第11講植物快速繁殖和脫毒

1、第11講 植物快速繁殖和脫毒第一節(jié) 植物快速繁殖的途徑和方式植物快繁類型及方式：器官型：頂芽、腋芽或帶芽的莖切段直接萌發(fā)，在適宜的培養(yǎng)基上誘導(dǎo)，不斷發(fā)生腋芽，而成叢芽；最后生根成苗。如芽增殖和微枝扦插都屬于這種方式。特點：繁殖率高、保持物種的遺傳穩(wěn)定性，用于一些木本植物和少數(shù)草本植物的繁殖。器官發(fā)生型：誘導(dǎo)器官外植體脫分化產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)分化培養(yǎng)形成芽、根再生成植株的方式。缺點：由于經(jīng)過愈傷組織階段，無性系后代遺傳性不穩(wěn)定，易產(chǎn)生變異。胚狀體發(fā)生型指植物器官、組織和細胞外植體經(jīng)培養(yǎng)脫分化形成胚狀體再成苗的方式。技術(shù)關(guān)鍵：提高不同外植體胚狀體發(fā)生及萌發(fā)率和提高胚狀體同步化率。特點：胚狀體發(fā)生數(shù)量

2、多、速度快、結(jié)構(gòu)完整，繁殖系數(shù)高；遺傳性穩(wěn)定。原球莖型：蘭花的莖尖或腋芽在組織培養(yǎng)的條件下可直接產(chǎn)生原球莖。原球莖是一種類胚組織，可以繼代增殖成新的原球莖，控制條件也很容易分化成植株。鱗莖型 鱗片近軸面或邊緣直接形成帶根的小鱗莖 在試管內(nèi)形成小鱗莖需較長時間 百合 郁金香貝母 球莖芽型葉柄表面產(chǎn)生圓球形小突起球莖芽，一端出芽一端出根。球莖芽可直接放入土中種植，遺傳性較穩(wěn)定。馴化現(xiàn)象(acclimation)衰退現(xiàn)象(recession)第二節(jié) 繼代培養(yǎng)馴化現(xiàn)象(acclimation)植物組織經(jīng)長期培養(yǎng)，發(fā)生一些變化：開始繼代培養(yǎng)要加入生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，其后加入少量或不加調(diào)節(jié)物質(zhì)就可以生長，這種現(xiàn)

3、象稱為“馴化”。原因：繼代培養(yǎng)中細胞積累了較多的生長物質(zhì)，因此逐漸減少了對外源生長物質(zhì)的需要。衰退現(xiàn)象(recession)經(jīng)長期繼代培養(yǎng)的材料會出現(xiàn)生長不良、再生能力和增殖率下降，喪失形態(tài)發(fā)生能力等現(xiàn)象。影響因素： 1、植物材料 2、培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件 3、繼代培養(yǎng)次數(shù)：香蕉（20次）、蝴蝶蘭（4年） 4、季節(jié)第三節(jié) 莖尖培養(yǎng)脫毒美麗的郁金香與植物病毒病 第一個記載的植物病毒病當(dāng)屬郁金香碎色花病，因為至今荷蘭阿姆斯特丹的博物館還保存著一張1619年荷蘭畫家的一幅得病的郁金香靜物畫。為什么要畫得病的郁金香呢？郁金香雜色花郁金香正常花原因：此病毒是Potyvirus的一種，可由蚜蟲傳播，寄生范圍不

4、廣，郁金香被感染后，通常病癥是葉黃化，花雜色，鱗莖變小而弱，最后逐漸死亡。 雜色郁金香蘋果銹果病毒TMV黃瓜病毒?。–MV）辣椒病毒病(CMV和TMV)黃瓜病毒病一串紅病毒病馬鈴薯Y病毒（PVY）馬鈴薯S 病毒（PVS）馬鈴薯M 病毒（PVM ）馬鈴薯A 病毒（ PVA ）馬鈴薯X病毒（PVX）馬鈴薯卷葉病毒（PLRV）病毒病馬鈴薯退化的主要因素幾種馬鈴薯病毒病的癥狀PVY塊斑花葉PVY脈壞死PVY點壞死PVX輕花葉PVY+PVX 重花葉葉變形PLRV全株卷葉，伴有葉片紙質(zhì)脆感薯塊癥狀K13變形 大西洋出現(xiàn)裂口 魯引畸形 尤金壞死環(huán)裂口 早大白畸形裂口 K1畸形 K18裂口 中3畸形裂口 中5

