植物脱毒程序及技术要领
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
一、茎尖培养脱毒 (一)茎尖培养脱毒原理 1、病毒在植物体内的分布
越靠近茎顶端区域的病毒,其感染深度越 低,生长点(约0.1~1.0mm区域)则几乎不含 或含病毒很少。离尖端越远病毒浓度越高。
无病毒苗的保存 隔离保存:种植于防虫网室 长期保存:
低温保存:茎尖或小植株培养基。19℃低温低光照,6-12月更换培养基。
冷冻保存:用液氮(-196℃)。
无病毒苗的繁殖 嫁接繁殖 扦插繁殖 压条繁殖 匍匐茎繁殖
本章小结
去除植物病毒的方法:热处理法、微茎尖培 养法、愈伤组织培养法和茎尖微体嫁接法。
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花药脱毒
1974年日本大泽胜次首次发现,草莓 花药培养可产生无病毒植株。
草莓花药培养脱毒率高于茎尖脱毒 率,一般可达80%以上。
三、理化方法脱毒
1、物理方法: 高温处理,又称温热疗法。35-40℃一些病
毒钝化失活。 低温处理,又称冷疗法。5℃处理4-7个月
2、化学处理 病毒抗血清预处理 RNA合成抑制剂处理 病毒唑处理
2、取茎尖与接种
取芽放在无菌的垫有滤纸的培养皿中,在 解剖镜下,用刀剥去幼叶,露出生长点。 带1-3个叶原基的茎尖作外植体(约0.30.5mm。使用培养容器以保湿性好的为宜。
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3、培养 25℃左右;10-16h/d, 1500—50001x,2-3个月长绿点
4、生根诱导 2-3cm高的无根苗——生根培养基, 1-2个月生根
法之一。
四、分子生物学鉴定法
双链RNA法(dsRNA) 互补DNA(cDNA)检测法
植物脱毒方案
(2)针对不同病毒类型,采用相应的防治措施,如抗病毒剂、病毒抑制剂等。
四、组织与实施
1.成立植物脱毒工作领导小组,负责方案的组织实施和协调。
2.设立植物脱毒技术指导小组,负责技术培训和指导。
3.加强与农业科研院所的合作,引进、消化和推广植物脱毒技术。
4.加大政策扶持力度,鼓励农民参与植物脱毒技术的推广和应用。
5.组织开展植物脱毒技术培训,提高农民防治水平。
五、效果评估与总结
1.定期对植物脱毒效果进行评估,分析产量、品质等方面的变化。
2.总结植物脱毒经验,不断完善和优化方案。
3.及时向上级部门汇报工作进展,争取政策支持和资金扶持。
六、结语
本植物脱毒方案旨在为我国农业生产提供一套合法合规的植物病毒防治方法,降低病毒危害,提高作物产量和品质。各级农业部门应认真组织实施,确保方案取得实效,助力我国农业现代化建设。
第2篇
植物脱毒方案
一、引言
植物病毒是影响作物产量和品质的重要因素,对农业生产构成严重威胁。为有效控制植物病毒的危害,保障农业生产安全,提高作物产量和品质,特制定本植物脱毒方案。
二、目标
1.降低植物病毒危害,提升作物产量和品质。
2.推广植物脱毒技术,提高农业生产效益。
3.增强农民对植物病毒防治的认识,提高防治水平。
4.健康栽培管理:
a.严格执行轮作制度,减少病毒在土壤中的积累。
b.加强田间管理,合理施肥,提高植株抗病能力。
c.控制害虫危害,减少病毒传播途径。
d.适时播种,合理密植,降低病毒危害。
5.及时发现并处理病毒感染植株。
b.建立病毒监测预警系统,掌握病毒发生动态,为防治提供科学依据。
第三章植物脱毒技术
2、分子生物学检测法
(1)PCR检测法
待测脱毒植物病毒总DNA序列
ACGGGTTATCGGTCGAATAACACGGGCAATTTTACGATTAGACTAACGGGGAGAC TGCCCAATAGCCA 引物 TGCCC 随机引物
ACGGGTTATCGGTCGAATAACACGGGCAATTTTACGATTAGACTAACGGGGAGAC
●同时同样的处理效果也不一样(具有不确定性)。
●对植株有伤害,只有部分植株成活。
●对寄主植物进行较长时间的高温处理有可能钝化植物组织 中的阻抗因子,使寄主植物中抗病毒因子难于活化,从而 增加无效植株的发生率。
三、热处理结合茎尖脱毒
1 把切取的草莓芽洗净后 2 先经过高温短时间热处理,杀死部分病毒; 3 然后在无菌条件下对经过处理的材料,在解剖镜下解剖, 4 切取分生组织尖端0.2-0.3mm生长点, 5 迅速接种到最佳启动培养基上,在25℃下暗培养。 6 待长出愈伤组织后转入光培养, 7 接种到另一种丛芽培养基上,即产生丛生芽及绿苗。 8 将绿苗接种在生根培养基上, 9 20天后待根长2-5cm时即可炼苗移栽,成活率达到95% 以上。
(三)酶联免疫吸附检测法
(四)其它鉴定方法
1、电镜检测法
