn)入血液存在于血清和體液中。這種含有特異性“抗體”的血清稱為“抗血清”?？乖涂贵w相結(jié)合的反應(yīng)稱為“血清反應(yīng)”。

抗血清法的局限性：1、別是所有病毒都能制成抗血清。2、病毒在寄主體內(nèi)含量太少。3、植物體內(nèi)的單寧物質(zhì)會(huì)與病毒結(jié)合，使病毒喪失抗原性質(zhì)。

5、脫毒苗的保存與生殖

普通由科研單位或有條件的種子生產(chǎn)部門舉行，作為組織培養(yǎng)生殖的最基礎(chǔ)的材料。

無病毒植株并別是有額外的抗病性，它們有也許非?？煊直恢匦赂腥尽Ｒ虼艘坏┎赣玫綗o病毒苗，就應(yīng)非常好地隔離與保存。這些原原種或原種材料保管得好能夠保存利用5~10年。通常無病毒苗應(yīng)種植在隔蟲網(wǎng)內(nèi)，使用300目(網(wǎng)眼為0.4～0.5mm大小)的網(wǎng)紗，才能夠防止蚜蟲的進(jìn)入。栽培用的土壤也應(yīng)舉行消毒，身邊環(huán)境也要整潔，并及時(shí)噴施農(nóng)藥防治蟲害，以保證植物材料在與病毒嚴(yán)密隔離的條件下栽培。有條件的地點(diǎn)能夠到海島或高嶺山地種植保存，那兒氣候涼快，蟲害少，有利于無病毒材料的生長(zhǎng)與生殖。另一種更廉價(jià)的辦法，是把由莖尖得

到的并差不多過脫毒檢驗(yàn)的植物經(jīng)過離體培養(yǎng)舉行生殖和保存。

三、妨礙脫毒效果的因素

①母體材料病毒侵染的程度

只被單一病毒侵染的植株脫毒較容易，而復(fù)合侵染的植株脫毒較難。

②起始培養(yǎng)的莖尖大小

普通取別帶葉原基的生長(zhǎng)點(diǎn)培養(yǎng)脫毒效果最好，帶1～2個(gè)葉原基的莖尖培養(yǎng)大約可獲得40％左右的脫毒苗，而帶3個(gè)以上的葉原基的莖尖培養(yǎng)普通獲得脫毒苗的頻率就大大落低。

表2莖尖大小對(duì)馬鈴薯脫毒效果的妨礙

莖尖大小/mm葉原基數(shù)成苗數(shù)脫毒株數(shù)脫毒率/％

0.121502448.0

0.272421842.9

0.6046400

③外植體的生理狀態(tài)

普通來說，頂芽的脫毒效果比側(cè)芽好，生長(zhǎng)旺盛季節(jié)的芽比休眠或快進(jìn)入休眠的芽的脫毒效果好。另外還應(yīng)防止脫毒苗再度感染病毒。

（4）哺育脫毒苗應(yīng)用舉例：P41-42頁。

四、其他組織培養(yǎng)脫毒辦法

（一）愈傷組織培養(yǎng)脫毒

經(jīng)過植物的器官和組織的培養(yǎng)去分化誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織，然后從愈傷組織再分化產(chǎn)生芽，長(zhǎng)成小植株，能夠得到無病毒苗。感染煙草花葉病毒的愈傷組織經(jīng)機(jī)械分離后，僅有40％的單個(gè)細(xì)胞含有病毒，即愈傷組織無病毒植株。愈傷組織的某些細(xì)胞之因此別帶病毒，其理由是：①病毒的復(fù)制速度趕別上細(xì)胞的增殖速度；②有點(diǎn)細(xì)胞經(jīng)過突變獲得了抗病毒的抗性。對(duì)病毒侵襲具有抗性的細(xì)胞也許與敏感的細(xì)胞共同存在于母體組織之中。然而，愈傷組織脫毒的缺陷是植株遺傳性別穩(wěn)定，也許會(huì)產(chǎn)生變異植株，同時(shí)一些作物的愈傷組織尚別能產(chǎn)生再生植株。

（二）珠心胚培養(yǎng)脫毒:病毒經(jīng)過維管組織傳播，而珠心組織與維