植物离体茎尖培养和培育
53页1、第六章植物离体茎尖培养与培育无病毒苗 第一节培育植物无病毒苗的意义第二节防治病毒的方法第三节茎尖培养脱毒第四节脱毒实例 第一节培育植物无病毒苗的意义 我们知道 多数栽培植物 尤其是无性繁殖的植物 都易受到一种或几种病毒的侵染 例如 已知草莓能感染62种病毒和类菌质体 侵染马铃薯的病毒也多达30多种左右 随着栽培时间的推移 各种植物中侵染病毒的种类越来越多 如核果类1930年报道只有5种病毒 1950年已达到了48种 而1976年则达到95种 第一节培育植物无病毒苗的意义 近年来病毒的侵染范围有日益扩大的趋势 故危害日趋严重 据报道 植物病毒已超过500种 严重危害着农业生产 受病毒侵染的农作物生长迟缓 畸形 产量大幅度下降 品质变劣 甚至完全丧失商品价值 第一节培育植物无病毒苗的意义 1975 1976年 仅广东汕头地区 就因黄龙病而死掉的柑桔树达60万株 柑桔的衰退病曾经毁灭了巴西的大部分柑桔 圣保罗州600万株甜橙死亡 占总数75 至今仍威胁着世界柑桔产业 葡萄扇叶病毒使葡萄减产10 50 枣疯病毁灭掉我国北京密云的金丝小枣 苹果绣果病也是我国果树生产上亟待解决的病毒病 第一节培育
2、植物无病毒苗的意义 1960年以来 日本草莓因病毒病的危害 产量严重降低 品质大大退化 使草莓生产受到灭顶之灾 马铃薯病毒病 主要有十几种病毒 的危害更是全球普遍性的问题 已引起人们的高度重视 第一节培育植物无病毒苗的意义 目前 对细菌和真菌侵染植物后所引起的病害 可以通过药物处理达到治愈的目的 但是现在还没有什么药物处理可以治愈被病毒侵染的植物 因此 培育植物无病毒苗 在生产上具有重要的现实意义和应用价值 培育植物无病毒苗 关键是防治病毒的侵染 第二节防治病毒的方法 防治病毒主要有物理方法 化学方法和生物学方法 其中以生物学方法更为有效 简介如下 1 物理方法 即通过X射线 紫外线 超短波和高温处理等 以钝化植物病毒 其中以热处理最为常用 热处理又称温热疗法 thermotherapy 其基本原理是植物处在较高于正常温度的环境中 组织内许多病毒能部分地或全部地被钝化 而对寄主组织很少或不会伤害 第一节培育植物无病毒菌的意义 A B C 低温 生长区域 温热疗法区域 无伤害 病原体被清除 寄主植株被杀死 图示 植物生长的温度区域与温热疗法区域相对关系图解 B C是热处理的临界区域 寄主
3、 C 和寄主病原体的热死点之间的宽广范围 为温热疗法提供较宽的温度 高温 第二节防治病毒的方法 热处理可由热水或热空气提供 热水处理适用于休眠器官 如种子 块茎 休眠枝条和芽等 热空气处理对活跃生长的器官有较好效果 而且使用较方便 方法 将活跃生长的植株移置温热治疗室 或箱 内 曝于35 40 中一般适宜时间便可 第二节防治病毒的方法 处理温度和时间因植物种类和器官生理条件等不同而异 短则几十分钟 长则达数月 在热处理初期 空气温度必须逐步升高 直至达到所要求的温度为止 被处理的植株必须含有充足的有机养分 同时 处理室内要维持合适的相对湿度和光照 考虑到连续长期在为病毒钝化所需要的高温中 对寄主组织会带来危害 因此 也有采用高 低温交替处理方法 第二节防治病毒的方法 温热治疗的主要缺陷是并非所有病毒对温度都是敏感的 例如 在马铃薯中 只有卷叶病毒能用此法根治 Quak 1977 认为 热处理对防治等径的病毒CisometricViruse和类似线状的病毒 thread likeviruse 以及为支原体所导致的疾病才有效 对杆状和线状的病毒作用不大 而且对寄主植物所作的长时间热处理会钝
4、化植物组织内的阻抗因子 从而增加无效植株的发生率 经热处理后 往往只有少数植株能存活下来 第二节防治病毒的方法 2 化学方法 即用能抑制病毒复制的一些化学物质如孔雀绿 硫尿嘧啶 8 氮鸟嘌呤等和某些病毒抑制剂 如蛋白质与核酸合成抑制剂 以抑制植物病毒 但因这些化学物质或抑制剂同时对寄主组织也有害 故在生产上不常用 第二节防治病毒的方法 3 生物学方法 即通过种子繁殖 愈伤组织和茎尖分生组织培养等方法脱除植物病毒 种子繁殖对有性繁殖植物合用 但对植物无性繁殖没用 愈伤组织培养虽可脱除病毒 但易引起变异 故不常用 茎尖分生组织培养是目前最有效的治疗病毒病的方法 几乎对所有病原体 包括所有病毒均有效 而且该法周期短 效率高 又能与快速繁殖相结合 该法与温热疗法配合使用 效果更佳 第三节茎尖培养脱毒 一 茎尖培养脱毒原理 二 茎尖培养脱毒方法的建立 发展和应用 三 茎尖培养脱毒一般过程 四 茎尖培养脱毒基本技术 第三节茎尖培养脱毒 一 茎尖培养脱毒原理众所周知 病毒在植物体内的分布是不均匀的 在受侵染的植株中 顶端分生组织 茎尖 一般来说是无病毒的 或者只带有浓度很低的病毒 可能的原因是 4点
5、 第三节茎尖培养脱毒 1 在植物体中 病毒的移动主要有两条途径 其一是维管系统 而在顶端分生组织不存在维管系统 其二是胞间连丝 但这条途径的移动速度很慢 难以追赶上活跃的茎尖 因此 在顶端分生组织 茎尖 中 病毒的移动受阻 2 在旺盛的顶端分生组织 茎尖 中 代谢活性很高 使病毒无法进行复印 3 在茎尖中存在高水平内源激素 生长素 可以抑制病毒的增殖 4 在植物体中可能存在一种 病毒钝化系统 virusinactivatingsystem 它在顶端分生组织 茎尖 中的活动应最高 因而茎尖组织不受侵染 第三节茎尖培养脱毒 二 茎尖培养脱毒方法的建立 发展和应用最早 由Holmes 1948 通过茎尖扦插的方法 由受侵染的大丽花中获得了无病毒植株 Morel和Martin 1952 根据这一原理 建立了消除病毒的茎尖培养方法 此后 茎尖培养方法得到迅速发展 现已成为最有效的获得无毒植株的方法 已成功用于多种栽培作物 利用茎尖培养不仅可以消除病毒 还可以消除植物体中多种其它病原菌 目前该技术已在农业生产上得到广泛的应用 据不完全统计 用茎尖培养方法已成功对60多种植物的100多种病毒进行 脱
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