组培获得马铃薯脱毒苗的概要 11.doc

沈阳农业大学 编号（学号）：13484021生物技术专题论文（ 2013届本科）学 院： 生物科学技术学院 专 业： 生物技术（1班） 学 号： 13484021 姓 名： 陈 智 刚 完成日期： 2012 年1月5日组培获得马铃薯脱毒苗的概要摘要：脱除病毒是植物组织培养深入探讨研究中的一个技术难题。本文简要介绍植物组织培养的基本原理和方法，以马铃薯为例，重点介绍了利用热处理加茎尖组织培养法获得马铃薯脱毒苗的具体技术方法，脱毒率可达100%。同时还对植物组织培养脱毒快繁技术的应用前景作了分析。关键词：茎尖培养，组织培养，快繁脱毒技术，病毒检测，应用前景1 植物组织培养研究概况1.1 研究简史自从1943年怀特（White）提出植物细胞“全能性”（Totipotency）学说及诸多后学者（Steward，1958，Guha和Marteshwari，1964）相继证实后，引发植物组织和细胞培养快繁技术的勃然兴起。我国的专家学者在20世纪70年代后也在此领域做了大量的研究和开发工作，创造了很多新方法、新技术，提出不少新成果，开拓了植物组织培养快繁技术的新局面1。目前采用组织培养脱病毒快繁及离体快繁生产株苗的技术已发展相当成熟2。脱毒株苗具有无杂菌、适应能力较强、繁育较快、质量优、抗性好、分蘖性强、繁殖系数高、大批量生产、周年供应、便于运输等优点，已得到有关专家的鉴定及高度评价和种植试验区、种植产区果农的认可。例如脱毒马铃薯、脱毒红薯、脱毒生姜、脱毒大蒜、脱毒草莓、脱毒苗木、脱毒花卉等等，已成为现代农民致富的新宠3。1.2 植物组织培养和脱毒快繁的定义植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌的条件下，将离体的植物（根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（形成层、花药组织、胚乳、皮层等）、细胞（体细胞和生殖细胞）以及原生质体，培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，使其长成完整的植株。由于培养物是脱离植物母体，在玻璃瓶中进行培养，所以也叫做离体培养。其完整过程是： 脱分化 再分化 生长 根茎叶外植体愈伤组织 生长点 或 完整植株 发生 胚状体在有些情况下，再分化也可不经愈伤组织阶段，而直接发生于脱分化的细胞1。植物组织培养脱毒快繁是人工在无菌条件下利用植物体的一部分，在人工控制的营养和环境条件下繁殖植物，脱除病毒得到无毒苗株，继而在大田快速繁殖的技术。脱毒及离体快繁，这是目前植物组织培养应用最多、最广泛和是有效的一个方面。主要是进行茎尖培养脱除病毒。对于脱毒苗、新育成、新引进、稀缺良种、优良单株、濒危植物和基因工程植株等可通过离体快速繁殖，同时可不受地区和气候的影响，比传统的繁殖方法快数万倍。植物组织培养已发展成为一门富有生命力的学科。追究植物组织培养脱毒快繁技术的发展简史，在11世纪就出现的热处理脱毒法，最早解决一些作物的病毒病害问题5。本世纪50年代发展的植物组织培养技术为脱毒提供了一条有效途径。现在植物的脱毒技术有多种，其中应用最广泛的有三种：热处理法、茎尖培养脱毒法、抗病毒药剂法，将不同的方法相结合起来应用效果更好。它们的脱毒原理各不相同。2 马铃薯组织培养脱毒快繁技术鉴于当前农业经济作物生产上苗木（主要是无性繁殖作物）存在着严重病毒累积、品种退化、产量和品质大幅度的下降等问题，探索一种脱毒效果好、繁殖系数高、简易且经济的繁育良种及健苗技术，是当前农业经济作物种苗木生产中急需研究和探讨的课题。下面通过以马铃薯为例，进行热处理加茎尖培养结合病毒检测法获得脱毒苗的方法，简述植物组织培养脱毒快繁技术的应用。2.1 研究简史 马铃薯在种植过程中易感染病毒，当条件适合时，就会在植株体内增殖，转运和积累于所结薯块中，并且世代传递，逐年加重4。病毒的增殖与植物正常代谢极为密切，目前尚没有发现既能杀死病毒又不损伤植物的药剂，病毒危害一度成为马铃薯的不治之症。1953年Nirris将孔雀石绿（Malachite green）加入培养基中抑制病毒繁殖，并通过茎尖组织培养，获得青山（Green mountain）品种无PVX（马铃薯X病毒）的马铃薯植株。此后，通过茎尖组织培养获得无病毒植株的技术迅速发展，为解决马铃薯病毒危害提供了有效途径，为生产提供优良种薯。