土 豆 草莓 甘 薯 植物脱毒技术 第 章 植物无病毒苗的培育(3学时) 目的要求: 1.掌握热处理和微茎尖培养脱毒的方法、无病毒植物的鉴 定和利用; 2.一般掌握其他途径脱毒方法; 3.理解微茎尖脱毒的原理、无毒苗培养的重要意义; 4.了解无病毒苗木的保存和利用方法。 主要内容: 1.微茎尖培养脱毒技术; 2.脱毒苗的鉴定 本节内容 一、病毒在植物上的危害 二、无病毒苗培育的意义 三、植物脱毒机理及方法 一、病毒在植物上的危害 2007年,广州香蕉林近半感染病害面临绝迹危险。 1.很严重 感染巴拿马病毒的香蕉相继枯死 2.目前无药可治 3.生产损失大 二、无病毒苗培育的意义 1.意义:采用生物、物理、化学等途径防治病毒病收效甚微,甚至毫 无成效。通过组织培养的方法可以脱除严重患病毒植物的病毒种类, 提高产量、质量。用组织培养方法生产无毒苗,是一个积极有效的途 径,由于排除了使用药剂,所以对减少污染,防止公害,保护环境都 有积极的意义。 2.培育途径: A.群体中未受病毒侵染的植株无性繁殖获得。 B.种子繁殖获得(有些作物种子也含病毒)。但后代往 往会发生变异。 C.组培脱毒,既培育无病毒苗,相对保持物种遗传稳定 性。又能减少污染,防止公害,保护环境。 三、植物脱毒机理及方法-热处理脱毒(温热疗法) 热处理脱毒原理 当植物组织处于高于正常温度的环境 (35-40℃)时,组织内部的病毒部分或全部 钝化,但寄主植物的组织很少或不会受到伤 害。 三、脱毒机理及方法-热处理脱毒(温热疗法) 热处理方法 (1)温汤(浸渍)处理: 适用于离体材料(如接穗) 和休眠器官的处理。如:在50 ℃左右的温水中浸渍10min至数 小时,使病毒失活。 三、脱毒机理及方法-热处理脱毒(温热疗法) 热处理方法 (2)热风(热空气)处理: (1)恒温处理:将生长的 盆栽植物移入温热疗室 (光照培养箱)内,一 般在35-40 ℃ 。对活 跃生长的茎尖效果较好, 处理时间因植物而异。 三、脱毒机理及方法-热处理脱毒(温热疗法) 热处理方法 (2)热风(热空气)处理: (2)变温处理:如马铃薯每天40 ℃处理4h,可 清除芽眼中马铃薯的卷叶片病毒,而且保持芽 眼的活力。 缺陷:不能脱除所有病毒。例如在马铃薯中只 能消除卷叶病毒。 注:热处理需与其它方法配合应用 Plants were placed in a growth chamber under the conditions of 16 hours photoperiod at 28 ? C and 8 hours dark period at 25 ? C. Temperatures were raised 2 ? C/ 2 days till final setting of 42 ? C day and 39 ? C night was obtained. Plants w e r e m a i n t a i n e d u n d e r t h e s e c o n d i t i o n s f o r a d d i t i o n a l 4 we e k s . 超低温疗法:对茎尖进行超低温保存是脱除植物病毒的一种简单、快速而有 效的方法,是植物脱毒的一种新途径。 王乔春:利用茎尖培养和冷冻疗法消除甘薯体内具有协同作用的2种病毒 王乔春 教育背景: 1978-1982年就读四川农业大学园艺系,毕业留校;1986-1988 年留学丹麦皇家农业大学与瑞典农业大学获硕士学位;1994赴奥地利维也纳大学 应用微生物系作访问学者;1995-1998年任四川农业大学林学园艺学院常务副院 长,省农科院园艺所所长;1998-2003年留学以色列西伯莱大学获博士学位并开 展博士后工作; 2003-2008年任芬兰赫尔辛基大学应用生物系访问教授。2008至 今在西北农林科技大学园艺系工作。 超低温处理茎尖脱毒这项世界尖端科研项目,被世界茎尖超低温冷冻脱除病原菌研 究的奠基人之一的王乔春从芬兰赫尔辛基“平移”到了西北农林科大。“我们目前 和国外的最前端研究处在同一水平线,植物脱毒研究保持领先。目前已开展了包括 苹果、枣、葡萄、百合、马铃薯、甘薯等多项植物材料的超低温冷冻研究。” 