病毒颗粒一般小于0.1um的微粒,人的眼睛观 察不到,光学显微镜仅观察200nm的微粒,而电子 显微镜则将分辨能力增大至0.5nm。通过电子显微 镜在病毒的薄样品或部分纯化的病毒悬浮液中容易 观察到。采用电子显微镜法鉴定病毒,直接观察有 无病毒颗粒存在,并观察有关病毒颗粒大小、形状 和结构,由于这些特征稳定,对病毒鉴定有很大的 作用。
• 4、生根诱导
五章植物脱毒技术
五章植物脱毒技术第8章植物脱毒技术(4学时)目的要求:(1)掌握植物微茎尖培养的脱毒方法;(2)一般掌握无毒苗木的鉴定方法;(3)掌握组织培养脱毒苗在生产上的重要意义;(4)一般掌握脱毒苗木的保存和利用方法病毒在植物上的危害通常危害植物的病毒有几百种,并且随着生产栽培时间的延长,危害程度越来越严重,种类越来越多。
尤其是靠无性繁殖的作物,如利用茎(块茎、球茎、鳞茎、根茎、匍匐茎),根(块根、宿根)、枝、叶、芽(顶芽、侧芽、球芽、不定芽)等通过嫁接、分株、扦插、压条等途径来进行繁殖的。
像苹果、葡萄、草莓等。
花卉的百合、唐菖蒲、水仙、郁金香、香石竹、菊花等,蔬菜的马铃薯、姜等。
而以种子进行繁殖的种类,除豆类外,其他均可随着世代的交替而去除病毒,即病毒只能危害一个世代。
而在无性繁殖的种类中,由于病毒通过营养体进行传递,在母株内逐代积累,危害日趋严重。
一些园艺植物以小规模集约栽培,造成连作危害问题,并加重土壤传染性病毒的危害。
病毒的危害给植物生产带来的损失是很大的,如草莓病毒的危害,使草莓产量严重降低,品质大大退化。
葡萄扇叶病毒使葡萄减产10%~18%,为害马铃薯的病虫害则更多,大约有几十种,因此,给马铃薯生产带来严重障碍。
花卉病毒的危害一般会影响花卉的观赏价值,其表现是花少而小,产生畸形、变色等。
为了提高植物的产量和质量,根除病毒和其他病原菌是非常必要的。
虽然通过防治细菌和真菌的药物处理,可以治愈受细菌和真菌侵染的植物,但现在还没有什么药物可治愈受病毒侵染的植物。
若一个无性系的整个群体都已受到侵染,获得无病毒植株的唯一方法就是消除营养体的病原菌,并由这些组织中再生出完整的植株。
一旦获得了一个不带病原菌的植株,就可在不致受到重新侵染的条件下,对它进行营养繁殖。
用组织培养法消除病毒是唯一行之有效的方法。
由于病毒对植物造成如此严童的危害。
所以世界各国都开始重视这方面的研究,如日本用柑桔茎尖微嫁接繁殖无病毒柑桔营养系。
第五章 植物脱毒技术
3.电子显微镜检查法
病毒制品切成约20nm厚的薄片,置于铜载网上,在电子显微镜下 观察。
Schematic representation of virus eradication process in potato. Aseptic plantlets are established fromnodal segments (c) or tuber pieces (a) and micropropagated(d, e). The parent plant (b) or the in vitro–raised plants (d, e) are subjected to thermotherapy, and 0.2-mm meristem-tips (f) are excised from them and cultured. The plants derived from these meristems before (g, h) and after (i) transfer to greenhouse are indexed for viruses and viroids.
应用举例
(一)茎尖脱毒与组培
取材与消毒
• 品种选好后,在生长季节选择典型植株,收获薯块,
播于室内砂床育芽,芽长4~5厘米,剪取2~3厘米的
壮芽,剥去易见叶片,放在自来水下冲洗1小时左右 ,在无菌室里用0.1%的升汞或70%酒精消毒1分钟,立 即用5%漂白粉或次氯酸钠浸泡5~10分钟,再用无菌水 冲洗3次,放入培养器内。
(二)草莓脱毒繁苗
1、脱毒苗的提出
壮苗体内有较多的营养积累,根系发达,定植大田后能很快缓苗生
长,形成健壮草莓植株并分化出较多花芽,为翌年丰产奠定基础。
植物热处理脱毒的原理与方法
植物热处理脱毒的原理与方法
植物热处理脱毒原理是通过高温处理,使植物体内的病毒、细菌等组织外寄生体丧失其活力,进而达到消除病毒、减轻病害的目的。
这是一种无毒、高效、经济的植物病毒消杀方法。
该方法可用于许多不同种类的植物,其中包括果树,蔬菜和花草等。
植物热处理脱毒的方法为:先进行大量繁育无病原体的植株,待达到孕穗期或生长期较快时,将植株以恰当的温度(温度视被脱毒物种的不同而异)进行热处理,处理前需充分浸泡植株根部,确保植株整体接受热处理。
处理时间通常为六小时左右。
之后再生长该植株,即可获得经热处理脱毒的干净植株。
需要注意的是,不同种类的植物对热处理的温度、时间的要求有所不同,需要根据不同植物的生长习性、抗病性等因素设计热处理方案。
另外,在使用该方法进行脱毒时,还需要注意工作人员的操作规范和卫生防护措施,以确保安全。
植物脱毒组培的方法和原理
