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1、第五章、植物離體脫毒快繁技術(shù)一、病毒危害多數(shù)栽培植物,尤其無性繁殖植物,都易受到一種或幾種,甚至幾十種病毒的侵染。例如,草莓染60多種病毒。并且隨著培養(yǎng)時間的推移,侵染病毒的種類越來越多。植物病毒病原體可通過維管束傳導(dǎo)。因此,對無性繁殖的植物來說,一旦感染上病毒之后,就會代代相傳越趨嚴(yán)重。受病毒侵染的植物生長緩慢、畸形、產(chǎn)量大幅度下降,品質(zhì)變劣,甚至完全喪失商品價值。目前,對細(xì)菌和真菌侵染的病害,可通過藥物處理達(dá)到治愈的目的。但還沒有治病毒的特效藥。種子一般不帶病毒(豆類植物除外),種子繁殖可得無毒植株。但對于無性繁殖植物,必須采取一些特殊
2、方法脫除病毒。脫毒快繁的一般過程1、診斷:首先了解供試材料感染病毒的種類2、莖尖培養(yǎng)脫毒或結(jié)合熱處理3、鑒定4、繁殖5、馴化移植1、熱處理脫毒原理:①病毒進(jìn)入植物細(xì)胞后,隨植物細(xì)胞DNA一起復(fù)制。熱處理并不能殺死細(xì)胞,只是鈍化病毒的活性,使病毒在植物體內(nèi)增殖減緩或增殖停止,而失去病毒的侵染能力。②熱處理是一種物理效應(yīng),可加速植物細(xì)胞分裂,在激烈分裂的細(xì)胞中正常核蛋白合成占優(yōu)勢,使植物細(xì)胞在與病毒繁殖的競爭中取勝。因此加速分生組織細(xì)胞的分裂,能夠獲得無病毒植株。二、脫毒方法(一)熱處理脫毒依據(jù)病毒對高溫的敏感,寄主耐高溫。利用這一差異,選擇適
3、當(dāng)?shù)臏囟群吞幚頃r間,進(jìn)行高溫處理,就能使寄主體內(nèi)病毒濃度降低,傳遞速度減慢或失去活性,而寄主細(xì)胞仍然存活,并加快分裂和生長。(1)溫湯浸漬處理(2)熱空氣處理2、熱處理脫毒方法(1)溫水浸漬處理適用于休眠器官,在50℃左右的溫水中浸漬10min至數(shù)小時,方法簡便易行,但易使材料受傷。(2)熱空氣處理熱空氣處理對活躍生長的莖尖效果較好。將生長的盆栽植株移入溫?zé)嶂委熛鋬?nèi),一般35-40℃。處理時間因植物而異,短則幾十分鐘,長可達(dá)數(shù)月。熱處理廣泛應(yīng)用于葡萄、草莓、馬鈴薯和菊花等植物。如:葡萄置于38℃可去除扇葉病毒。熱處理對葡萄扇葉病毒、草莓斑駁
4、病毒、蘋果花葉病毒等球形病毒有作用,而對另一些病毒不起作用,因此,必須與莖尖培養(yǎng)相結(jié)合脫毒效果更好。植物的去病毒技術(shù),實質(zhì)上就是采取不含病毒顆粒或病毒顆粒含量甚少的0.1~0.5mm帶1~2個葉原基的莖尖作為外植體,進(jìn)行微繁殖,使其培養(yǎng)成完整的無病毒小植株的技術(shù)。(二)莖尖培養(yǎng)脫毒1、莖尖培養(yǎng)脫毒原理病毒在植物體內(nèi)分布不均勻,其數(shù)量隨植株部位及年齡而異,越靠近莖頂端區(qū)域,病毒感染的程度越低,生長點即分生組織(約0.1-1mm)幾乎不含或含病毒很少。1、傳導(dǎo)抑制。植物體病毒的移動主要靠2條途徑:一是通過維管系統(tǒng),而分生組織中尚未形成維管系統(tǒng);
5、二是通過胞間連絲,但這條途徑病毒移動速度非常慢,趕不上莖尖和根尖細(xì)胞不斷分裂和活躍的生長速度。2、酶缺乏。莖尖中缺乏病毒合成所需的酶系,存在高水平內(nèi)源激素,可抑制病毒的增殖。莖尖分生組織不帶病毒,可能有4方面的原因:3、能量競爭。當(dāng)植物細(xì)胞分裂DNA復(fù)制時,病毒DNA隨著復(fù)制。因此,植物細(xì)胞分裂和病毒繁殖之間存在相互競爭。在旺盛分裂的分生組織中,代謝活動很高,正常核蛋白合成占優(yōu)勢,使病毒無法進(jìn)行復(fù)制。4、抑制因子存在。在植物體內(nèi)存在有一種“病毒鈍化系統(tǒng)”(抑制因子假說),在分生組織中的活性最高,因而使分生組織不受侵染。2、培養(yǎng)基一般以Whi
6、te、MS為基本培養(yǎng)基,提高鉀鹽和銨鹽含量有利于莖尖生長。MS培養(yǎng)某些植物莖尖時,有些離子濃度過高應(yīng)稀釋。在雙子葉植物中,激素可能在第2對葉原基中合成,所以莖尖的圓錐組織生長激素不能自給,必須加入生長素與細(xì)胞分裂素,濃度要合適。在生長素中應(yīng)避免用易促進(jìn)愈傷組織化的2,4-D,宜用NAA或IBA;細(xì)胞分裂素用KT或BA;GA3對某些植物莖尖培養(yǎng)有用。材料選擇、消毒微莖尖的剝?nèi)〗臃N3、莖尖的培養(yǎng)方法3、莖尖的培養(yǎng)方法需要一臺解剖鏡(8-40倍)。剝離莖尖要迅速并盡快接種,或在一個襯有無菌濕濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)進(jìn)行操作,以防莖尖變干。莖尖分生組織由于有
7、彼此重疊的葉原基的嚴(yán)密保護(hù),只要仔細(xì)解剖,(無須表面消毒)就可得到無菌的外植體。有時消毒處理會增加培養(yǎng)物的污染率。即:葉片包被嚴(yán)緊的芽,如菊花、蘭花,只須75%酒精中浸蘸一下,而葉片包被松散的芽,如香石竹、馬鈴薯等,則要用0.1%次氯酸鈉表面消毒10min。莖尖長(mm)葉原基數(shù)小植株數(shù)脫毒植株數(shù)脫毒率(%)0.1215024480.272421842.90.646400離體莖尖大小對馬鈴薯脫毒效果的影響切取莖尖越小脫毒效果越好,但太小不易成活,過大又不能保證完全除去病毒,所以莖尖大小要合適。剝?nèi)∏o尖過程:解剖鏡下用解剖針將葉片剝掉,解剖針
8、要常消毒。當(dāng)一個半圓球的頂端分生組織充分暴露出來之后,用解剖刀片將帶1-2個葉原基的分生組織切下,接到培養(yǎng)基上。???將接種的莖尖置于22℃左右溫度下。2000-3000lx1