第11讲植物快速繁殖和脱毒

1、第11讲 植物快速繁殖和脱毒第一节 植物快速繁殖的途径和方式植物快繁类型及方式：器官型：顶芽、腋芽或带芽的茎切段直接萌发，在适宜的培养基上诱导，不断发生腋芽，而成丛芽；最后生根成苗。如芽增殖和微枝扦插都属于这种方式。特点：繁殖率高、保持物种的遗传稳定性，用于一些木本植物和少数草本植物的繁殖。器官发生型：诱导器官外植体脱分化产生愈伤组织，经分化培养形成芽、根再生成植株的方式。缺点：由于经过愈伤组织阶段，无性系后代遗传性不稳定，易产生变异。胚状体发生型指植物器官、组织和细胞外植体经培养脱分化形成胚状体再成苗的方式。技术关键：提高不同外植体胚状体发生及萌发率和提高胚状体同步化率。特点：胚状体发生数量

2、多、速度快、结构完整，繁殖系数高；遗传性稳定。原球茎型：兰花的茎尖或腋芽在组织培养的条件下可直接产生原球茎。原球茎是一种类胚组织，可以继代增殖成新的原球茎，控制条件也很容易分化成植株。鳞茎型 鳞片近轴面或边缘直接形成带根的小鳞茎 在试管内形成小鳞茎需较长时间 百合 郁金香贝母 球茎芽型叶柄表面产生圆球形小突起球茎芽，一端出芽一端出根。球茎芽可直接放入土中种植，遗传性较稳定。驯化现象(acclimation)衰退现象(recession)第二节 继代培养驯化现象(acclimation)植物组织经长期培养，发生一些变化：开始继代培养要加入生长调节物质，其后加入少量或不加调节物质就可以生长，这种现

3、象称为“驯化”。原因：继代培养中细胞积累了较多的生长物质，因此逐渐减少了对外源生长物质的需要。衰退现象(recession)经长期继代培养的材料会出现生长不良、再生能力和增殖率下降，丧失形态发生能力等现象。影响因素： 1、植物材料 2、培养基和培养条件 3、继代培养次数：香蕉（20次）、蝴蝶兰（4年） 4、季节第三节 茎尖培养脱毒美丽的郁金香与植物病毒病 第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，因为至今荷兰阿姆斯特丹的博物馆还保存着一张1619年荷兰画家的一幅得病的郁金香静物画。为什么要画得病的郁金香呢？郁金香杂色花郁金香正常花原因：此病毒是Potyvirus的一种，可由蚜虫传播，寄生范围不

4、广，郁金香被感染后，通常病症是叶黄化，花杂色，鳞茎变小而弱，最后逐渐死亡。 杂色郁金香苹果锈果病毒TMV黄瓜病毒病（CMV）辣椒病毒病(CMV和TMV)黄瓜病毒病一串红病毒病马铃薯Y病毒（PVY）马铃薯S 病毒（PVS）马铃薯M 病毒（PVM ）马铃薯A 病毒（ PVA ）马铃薯X病毒（PVX）马铃薯卷叶病毒（PLRV）病毒病马铃薯退化的主要因素几种马铃薯病毒病的症状PVY块斑花叶PVY脉坏死PVY点坏死PVX轻花叶PVY+PVX 重花叶叶变形PLRV全株卷叶，伴有叶片纸质脆感薯块症状K13变形 大西洋出现裂口 鲁引畸形 尤金坏死环裂口 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 变色：花叶、黄化。叶片的叶绿素形成受阻或积聚，从而产生花叶、斑点、环斑、脉带和黄化等。花朵的花青素也可因而改变,使花色变成绿色或杂色等。 坏死：在叶片上常呈现坏死斑、坏死环和脉坏死，在茎、果实和根的表面常出现坏死条等。 畸形：叶片皱缩、叶缘卷曲、果面凹凸不平，植株矮化。植物病毒病引起的症状一 、 病毒简介 一类结构简单生物，由核酸和蛋白质分子组成。病毒结构简单，没有完整的酶系统来独立地进行物质代谢和能量代谢，只能依靠寄主生物的酶系统实现生理代谢过程，因此，具有寄生性。 TMV病毒在植物体内的分布 病毒侵入寄主叶片后，在寄主细胞中进行自我复制而迅速增殖，并向附近细胞转移，当叶片内

6、病毒浓度增大到一定量时 韧皮部 维管束，并扩展到植物全株发病。 病毒在植物中分布不均匀，在顶端分生组织中含毒少，在老组织中病毒增加。病毒的特性及侵染有性生殖退化、仅用无性繁殖方法繁殖的植物，极易受病毒病的侵染。大多植物病毒不经种子传播（专化性强的病毒除外）。病毒在生长旺盛的部位繁殖速度慢.病毒病不同于真菌和细菌病害，不能用杀菌剂和抗菌素进行防治，与细胞共生，一旦染病，只能采用拨除病株的措施。 危害园艺植物的病毒数目早在1934年，White发现烟草花叶病毒在烟草根中的分布是不均匀的，越靠根尖区病毒含量越低，在根尖的顶端不含病毒。后来多数学者试验证实，茎尖分生组织的病毒少或无，马铃薯、百合、菊花