植物脱毒组培的方法和原理
植物脱毒组培是一种通过细胞或组织培养技术去除植物组织中的病毒或其他病原体的方法。
其方法包括以下几个步骤:
1. 选择合适的母本植株:选择健康没有病毒污染的植物作为母本植株。
2. 提取母本组织:从母本植株中提取出组织,如叶片、茎段、种子等。
3. 建立细胞或组织培养:将提取的组织转移到营养培养基上,提供适宜的营养物质和激素,促使组织细胞分裂和生长。
4. 建立病毒感染模型:将营养培养基中加入病毒悬浮液或病毒感染的植物部分,使细胞或组织感染上病毒。
5. 选择抗病株系:在病毒感染的条件下,筛选出能够抵抗病毒感染的细胞或组织,这些细胞或组织可以表现出无病毒或低病毒含量的状态。
6. 培养和繁殖抗病株系:将筛选出的抗病细胞或组织进行继代培养,使其继续增殖和繁殖。
植物脱毒组培的原理主要基于以下几个方面:
1. 细胞或组织培养条件的控制:适宜的培养基成分和激素浓度能够促进细胞分裂和生长,同时也能够改变细胞的物质代谢和
抵抗能力,有利于抗病性的培养。
2. 细胞再分化的能力:在培养条件下,植物组织细胞有再分化为器官样组织的能力,可以通过再分化获得无病毒细胞或组织。
3. 病毒感染的选择性:某些植物病毒在体内能够引起明显的病症,但在体外无法复制,通过在体外培养条件下去除病毒复制的环境,可以选择出无病毒的细胞或组织。
4. 细胞或组织的抗病机制:植物组织细胞通过产生抗病蛋白、抗氧化物质等手段,形成对病毒感染的抵抗能力,通过培养和筛选可以选择出具有这种抗病机制的细胞或组织。
植物脱毒组培方法的应用可以用于繁殖无病毒植株、培育新品种、保存稀有植物等。
植物脱毒技术
第二节 脱毒苗鉴定
一、直接检测法 二、指示植物法 三、抗血清鉴定法 四、分子生物学鉴定法 五、电镜检测法
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一、直接检测法
直接观察植株生长状态是否异常,茎叶上有无特定 病毒可见症状,从而可判断病毒是否存在。如矮缩病 毒引起寄主植物叶片退绿、坏死、扭曲、植株矮缩, 花叶病毒引起寄主植物叶片脉间失绿等。 简便、直观、准确。
植物脱毒技术
三、抗血清鉴定法
(一)原理 人和动物感病后,血清中会产生抗体。刺激抗体产 生的物质多为蛋白质,称为抗原。抗原与抗体间能发 生高度专一性的反应,称为血清学反应(免疫反应)。
植物脱毒技术 三、抗血清鉴定法
抗体存在于血清中,故叫抗血清。植物病毒是核酸和蛋白质组成的复合体,因此, 也是一种抗原,注射到动物体内,会引起相应特异抗体的产生。因此,利用特定病毒 的抗血清.通讨血清学反应即可检测该种病毒。 抗血清鉴定方法专一性强、快速简便。分离纯化病毒(抗原),制备纯净的抗血清 是抗血清鉴定中最关键的环节。植物病毒抗血清的制备方法是:先提取、纯化植物病 毒,将高纯度病毒注射到动物(如家兔、山羊、老鼠)体内,再从动物血液中提取和 纯化抗血清。
植物脱毒技术
三、抗血清鉴定法
3.环形接口法 在毛细管或细长玻管中,抗 原抗体通过扩散结合。病毒抗原位于上部呈层 状,少量抗血清向毛细管渗入,至达到足够的 抗原/抗体比率时,在该区域产生可见沉淀物。 此法简单快速。
植物脱毒技术
三、抗血清鉴定法
4.酶联免疫吸附分析法(ELISA)
基本原理是用化学处理方法将酶与抗体(或抗原) 结合,制成酶标抗体(原),这些酶标记物仍保持其 免疫活性,能与相应抗体或抗原特异结合形成酶标记 免疫复合物,遇相应底物时,免疫复合物上的酶催化 无色的底物,降解生成有色产物或沉淀物,前者可用 比色法定量测定,后者可肉眼观察或通过光学显微镜 识别。
第三章第二节脱毒苗培养章节优讲
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(3)热处理脱毒:
通过热处理可以由受病毒侵染的个体得到无病毒植株, 其原理是利用病毒与植物的耐热性不同,在高于常温的环 境下,植物组织中的病毒受热后可被部分或全部钝化或失 去活性,而寄主植物组织很少或不会受到伤害。或高温下 植物生长快,而病毒增殖慢而使植物新生部分不带病毒。
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生长至1.0-1.5 cm的无毒苗接种于生根培养基诱导生根或 在诱导试管鳞茎、试管种薯等培养基上诱导形成脱毒鳞茎、 脱毒种薯等繁殖材料。
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一、脱毒的意义:
无性繁殖作物长期营养繁殖,易受病毒侵染,而使病 毒在体内积累,导致种性退化,造成产量下降或品质降低 甚至死亡,给农业造成巨大损失。
通过茎尖培养获得无病毒种苗,对退化品种进行提纯复 壮。提高产量和品质,如马铃薯脱毒可提高产量30-60%, 提高了经济效益。此外,由于减少农药使用,可以保护生 态环境。