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 1.茎尖培养脱毒原理 ? (1).染病植株体内病毒的分布不均匀,越靠近茎顶 的感染深度越低,生长点(约 0.1 -1.0mm )几乎不 含或含病毒很少。原因可能是: a 、分生组织中不存在无维管束,病毒只能通过胞间 连丝传递,速度慢,不及细胞不断分裂和生长的速 度。因此可利用微茎尖培养脱毒。 b、在旺盛分裂的细胞中,代谢活动很高,使病毒 无法进行复制。 c、在植物体内可能存在着病毒钝化系统,他在分 生组织中比其他任何区域具有更高的活性。 d、在茎尖中存在高水平内源生长素,可抑制病毒 的增殖。 茎尖培养主要用于消除病毒以及类病毒、类菌质体、 细菌和真菌等病原菌。 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 2.茎尖培养方法 (1)、材料选择、消毒: 在植株上直接取或在室内培养一段时间的植株上取顶 芽或侧芽(3-5mm),然后消毒(或不消毒)。 (2)、微茎尖的剥取: 解剖镜下剥取。注意勿损伤生长点。 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 茎 尖 分 生 组 织 剥 离 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 ②茎尖培养方法 (3)、接种:随剥随接,尽快接种。 ( 4 ) 、 培 养 : 25℃ 左 右 , 每 天 以 16h 、 1500 - 5000lx光照下培养。保证较高温度和充足光照时间。 (5)、继代、生根培养:同器官培养。 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 3.培养基与培养方式 ? (1)常用培养基: MS White、Morel ? (2)提高钾盐的含量会有利于茎尖生长。在用MS培 养基时,其中有些离子的浓度过高应适当稀释。 ? (3)严格控制糖浓度,一般2-4%,蔗糖、葡萄糖较 好。 ? ( 4 ) 适当提高生长素( 0.1 - 0.5mg/L )与细胞分 裂素浓度。有时可加活性炭。用 NAA或 IBA, Kt或 BA, 不用2,4-D。 GA适当。 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 3培养基与培养方式 注意: 一般用琼脂培养基。对于在固体培养 基上易形成愈伤组织的须用滤纸桥。 三、脱毒机理及方法-茎尖培养脱毒 4.影响微茎尖培养的因素 (1).外植体大小: 通常以带1-3个幼叶原基的茎尖(约0.3- 0.5mm)作外植体为宜。不同植物脱毒适宜的茎 尖大小不同。 (2).培养条件:增加光照 (3).外植体的生理状态 茎尖最好在活跃生长的 芽上切取,取芽的时间最好 是在萌动期较好。 三、脱毒机理及方法-其它脱毒方式 ? 愈伤组织培养脱毒 ? 茎尖微体嫁接 ? 化学疗法脱毒 ? 珠心胚培养脱毒 ?花药培养脱毒 1、愈伤组织培养脱毒 原理: (1)愈伤组织分化植株,40%单细胞含有病 毒,病毒的复制赶不上细胞的增殖速度 (2)有些细胞经过突变获得了抗病毒性。 缺陷: 后代变异的几率大;有的愈伤组织不能分 化成苗。 2、茎尖微体嫁接 木本植物茎尖培养难以生根成植株, 将实生苗砧木在人工培养基上种植培 养,再从成年无病树枝上切取微茎尖 (0.3-1.0mm) ,在砧木上进行微体嫁 接,以获得无病毒植株。果树上应用 多。 题名:红花茎尖微嫁接技术研究 作者:付宏岐 辛梅 宋金东 薛萍 史俊卿 出处:《人参研究》 2012年4期 题名:梨的试管微嫁接技术研究 作者:赵巍巍 陈蕾 曹后男 宗成文 姜淑苓 出处:《安徽农业科学》 CAS 2010年2期 基金:国家自然科学基金项目(30560091,30960231 ). 题名:薄皮核桃微嫁接技术研究 作者:苗玉青 吴松林 赵惠新 李冠 出处:《新疆农业为科学》 CAS CSCD 2009年4 期 题名:三个枣品种的微嫁接快繁体系 作者:王娜 秦子禹 刘孟军 项殿芳 出处:《河北科技师范学院学报》