5、裂口土豆的欲望 變色：花葉、黃化。葉片的葉綠素形成受阻或積聚，從而產(chǎn)生花葉、斑點、環(huán)斑、脈帶和黃化等?；ǘ涞幕ㄇ嗨匾部梢蚨淖?使花色變成綠色或雜色等。 壞死：在葉片上常呈現(xiàn)壞死斑、壞死環(huán)和脈壞死，在莖、果實和根的表面常出現(xiàn)壞死條等。 畸形：葉片皺縮、葉緣卷曲、果面凹凸不平，植株矮化。植物病毒病引起的癥狀一 、 病毒簡介 一類結(jié)構(gòu)簡單生物，由核酸和蛋白質(zhì)分子組成。病毒結(jié)構(gòu)簡單，沒有完整的酶系統(tǒng)來獨立地進行物質(zhì)代謝和能量代謝，只能依靠寄主生物的酶系統(tǒng)實現(xiàn)生理代謝過程，因此，具有寄生性。 TMV病毒在植物體內(nèi)的分布 病毒侵入寄主葉片后，在寄主細胞中進行自我復(fù)制而迅速增殖，并向附近細胞轉(zhuǎn)移，當(dāng)葉片內(nèi)

6、病毒濃度增大到一定量時 韌皮部 維管束，并擴展到植物全株發(fā)病。 病毒在植物中分布不均勻，在頂端分生組織中含毒少，在老組織中病毒增加。病毒的特性及侵染有性生殖退化、僅用無性繁殖方法繁殖的植物，極易受病毒病的侵染。大多植物病毒不經(jīng)種子傳播（?；詮姷牟《境猓?。病毒在生長旺盛的部位繁殖速度慢.病毒病不同于真菌和細菌病害，不能用殺菌劑和抗菌素進行防治，與細胞共生，一旦染病，只能采用撥除病株的措施。 危害園藝植物的病毒數(shù)目早在1934年，White發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒在煙草根中的分布是不均勻的，越靠根尖區(qū)病毒含量越低，在根尖的頂端不含病毒。后來多數(shù)學(xué)者試驗證實，莖尖分生組織的病毒少或無，馬鈴薯、百合、菊花

7、、草莓等莖尖培養(yǎng)脫毒研究得到成功。脫毒效果好，遺傳性穩(wěn)定。二、植物脫毒的原理根尖、莖尖病毒含量少幾種假說能量競爭：病毒核酸和植物細胞分裂時DNA合成均需要消耗大量的能量，而分生組織細胞本身很活躍，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，因而就得不到足夠的能量，從而就抑制了病毒核酸的復(fù)制。 傳導(dǎo)抑制：病毒在植物體內(nèi)的傳播主要是通過維管束實現(xiàn)的，但在分生組織中，維管組織還不健全，從而抑制了病毒向分生組織的傳導(dǎo)。激素抑制：在分生組織中，生長素和細胞分裂素水平均很高，因而阻滯了病毒的侵入或者抑制病毒的合成。 酶缺乏：1969年，Stace-Smith提出，可能病

8、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。 抑制因子：1976年，Martin-Tanguy等提出了抑制因子假說，認為在分生組織中存在有某種抑制因子。莖尖脫毒是控制植物病毒的有效途徑： 藥物防治病毒病效率低； 抗病毒育種步履艱難； 組織培養(yǎng)的高效隔離防治了病毒的再侵染。無病毒苗：指不含該種植物的主要危害病毒，即經(jīng)檢測主要病毒在植物體內(nèi)的存在表現(xiàn)陰性反應(yīng)的苗木。 三、莖尖培養(yǎng)脫毒的方法原原種 原種 生產(chǎn)種3.1 材料的培養(yǎng)和滅菌 1取樣：用于脫毒的植株應(yīng)健康無病害植株。可直接從選定的植株上取梢段進行消毒接種。也可從室內(nèi)培養(yǎng)12月并進行熱處理的盆栽扦插苗上，采頂