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2. 热处理脱毒条件:
(1)温度和持续时间:因病毒种类而异,有些33-34℃处 理28-33d即可脱毒,而有些必须在39-42 ℃处理50-60d, 耐热杆状病毒热处理脱毒效果差。在植物的耐热范围内, 温度越高,脱毒效果越好。一般采用35-38 ℃.尤其37℃ 恒温处理30±2天为普遍。也可采用高低温处理减少对植物 的损伤。如马铃薯40 ℃ (4h)+16-20 ℃(20h)。
1.热处理脱毒方法:
可以通过温汤浸渍或热空气处理法脱毒,前者对休眠芽 效果较好,后者对活跃生长的茎尖效果较好。
热空气处理即把旺盛生长的植物移入热疗室,在35-40℃ 下处理一定时间(几分钟到数周)热处理后将茎尖切下嫁 接于无病毒砧木或进行组织培养。热处理温度应逐步升高, 直到要求温度。
植物脱毒方法
植物脱毒方法
1、茎尖培养脱毒:病毒在植物体内的分布并不均匀,越靠近茎端的病毒的感染深度越低,生长点则几乎不含或含病毒很少。
2、愈伤组织培养脱毒法:通过植物的器官和组织的培养,脱分化诱导产生愈伤组织,然后从愈伤组织再分化产生芽,长成小植株,可以得到无病毒苗。
3、珠心胚培养脱毒:病毒一般不通过种子传播,由珠心细胞发育成的胚再生的植株是无毒的,并具有与母本相同的遗传特性。
4、茎尖微体嫁接:将实生苗砧木在人工培养基上种植培育,再从成年无病树枝上切取0.4—1.0mm茎尖,在砧木上进行试管微体嫁接,以获得无病毒幼苗。
5、花药培养脱毒。
6、热处理脱毒:一些病毒对热不稳定,在高于常温的温度下(35-40°C),即钝化失活。
7、化学处理:抑制或杀死病毒。
第六章 植物脱毒技术
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
三、热处理结合茎尖培养脱毒
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
四、其它脱毒方法
(一)愈伤组织培养脱毒
(二)珠心胚培养脱毒 (三)微尖嫁接脱毒
(四)花药培养脱毒
(五)蒜薹圆盘培养脱毒 (六)化学处理
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
四、其它脱毒方法
(一)愈伤组织培养脱毒 将感染病毒的组织离体培养获得愈伤组织,再诱导愈伤组 织分化成苗,从而获得无病毒植株的方法,即愈伤组织培养脱 毒法。
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
三、热处理结合茎尖培养脱毒 热处理可以在茎尖离体之前的母株上进行,也可以在茎尖 培养期间进行。前一种方法可以使母枝快速生长,茎尖生长速 度远远高于病毒复制和传播的速度,离体茎尖外植体可以比不 经热处理的大一点,这样既可以保证高的脱毒率,又可以提高 离体茎尖的存活率和再生植株百分数。热处理结合茎尖培养的 脱毒方法已成功地用来对马铃薯、菊花、石竹、草莓进行脱毒。
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
侵入途径: 植物病毒只能通过不至于造成寄主细胞死亡的 微小伤口才能完成侵入,有些病毒是通过在寄主的细胞壁上机 械地造成微伤而侵入的,有些却需要特定的昆虫刺吸式口器, 把病毒输入寄主的薄壁组织或韧皮部中,并建立寄主关系。
植物脱毒技术
第一节 脱毒方法
危害症状:当植物受到病毒侵染以后,由于寄主植株本身 的正常新陈代谢等生理机能受到干扰,使叶绿体的合成、花青 素生产和激素的合成分配等受到显著影响,从而使寄主植株的 外观也表现出不正常状态。如植株矮小、叶片失绿或变色、分 蘖及枝芽增加以及果、叶畸形等。 园艺植物中有相当多的种类是采用无性繁殖法,即利用茎、 根、枝、叶、芽等通过嫁接、分株、扦插、压条等途径进行繁 殖的,病毒通过营养体传递给后代,使危害逐年加重,而且园 艺植物通常呈规模化集约栽培,易造成连作危害,加重了土壤 传染性和线虫传染性病毒的危害。
植物组织培养技术第七章植物脱毒快繁技术
1、茎尖培养脱毒原理
病毒在植物体内分布不均匀,其数量随植株 部位及年龄而异,越靠近茎顶端区域,病毒感染 的程度越低,生长点即分生组织(约0.1-1mm) 几乎不含或含病毒很少。
分生组织不带病毒,可能有4方面的原因:
1、植物体病毒的移动主要靠2条途径:一是通过维管 系统,而分生组织中尚未形成维管系统;二是通过胞间连 丝,但这条途径病毒移动速度非常慢,赶不上茎尖和根尖 细胞不断分裂和活跃的生长速度。
二、脱毒方法
(一) 热处理脱毒
(一)发现: 1889年印度尼西亚爪畦人发现,患枯萎病的甘蔗(现证
明为病毒病),放在50-52℃的热水中保持30min,甘蔗就可 去病生长良好。以后此方法被广泛用于防治许多植物的病 毒病。
热处理又称温治疗法。
• 1、热处理脱毒原理:
①病毒是DNA大分子,病毒进入植 物细胞后,随植物细胞DNA一起复制。 热处理并不能杀死细胞,只是钝化病毒 的活性,使病毒在植物体内增殖减缓或 增殖停止,而失去病毒的侵染能力。
把抗原-抗体的免疫反应于酶的催化反应相结合而发展 起来的一种综合性技术,灵敏度高,特异性强,发展最快 应用最广的方法。
原理:采用酶标记的特异抗体指示抗原-抗体的结合, 从而检测样品中的抗原定量测定法。
操作程序:将待检植物汁液注入酶联板(聚苯乙烯多 孔微量反应板)中,使抗原吸附在它的孔壁,加入酶(
过氧化物酶或碱性磷酸酶)标记的特异抗体,抗原 -抗体充分反应后,清洗,固相载体酶联板表面只留 下以酶标记的抗原-抗体复合物。加入酶嘚无色底物
葡萄扇叶病毒
苹果花叶病毒
(二)茎尖培养脱毒
1、茎尖培养脱毒原理 2、培养基 3、茎尖培养方法 4、影响微茎尖培养的因素
①外植体大小 ②培养条件 ③外植体的生理状态
第五章植物脱毒快繁技术
(2)培养条件
在茎尖培养中,光下培养的效果通常比暗培养效果 好,如马铃薯茎尖培养时,当茎已长到1cm高时,光 照强度便增加到4000lx。
(3)外植体的生理状态
茎尖最好要由活跃生长的芽上切取。 取芽的时间也很重要,一般选萌动期较好。否则 采用适当的处理,打破休眠才能进行。
(三)茎尖与热处理相结合方法
2、酶缺乏。茎尖中缺乏病毒合成所需的酶系, 存在高水平内源激素,可抑制病毒的增殖。
• 3、能量竞争。当植物细胞分裂DNA复制 时,病毒DNA随着复制。因此,植物细 胞分裂和病毒繁殖之间存在相互竞争。 在旺盛分裂的分生组织中,代谢活动很 高,正常核蛋白合成占优势,使病毒无 法进行复制。
• 4、抑制因子存在。在植物体内存在有一 种“病毒钝化系统”(抑制因子假说), 在分生组织中的活性最高,因而使分生 组织不受侵染。
愈伤组织的某些细胞不带病毒原因: 1、病毒的复制速度赶不上细胞的增殖速度; 2、有些细胞通过突变获得了抗病毒的抗性。 愈伤组织脱毒的缺陷是植株遗传性不稳定,可 能会产生变异植株。
2、茎尖微体嫁接
木本植物茎尖培养难以生根成植株,将实生苗砧 木在人工培养基上种植培育,再从成年无病树枝上切 取0.4-1mm茎尖,在砧木上进行试管微体嫁接,以获 得无病毒幼苗。
即:叶片包被严紧的芽,如菊花、兰花,只 须75%酒精中浸蘸一下,而叶片包被松散的芽, 如香石竹、马铃薯等,则要用0.1%次氯酸钠表 面消毒10min。
切取茎尖越小脱毒效果越好,但太小不易成 活,过大又不能保证完全除去病毒,所以茎尖 大小要合适。
离体茎尖大小对马铃薯脱毒效果的影响
茎尖长 叶原基数 小植株数 脱毒植株
• (一)离体繁殖的一般技术 1.外植体的选择 (1)根据培养目的选择
植物脱毒快繁技术
依据病毒对高温的敏感,寄主耐高温。利
用这一差异,选择适当的温度和处理时间,进 行高温处理,就能使寄主体内病毒浓度降低, 传递速度减慢或失去活性,而寄主细胞仍然存 活,并加快分裂和生长。
2、热处理脱毒方法
(1)温汤浸渍处理 (2)热空气处理
(1)温水浸渍处理
适用于休眠器官,在50℃左右的温水中浸渍 10min至数小时,方法简便易行,但易使材料受 伤。
官的培养相同。
茎尖培养脱毒,由于其脱毒效果好,后代 稳定,所以是目前培育无病毒苗最广泛和最
重要的一个途径。
4、影响微茎尖成活及脱毒的因素 (1)母体材料病毒侵染程度
被单一病毒感染的植株脱毒较容易,复合感染的较难。
(2)外植体大小
在最适培养条件下,外植体的大小决定茎尖的存 活率,外植体越大,产生再生植株的机会也就越多。
目前,对细菌和真菌侵染的病害,可通过药 物处理达到治愈的目的。但还没有治病毒的特效 药。种子一般不带病毒(豆类植物除外),种子繁 殖可得无毒植株。但对于无性繁殖植物,必须采 取一些特殊方法脱除病毒。
脱毒快繁的一般过程
1、诊断:首先了解供试材料感染病毒的种类 2、茎尖培养脱毒或结合热处理
3、鉴定
4、繁殖 5、驯化移植
植物离体脱毒快繁技术
一、病毒危害
多数栽培植物,尤其无性繁殖植物,都易受 到一种或几种,甚至几十种病毒的侵染。例如, 草莓染60多种病毒。并且随着培养时间的推移, 侵染病毒的种类越来越多。
植物病毒病原体可通过维管束传导。因此, 对无性繁殖的植物来说,一旦感染上病毒之后, 就会代代相传越趋严重。 受病毒侵染的植物生长缓慢、畸形、产量大 幅度下降,品质变劣,甚至完全丧失商品价值。
• 3、能量竞争。当植物细胞分裂DNA复制 时,病毒DNA随着复制。因此,植物细 胞分裂和病毒繁殖之间存在相互竞争。 在旺盛分裂的分生组织中,代谢活动很 高,正常核蛋白合成占优势,使病毒无 法进行复制。
植物脱毒和快速繁殖技术
3.其他外植体的组织培养方法脱毒
除茎尖培养外,还可从 花粉、花药、胚、胚珠及珠心等组织培养获 得无病毒的植株。这些器官或组织也是植株中含病毒较少的部位,但不 同病毒或不同寄主植物使他们带毒或不带毒的情况各不相同,采用这些 器官脱毒时,首先应弄清楚其带毒情况。