7、、草莓等茎尖培养脱毒研究得到成功。脱毒效果好，遗传性稳定。二、植物脱毒的原理根尖、茎尖病毒含量少几种假说能量竞争：病毒核酸和植物细胞分裂时DNA合成均需要消耗大量的能量，而分生组织细胞本身很活跃，其DNA合成是自我提供能量自我复制，而病毒核酸的合成要靠植物提供能量来自我复制，因而就得不到足够的能量，从而就抑制了病毒核酸的复制。 传导抑制：病毒在植物体内的传播主要是通过维管束实现的，但在分生组织中，维管组织还不健全，从而抑制了病毒向分生组织的传导。激素抑制：在分生组织中，生长素和细胞分裂素水平均很高，因而阻滞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统在分生组织中缺乏或还没建立，因而病毒无法在分生组织中复制。 抑制因子：1976年，Martin-Tanguy等提出了抑制因子假说，认为在分生组织中存在有某种抑制因子。茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径： 药物防治病毒病效率低； 抗病毒育种步履艰难； 组织培养的高效隔离防治了病毒的再侵染。无病毒苗：指不含该种植物的主要危害病毒，即经检测主要病毒在植物体内的存在表现阴性反应的苗木。 三、茎尖培养脱毒的方法原原种 原种 生产种3.1 材料的培养和灭菌 1取样：用于脱毒的植株应健康无病害植株。可直接从选定的植株上取梢段进行消毒接种。也可从室内培养12月并进行热处理的盆栽扦插苗上，采顶

9、芽与侧芽消毒接种。 2消毒：剪取梢段（也可用侧芽）35cm，剥去大叶片，用自来水冲洗干净，在75酒精中浸泡 30s左右，用5漂白粉溶液消毒1020min（或用 0.1HgCl2消毒数分钟），最后用无菌水冲洗材料 45次。准备茎尖剥离的芽 3.2 茎尖剥离与接种在超净工作台上，将已消毒的芽放在垫有无菌滤纸的培养皿中（已灭菌）。在双筒解剖镜（40倍）下，用解剖针或镊子将材料固定于视野中，用解剖刀尖仔细剥去幼叶，至出现裸露的生长点。用刀尖切下带12个叶原基的生长点（约0.30.5mm)。用解剖针或解剖刀尖将切下的茎尖转至培养基上（顶部向上)，每管接12个茎尖。 为防止茎尖失水，可用无菌水润湿滤纸。操

10、作中注意随时更换滤纸和接种工具，剥取茎尖时切勿损伤生长点。3.3 茎尖培养培养基 合适的培养基对茎尖诱导成完整植株有重要影响。 MS培养基适于多种植物茎尖培养。White、Morel等培养基也有广泛的应用。植物应严格控制培养基中糖的浓度。培养基中加入生长素（IAA、NAA）和细胞分裂素（KT、BA）或椰乳，对促进不同大小的茎尖外植体生长和分化是必要的。GA3的适当配合，促进效果良好。2,4-D常导致愈伤组织发生，应避免使用。培养条件 接种后材料置 25±2，光照度 10005000lx，每日光照1016h条件下培养。温度对茎尖培养的影响不及光照。不同植物茎尖培养适宜的光强与光照时间不

11、同，但一般光照培养比暗培养效果好。 培养两个月左右，大的茎尖再生出绿芽，小的（0.10.3mm）茎尖则需3个月以上，有的甚至更长时间才发生绿芽。其间应更换新鲜培养基。提高培养基中6-BA的浓度，可形成大量丛生芽。茎尖培养生长可能的4种类型：3.4 病毒检测 我国现有的脱毒马铃薯生产体系，一般微型薯种植1-3代后就作为商品薯生产，种薯生产成本高。利用青海高原特有的生态气候条件，建立了国内领先的省、县、乡、村四级种薯生产体系，品种脱毒后种薯至少可繁殖4代，最多可达6-7代，使种薯生产成本大大降低，加快了脱毒马铃薯推广的进程。省级体系 ：脱毒苗快繁组培快繁温室生产雾培微型薯（省农科院） 微型薯恒温库贮藏 省、县原种繁殖基地省级体系： 省级高山繁育基地 海拔最高的省级原原种基地（湟源寺寨）县级体系：县级高山繁育基地 乐都县级原种基地（中岭）乡级体系 ：乡级种薯繁育基地民和古鄯互助丹麻村级体系 ：村级种薯繁育基地田间病害防治种薯收获脱毒马铃薯种薯繁育基地青海省马铃薯高山试验基