9、芽與側(cè)芽消毒接種。 2消毒：剪取梢段（也可用側(cè)芽）35cm，剝?nèi)ゴ笕~片，用自來水沖洗干凈，在75酒精中浸泡 30s左右，用5漂白粉溶液消毒1020min（或用 0.1HgCl2消毒數(shù)分鐘），最后用無菌水沖洗材料 45次。準備莖尖剝離的芽 3.2 莖尖剝離與接種在超凈工作臺上，將已消毒的芽放在墊有無菌濾紙的培養(yǎng)皿中（已滅菌）。在雙筒解剖鏡（40倍）下，用解剖針或鑷子將材料固定于視野中，用解剖刀尖仔細剝?nèi)ビ兹~，至出現(xiàn)裸露的生長點。用刀尖切下帶12個葉原基的生長點（約0.30.5mm)。用解剖針或解剖刀尖將切下的莖尖轉(zhuǎn)至培養(yǎng)基上（頂部向上)，每管接12個莖尖。 為防止莖尖失水，可用無菌水潤濕濾紙。操

10、作中注意隨時更換濾紙和接種工具，剝?nèi)∏o尖時切勿損傷生長點。3.3 莖尖培養(yǎng)培養(yǎng)基 合適的培養(yǎng)基對莖尖誘導(dǎo)成完整植株有重要影響。 MS培養(yǎng)基適于多種植物莖尖培養(yǎng)。White、Morel等培養(yǎng)基也有廣泛的應(yīng)用。植物應(yīng)嚴格控制培養(yǎng)基中糖的濃度。培養(yǎng)基中加入生長素（IAA、NAA）和細胞分裂素（KT、BA）或椰乳，對促進不同大小的莖尖外植體生長和分化是必要的。GA3的適當(dāng)配合，促進效果良好。2,4-D常導(dǎo)致愈傷組織發(fā)生，應(yīng)避免使用。培養(yǎng)條件 接種后材料置 25±2，光照度 10005000lx，每日光照1016h條件下培養(yǎng)。溫度對莖尖培養(yǎng)的影響不及光照。不同植物莖尖培養(yǎng)適宜的光強與光照時間不

11、同，但一般光照培養(yǎng)比暗培養(yǎng)效果好。 培養(yǎng)兩個月左右，大的莖尖再生出綠芽，小的（0.10.3mm）莖尖則需3個月以上，有的甚至更長時間才發(fā)生綠芽。其間應(yīng)更換新鮮培養(yǎng)基。提高培養(yǎng)基中6-BA的濃度，可形成大量叢生芽。莖尖培養(yǎng)生長可能的4種類型：3.4 病毒檢測 我國現(xiàn)有的脫毒馬鈴薯生產(chǎn)體系，一般微型薯種植1-3代后就作為商品薯生產(chǎn)，種薯生產(chǎn)成本高。利用青海高原特有的生態(tài)氣候條件，建立了國內(nèi)領(lǐng)先的省、縣、鄉(xiāng)、村四級種薯生產(chǎn)體系，品種脫毒后種薯至少可繁殖4代，最多可達6-7代，使種薯生產(chǎn)成本大大降低，加快了脫毒馬鈴薯推廣的進程。省級體系 ：脫毒苗快繁組培快繁溫室生產(chǎn)霧培微型薯（省農(nóng)科院） 微型薯恒溫庫貯藏 省、縣原種繁殖基地省級體系： 省級高山繁育基地 海拔最高的省級原原種基地（湟源寺寨）縣級體系：縣級高山繁育基地 樂都縣級原種基地（中嶺）鄉(xiāng)級體系 ：鄉(xiāng)級種薯繁育基地民和古鄯互助丹麻村級體系 ：村級種薯繁育基地田間病害防治種薯收獲脫毒馬鈴薯種薯繁育基地青海省馬鈴薯高山試驗基