关于一些植物种胚中不携带病毒的原因有两种观点:一种观点认为 病毒不能进入胚中,植物子房中胚与其他母体细胞之间缺少维管束组织 和胞间连丝的关系;另一种是认为病毒能进入胚,但进入后为寄主所消 灭。有这样一种现象,种子在未成熟时带有病毒,到成熟时,病毒就消 失了,这就说明,即使没有胞间连丝,病毒还可以通过其他途径进入胚 中,但是有些植物的种子中存在着一种抑制病毒的物质。此外,还有人 认为是有些种胚中缺少病毒增值所需要的重要物质。而使病毒不能复制
4、合并使用药剂
合并使用化学药剂和热处理有助于提高热处理脱 除病毒类病原的效果。
5、培育株心苗
大多数植物病毒不通过种子传播,由此可通过培育株心来 获得无病毒母株。例如大多数柑橘品种产生两种完全不同的 胚,即合子胚和株心胚。合子胚由受精卵细胞发育而来,常 称有性胚;株心胚由母本株心体细胞发育而来,常称无性胚 ,株心胚在胚囊中发育,并与合子胚共存。
应用热疗法消除病毒的一个主要限制在于,并非
植物茎尖培养脱毒的基本流程
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茎尖脱毒的流程
茎尖脱毒的流程茎尖脱毒的那些事儿。
一、啥是茎尖脱毒呢?简单来说呀,茎尖脱毒就是一种很厉害的技术。
植物有时候会被病毒侵害,就像人生病了一样难受。
而茎尖脱毒就是要把植物茎尖那一小丢丢特别的部分取出来,因为这个地方可能没有病毒或者病毒特别少,然后用这个茎尖来培育出没有病毒的新植物。
你可以想象成是从一群有点“生病”的小伙伴里,找到那个最健康的小不点,然后让这个小不点发展出一群健康的小伙伴。
二、准备工作可不能少。
1. 植物材料的选择。
要找那种看起来虽然可能被病毒感染了,但是还有希望“抢救”的植物。
就像在医院里,医生要挑选那些虽然生病了但是还有生机的病人一样。
而且不同的植物在选择的时候还有不同的小窍门呢。
比如说有些植物要选长得比较壮实的,哪怕它有病毒症状,因为这样的植物本身的底子好,茎尖可能更有活力。
2. 工具和环境。
我们得有超级锋利的刀具,这样才能干净利落地切下茎尖,就像厨师切菜得有把好刀一样。
还有培养的容器啊,要干净又卫生,就像我们住的房子要打扫得干干净净才能住得舒服。
环境也很重要哦,要在一个无菌的环境里操作,这就好比是给植物做手术,得在超级干净的手术室里,不然到处都是细菌、病毒,这手术还怎么做呀。
三、茎尖的切取。
这可是个技术活呢。
茎尖特别特别小,就像小芝麻粒那么一丢丢。
我们得小心翼翼地把植物的茎尖切下来。
这就像是在做精细的手工活儿,稍微一不注意,可能就把茎尖切坏了,或者把周围带病毒的部分也带进去了。
而且不同植物的茎尖切取的大小还不太一样,有的植物茎尖可能稍微大一点没关系,有的就得特别特别小,简直是在考验我们的眼力和手的稳定性呢。
四、培养茎尖。
把切下来的茎尖放到专门的培养基里。
这个培养基就像是茎尖的小窝,里面有各种营养成分,就像妈妈给宝宝准备的各种好吃的一样。
茎尖在这个培养基里就开始慢慢生长啦。
它会先长出一点点小芽,然后慢慢地变成小幼苗。
这个过程就像看着一个小婴儿慢慢长大一样,充满了期待。
不过在这个过程中,我们得时刻关注着它,看看温度合不合适呀,光照够不够呀。
茎尖培养脱毒
茎尖培养脱毒
茎尖培养脱毒是一种植物组织培养技术,用于去除植物中的病毒,以获得无病毒的健康植株。
该技术的基本原理是利用植物茎尖生长点的分生组织具有较高的分裂能力和较低的病毒感染率的特点,将茎尖组织切下并进行培养,使其分化成新的植株。
在培养过程中,病毒无法复制,从而达到脱毒的目的。
茎尖培养脱毒的具体步骤如下:
1. 选择健康的植株:选择生长健康、无病虫害的植株作为培养材料。
2. 消毒处理:将植株进行消毒处理,以避免外部病菌的污染。
3. 切取茎尖:用解剖刀或显微镜下的微切割工具切取植株的茎尖生长点。
4. 培养茎尖:将切取的茎尖组织放在适宜的培养基上进行培养,提供适当的营养和环境条件,促使其分化成新的植株。
5. 鉴定和筛选:对培养出的植株进行病毒检测,筛选出无病毒的健康植株。
茎尖培养脱毒技术已广泛应用于果树、蔬菜、花卉等植物的脱毒和育种工作中,是一种有效的植物病毒防治方法。
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中草药的脱毒培养技术自Movel 和Matin 首次成功地把茎尖组织培养脱毒应用于大丽菊以来,该项技术已经在控制植物病毒方面得到应用,目前已有50多种植物应用此法脱病毒成功。
在中草药农业生产中,病毒病的危害是影响药用植物产量和质量的重要因素,有些中草药品种特别是以无性繁殖为主要方式的植物品种,因在自然环境中长期经受各种植物病毒病的重复传染而导致光合作用的明显降低,生产势变弱,品种变劣,种性退化,产量降低。
迄今为止,我国已经报道的药用植物病毒病有地黄病毒病、浙贝黑斑病毒、曼陀罗花叶病、八角莲花叶病、唐菖蒲花叶病毒、独角莲皱缩花叶病、太子参花叶病等10余种。