目前，国际上用茎尖培养产生的马铃薯品种已达150个左右1。科学研究结果证明，侵染马铃薯的病毒有20多种。这些病毒一旦侵入马铃薯植株和块茎，就会引起马铃薯退化，出现各种各样的病态，造成不同程度的减产。研究的结果还证明，病毒在植物组织中分布是不均匀的，并且受一定环境条件影响，在靠近马铃薯茎的顶端病毒浓度很低或不含病毒。根据这一特点，通过茎尖培养可以获得马铃薯无病毒苗5。另外，马铃薯病毒，有的对温度比较敏感，有的不敏感，但对植株或发芽的块茎进行高温处理后再作茎尖培养，一般脱毒率都比较高。因此，在茎尖培养前，对植株和发芽块茎进行3035，28天的高温预处理，能收到良好的效果。2.2 马铃薯茎尖培养脱毒方法利用茎尖组织培养结合病毒检测，对马铃薯进行脱毒，进而生产脱毒种薯用于生产，可有效地防止种薯退化，大幅度提高马铃薯产量5。其主要脱毒方法如下：2.2.1 取材和消毒将欲脱毒地品种块茎催芽，芽长45cm时，剪芽并剥去外叶，自来水下冲洗40min，于无菌室内用漂白粉溶液消毒后，无菌水冲洗23次。2.2.3 剥离茎尖和接种在无菌室内，于40倍地解剖镜下，剥取带1个叶原基地茎尖，接种于MS茎尖培养基地试管中。试管中的MS茎尖培养基包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂，pH值为5.8，经过高压蒸汽灭菌后使用，每试管接种1个茎尖。2.2.4 培养基和培养条件茎尖培养的关键是奖脱毒后的茎尖透导生成带有完整根、茎、的植株，因此选择适合的培养基十分重要。对于马铃薯的茎尖培养来说，需要较多的NO3和NH4+营养，MS和Miller基本培养基都是较好的培养基，而且附加少量（01.mol/l0.5mol/l）的生长素或细胞分裂素或二者都加，培养的效果更好。接种的茎尖培养于25、15003000LX光照条件下培养室内，3个月则长成34片叶的小植株在无菌条件下，进行切段扩繁一次，取部分苗进行病毒检测6。2.2.5 病毒检测 病毒检测是茎尖脱毒不可缺少的步骤。常用鉴别寄主即指示植物或血清学方法进行检测，及时淘汰血清学阳性反应或在指示植物上有症状的茎尖苗，无任何反应的茎尖苗即脱毒苗用作大田快速繁殖。2.2.6 结果通过利用茎尖组织培养结合病毒检测法获得马铃薯脱毒苗，经病毒检测，除去了马铃薯中的病毒病，脱毒率可达100%。3 植物组织培养脱毒快繁技术应用前景的简述植物组织培养技术在作物上主要用于育种和良种繁殖，其次用于无性繁殖作物的脱毒和快繁以及种质的保存等，可见植物组织培养脱毒快繁技术对于农作物苗木的生产具有极其重要的地位1。一些农作物或是花卉植物等因长期的栽培和种植，植物体内被侵染携带病毒、种性退化现在能利用组织培养及快繁脱毒方法开发出的植物脱毒新品种有马铃薯、甘薯、生姜、大蒜、草莓、罗汉果、棕榈、剑麻、香蕉、甘蔗以及花卉植物等几百种再生植株。目前这种技术已得到了广泛应用，前景及范围非常广阔。脱毒株苗的快繁技术是，经过茎尖培养和检测取得的脱毒苗，首先按不同品种保存在管瓶中。在需要时对脱毒苗进行切段繁殖，繁殖试管苗一般都用MS培养基，在100ml的三角瓶接种46节段。每节含一个叶片。在无菌条件下进行培养。培养的节段经过35天即可生根，幼芽也从叶腋发出，10天左右可形成23片叶的幼苗。20天左右即长成56片叶的小植株。一个三角瓶有46株脱毒苗。这些小植株又可按上述方法进行切段繁殖，从而扩大无病毒苗株的数量7。4 结论由微生物所引起的植物组织培养污染一直是当前制约植物组培发展的主要障碍，特别在接种和培养过程中，污染率常常高达80% 以上。如何解决这个问题已经引起很多人的重视.国内许多研究人员开展了这方面的一些研究，但还欠缺更深入的研究探讨。这是有待去探讨开发的一个课题。本文重点研究探讨了介绍了利用热处理加茎尖组织培养法获得马铃薯脱毒苗，得到的脱毒苗脱病毒效果很好，脱毒率达100%。这有效地解决了当前农业经济作物苗木生产传统化、品种退化、优质品种逐渐消亡、病毒病严重等问题。对于拉动农村经济的发展也起到了很大的作用。对于脱毒病毒这一方面，建议把各脱毒方法综合运用，能起到很好的作用。像本文中利用热处理加茎尖组织培养法试验获得马铃薯脱毒苗，其脱毒的效果就很好。参考文献1 曹孜义 刘国民实用植物组织培养技术教程修订本甘肃科学技术出版社，2001.12 韩碧文植物组织培养研究的进展中国植物生理学史料汇编，中国植物生理学会1993：（6165）3 王明霞应用P