由于病毒病的危害,一般减产幅度在30%以上,成为药材生产上的重要障碍。
对于病毒病,目前尚无有效的防治措施,为解决这一难题,科学工作者利用植物茎尖分生组织的脱毒培养,可以成功地获得脱毒苗,有效地去除特定病毒,研究出脱毒种苗,克服了病毒病的危害,恢复了植物固有的优良性状,再通过组织培养克隆繁殖就可以获得大量脱毒优良种苗,供生产上应用。
脱毒种苗是指用生物技术结合现代血清学理论,有选择性的将植抹体内的病毒进行有效脱除,并在隔离条件下生产出的无病毒种苗。
在生产中其具体表现为:生长健壮,抗病性强,经济产量高,品质优良。
2.2.1茎尖培养脱毒的理论基础茎尖培养脱毒是以茎尖为材料,在无菌条件下培养。茎尖培养之所以能够获得脱毒苗,是由于病毒在植物体内分布不均匀,在受传染的植物中顶端分生组织一般是无毒的。植株生长茎尖距离加大,病毒数量逐渐增加,这是因为植物体内病毒靠维管束系统移动。分生组织中没有维管束存在,病毒只靠细胞之间的胞间连丝移动,这种移动速度很慢,难以追上生长活跃的分生组织。另外,分生组织中旺盛分裂的细胞,又有很强的代谢活性,使病毒难以复制。甚至有人提出,在分生细胞中由于病毒钝化系统和高水平内源生长素的存在,也抑制了病毒的增殖。感染病毒的植株体内病毒分布并不均匀,病毒的数量随植株部位与年龄而异,顶端分生组织区域一般是无病毒的或只携带浓度很低的病毒。
分生组织可逃避病毒侵染的可能原因是: ①病毒在植物体内的转移是通过维管束系统完成的,在分生组织区域内没有维管束组织,病毒只能通过胞间连丝传递,赶不上细胞的不断分裂和活跃的生长速度; ②在分裂旺盛的分生组织内,病毒的复制受到旺盛代谢活动的限制;③在植物分生组织区域内,“病毒钝化体系”的活性较其他部位的活性高;④茎尖分生组织内高浓度的植物内源激素可能会抑制病毒的增殖。
由于生长点病毒的数量极其微小,几乎检测不出,因此利用茎尖分生组织培养脱毒苗时,在保障成活条件下,切取的茎尖越小带有病毒的可能性就越小。
茎尖分生组织培养除了去病毒外,尚可除去其他病原体,如细菌、真菌及类菌质体。
类菌质体为最小最简单的可自行复制的原核生物。
不同病毒在感病植株上的分布不同,因而进行茎尖脱毒培养所用的材料也各不相同。有的是顶端分化组织、有的则是茎尖。顶端分生组织,一般是指幼小叶原基以上的部分,最大长度只有250μm左右。在培养过程中,由于取材过小而很难剥离,即使剥离成功也很难培养成活。茎尖则是由顶端分生组织及其下方的1~3个叶原基构成,一般大小在0.1~1mm之间,剥离与培养均比顶端分生组织容易。当然以上操作均需在解剖镜下完成,同时应注意因操作不当而引起的病毒传播。目前大多脱毒培养所用的茎尖在0.1~1mm之间。2.2.2 茎尖培养脱毒苗的方法已知大多数作物,尤其是无性营养繁殖作物,供体都可能感染一种或几种病毒或类病毒,现已发现的病毒在500种以上,长期无性繁殖致使病毒积累是长期低产和品质不佳的主要原因。
由于无病毒种苗的生产效益较高,农业对无病毒种苗需求日增,随着快繁去病毒和病毒鉴定技术的发展,利用茎尖分生组织培育的无病毒优质种苗已广泛应用于花卉、果树、蔬菜、林木和药用植物。
世界上许多国家和地区都已有大规模成批量的工厂化生产的无性系的快繁与脱毒种苗,这些种苗已经在植物病毒病防治、品质改善、提高产量等方面发挥了重要作用。
除去植物体上的病毒大体上需经历以下四个过程:诊断、脱毒、复查、繁殖等四个环节。
2.2.2.1 诊断首先需了解治疗植株患的什么病,植物体内有哪些病原,哪几种病毒,也就是说对植物病毒病原的鉴定。
植物病毒病的症状与病变是识别和鉴定病害的基础。
植物受病毒危害后在侵染组织的细胞内发生病理学变化,用解剖学方法可以检查出来的称为病变,即内部症状。
然后逐渐在外部表现出来的形态特征称为外部症状。
外部症状依据在叶片等组织上的分布情况,可分为局部症状和系统症状。
局部症状是指将病毒接种植物叶片后,病毒沿侵染点周围产生斑点,分担绿斑、坏死斑、环斑。
系统症状是指病毒便染寄主后能够在整个植株中运输并产生危害,在叶片、茎扦、果实等组织系统产生症状。
(1) 植物受病毒危害后的外部症状①对植株大小的影响病毒侵染后常引起植株变小,加矮缩、矮化、丛簇和扭曲,有时病毒侵染后不表现明显症状.称为潜伏侵染。
植株矮化常减少叶片大小、叶间距及叶片数目,也可能引起果实种子变小,其原因是由于细肋分裂减少、生长缓慢所引起的。
②花叶病毒侵染后引起叶片不均匀褪绿称为花叶症状。
当叶肉组织出现不均匀褪绿对称为驳斑,仅叶脉扭色对称为明脉。
花叶是引起作物产量和质量损失的主要原因。
③黄化病毒侵染寄主后引起叶片颜色变黄为黄化症状。
黄化不象花叶那样普通,如糖甜菜花叶病、小麦黄化叶病,病毒侵染后叶脉透明及黄化。
一些支原体也能引起黄化症状,如紫苑黄化支原体。
④环斑及蚀纹症状在许多病毒病中比较常见,叶片有环纹症状,可分为单环纹或双环纹,称为环斑。
叶片出现不规则线纹症状称为蚀纹。
如烟草环斑病毒产生环斑,烟草蚀纹病毒产生蚀纹。
⑤坏死是指组织、器官及整个植物的坏死,如烟草坏死病毒。
PVX和PVY也能引起坏死。
当病毒侵染寄主后,坏死很快传播到生长点细胞,且被杀。
接着整个叶片萎蔫死亡。
TMV 和CMV混合感染西红柿后植株顶端坏死,叶片变小。
⑥畸形病毒侵染后引起寄主不正常发育,称为畸形。
加伤瘤病毒(WTV)侵染白三叶草在茎部产生瘤状物;豌豆耳突花叶病毒(PEWV)侵染豇豆产生耳突。
还有叶片蕨叶、扭曲、卷叶、皱缩。
(2) 植物受病毒危害后的内部症状内部症状是指病毒侵染植物后引起的宏观症状所反应的植物体内细胞的变化,包括以下几种:①坏死细胞坏死是一种主要病害,坏死可能出现在特定组织,如叶片、根茎、果实等。
如莴苣花叶病毒(LMV)能引起表皮细胞坏死;而烟草坏死病毒则引起根部细胞坏死;马铃薯卷叶病毒侵染马铃薯后韧皮部细胞被杀死,在韧皮部内逐渐扩大传导,但不会传给别的组织。
②发育不全花叶叶片通常在黄色部分表现发育不全,绿色区域叶片细跑形态正常,细胞质无太大的变化。
黄色区域的基质片层比绿色区域薄,薄壁细胞也很少,黄色区域细胞形态变为圆球状,细胞质少,液泡增大。
如苹果茎沟病是由苹果茎沟病毒(ASGV)引起幼苗感染病毒.影响细胞生长发育,表现为植株矮小、不结实等现象。
③增生表现为细胞增大,产生明脉症状或形成层细胞不正常分裂,产生肿枝现象。
2.2.2.2脱毒根据存在病毒种类,采用合适的脱毒方法,可采用热处理脱毒、茎尖培养脱毒、愈伤组织培养脱毒、茎尖微体嫁接脱毒、珠心胚培养脱毒等,也可用热处理与组织培养相结合的方法进行。
在此,我们主要介绍在生产实践上常用的、与组织培养有关的热处理消除病毒和通过茎尖培养脱毒的一般方法。
(1)通过热处理消除病毒所谓热处理,又称温热疗法(thermotherapy),长期以来,在各种植物中为了受浸染的个体得到无病毒植株,一直有效地使用着温热疗法。
通过热处理消除病毒所依据的基本原理是,是将植物组织置于高于正常温度的环境中,组织内部的病毒受热以后部分或全部钝化,但寄主植物的组织很少或不会受到伤害。处理温度的时间因植物种类和器官的生理状况而异,一般为35~40℃,短则几十分钟,长可达数月。
植物生长区与热处理区关系如图3-2所示。
图3-2 植物生长区与热处理关系图解在热处理中B~C区是关键,在寄主热死点(C)和寄生物热死点(B)之间的距离越大,热疗法成功的机会就越大。
在热处理期间,寄主植物对于病毒在活体中的钝化似乎也起某种作用。
热处理可通过热水或热空气进行。
热水处理对休眠芽效果较好;热空气处理对活跃生长的茎尖效果较好,既能消除病毒,又能使寄主植物有较高的存活机会。
热空气处理比较容易进行:把旺盛生长的植物转移到一个热疗室中,在35~40℃下处理一定时间即可;处理时间的长短,可由几分钟到数周不等。
热处理后要立刻把茎尖切下来嫁接到无病的砧木上去。
热处理时最初几天空气温度应逐步增高,直到达到要求的温度为止。
若钝化病毒所需要的连续高温处理会伤害寄主组织,则应当试验高低温交替的效果。
在热处理期间,应保持适当的湿度和光照。
应用温热疗法消除病毒的一个主要限制在于,并非所有的病毒都对热处理敏感,例如在马铃薯中,应用这项技术只能消除卷叶病毒(leaf of virus)。
一般来说,对于等径的线状的病毒,以及对于已知是由菌类质体引起的病害,热处理是有效的。
延长寄主植物的热处理时间,也可能会钝化植物组织中的抗性因子,因而和对照相比会降低处理效果。
此外热处理之后,有一小部分植株能够存活。
和单独采用温热疗法相比,茎尖培养具有更广阔的适应性。
很多不能用单独的热处理消除的病毒可以通过茎尖培养和热处理相结合,或单独茎尖培养而消除。
因而茎尖培养现已成为消除病毒的一个很常用的手段。
目前,对带病毒种苗或繁殖材料通过热疗钝化、茎尖脱毒,在防止重新侵染条件下繁殖无病毒种苗,是解决由种苗传带病毒的根本措施。
(2)通过茎尖培养消除病毒在应用组织培养方法以获得无病原菌植株时,所用的外植体可以是茎尖(shoot tip,meristem tip,shoot apex),也可以是茎的顶端分生组织(apical meristem,apical dome)。
在这里顶端分生组织是指茎的最幼龄叶原基上方的一部分,最大直径越为100μm 最大长度约250μm。
茎尖则是由顶端分生组织及其下方的1~3个幼叶原基一起构成的。
虽然通过顶端分生组织培养消除病毒的机会较高,但大多数已报道的工作中,无病毒植物都是通过培养100~1000μm长的外植体得到的,即通过茎尖培养得到的。
①脱毒的技术程序如前所述,病毒在植物体内的分布是不均匀的。
一般地顶端分生组织细胞分裂的速度较快,超过了病毒的繁殖速度,因此,顶端分生组织不带病毒,或病毒数量极少,只要在解剖镜下,将一定大小的茎尖分生组织剥取下来,进行离体培养,即可获得无病毒植株。
脱毒的一般技术程序如图3-3所示。
图3-3 茎尖脱毒的技术程序②茎尖脱毒的技术要领茎尖脱毒需要掌握以下四个要领:第一,茎尖的剥取。