植物组织培养无病毒苗培养 PPT

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对于有性生殖退化,仅能用无性繁殖方法繁殖的植物,一旦染病则 毫无办法。母株一旦染病,病毒在其细胞内增殖,并通过插条、接 穗、种薯、球根、鳞片传至下一代。
通过昆虫作为媒介加速传播。
3.植株脱病毒的意义
• 植物组织培养脱病毒技术是植物细胞工程的重要组成部分,脱 毒种苗的生产在提高作物质量和产量方面已显示出极大潜力,良种、 新品种的脱毒组培苗的大面积推广和应用,有效地解决了因病毒引 起的品种退化问题。因此,植物组培脱毒技术在农业生产的科学化、 现代化中具有巨大的应用价值和经济效益,还可减少农药的施用, 改善生态环境条件,防止病害的蔓延与扩散,该方法已成为农业中 应用最广泛的生物技术。
脱毒苗
病毒活力与温度的关系
第二节 脱除植物病毒的原理及方法
一、物理学方法: X射线 紫外线 超短波 高温
都能使病素钝化,其中以热处理最常用。
1.热处理脱除植物病毒的原理
①病毒是DNA大分子,病毒进入植物细胞后;随植物细胞的 DNA一起复制。热处理并不能杀死病毒,只能钝化病毒的活 性,使病毒在植物体内增殖减缓或增殖停止,而失去侵染的 能力。
• 可能的原因有: ①病毒在植物体内不同器官或同一器官的不同组织
中分布不均匀,由那些无病毒细胞增殖产生的愈 伤组织就是获得无病毒苗的基础。 ②有些愈伤组织细胞中病毒浓度较低,在愈伤组织 细胞快速分裂过程中,病毒的复制能力衰退或丢 失。 ③继代培养的愈伤组织容易产生抗性变异细胞,因 而可能出现不带病毒的愈伤组织。但经愈伤组织 产生无病毒苗的脱毒途径容易产生变异,可能导 致植株丧失其原有的优良性状,当然也有可能产 生有益的变异,但频率极低。
第六章 无病毒植物的培养
教学目的和要求
(1)了解植物病毒的危害和培养无病 毒植物的意义。 (2)理解和掌握脱除植物病毒的原理 及方法。 (3)分离茎尖及培养方法。 (4)掌握无毒苗木的鉴定方法。 (5)掌握脱毒苗木的保存和利用方法。
第一节 植物病毒的危害和培养无病毒植物 的意义
病毒之所以致病不是由于消耗细胞养分、通过毒素杀死细胞, 而是利用细胞内物质繁殖,干扰细胞的代谢过程,在寄主细胞 内产生一些对细胞正常功能有害的异常物质和条件,这使得植 物病毒病的防治较其他植物病害防治更为困难,常给生产带来 灾难的损失,被称为“植物的癌症”。
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;
b、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;
c、在植物分生区域内,“病毒钝化体系”的活性较其他部位的活 性高;
d、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。
(2)茎尖培养脱毒苗的方法
一、植物病毒的危害
植物病毒已超过600种,严重危害着农业生产。 在果树、蔬菜、花卉、林木以及农作物上皆有发现。 随着生产栽培时间的推移,危害越来越严重,发现的病 毒种类也越来越多。
病毒症状
危害园艺植物的病毒数目
如侵染菊花的病毒和类病毒有19种之多
如 无子病毒(CAV) 潜隐病毒(CLV) B病毒(CVB) 轻斑驳病毒(CMMV) 矮化病毒(CSV) 脉斑驳病毒(CVMV) 退绿斑驳类病毒(CCMV)等
番茄:只能取生长锥或仅带一片叶原基的茎 尖进行培养;
撞羽矮牵牛:可取生长锥或带一两片叶原基 的茎尖进行培养;
烟草:可取带4片叶原基的茎尖进行培养。
利用茎尖培养法脱除植物病毒时,最好找出茎原基 所带叶原基的数目与生长点(茎尖)大小的相关性, 这样在取材时就方便多了。
• 茎原基 茎原基带2片叶原基 茎原基带4片叶原基 茎原基带6片叶原基
X病毒:分布于0.2-0.5mm以内的茎尖 G病毒:分布于0.2-0.3mm以内的茎尖 S病毒:0.2mm以下
2.愈伤组织培养脱毒
植物各部位器官和组织培养去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。
说明病毒颗粒会在愈伤组织的培养过程中逐渐消失。
愈伤组织脱病毒的机理
果树作物:桃(无黄萎病)、苹果(花叶病)、 葡萄(扇叶病毒)、甜橙、香蕉、李子、醋 栗、梨、树莓、红莓苔子、草莓等。
蔬菜作物:马铃薯、番茄、菠菜。
花卉植物:蔓生长春花、康乃馨、菊花等。
其他植物:曼陀罗等。
例:烟草愈伤组织兼热处理钝化烟草花叶病毒(TMV) 和黄瓜花叶病毒(CMV)获得无病毒株效果做法:
• w hy does the m eristem have low /no virus titre?
– virus spreads prim arily through vascular system - this is not developed in the m eristem
– m itosis and chro m oso m e replication com pete w ith virus re p lic a tio n
嫁接苗用液体滤纸桥培养基培养。成活率30%—50%,嫁接 成功的植株移植到土壤之前至少要有两片展开的真叶。
苹果微体嫁接茎尖大小与脱毒成功率
苹果不同取材时期对微体嫁接成功率的影响
试管微体嫁接在果树方面发展最快
(1)嫁接植物不受与珠心及有性实生苗相关的幼年阶段的 影响。
(2)许多栽培品种通过嫁接繁殖了许多世代,因此果树研 究者和种植者关于这些品种的自根苗的根冠大小、病虫 害情况以及耐寒性等了解得很少。
②热处理是一种物理效应,与冷处理一样,它可以加速植物细 胞的分裂,使植物细胞在与病毒繁殖的竞争中取胜。
热处理脱毒
(1)温汤浸渍处理法:将剪下的接穗或种植材料,在 50℃左右的温水中,浸渍3-15分钟至数小时。
(2)热风处理法:让盆载植物在35-40℃高温下生长发育, 热处理空气温度应逐渐升高,然后达到所需温度,同时 必须保持一定的湿度和光照,以后可切取处理后新长出 的枝条作接穗和砧木,或将热处理与组织培养结合效果 更好。
(3)茎尖组织培养繁殖结合热处理可产生无 病毒植物,因此,许多研究者认为对通 常采用嫁接繁殖的果树进行试管嫁接是 很适宜的。
(4)试管微体嫁接除了可培育无病毒植株外, 还可解决难以生根的园艺植物的生根问 题和进行嫁接亲和力的研究。
4.珠心胚培养脱毒
柑桔类80%以上的种类具有多胚性,而单胚占的比例很小。 • 柑橘类植物中有不少多胚品种,一颗种子内除一个合子胚外,还有数
利用这些化合物处理整株植物去病毒的效 果虽不理想,但培养离体的组织、细胞 和原生质体等却可能有良好效果。
如在培养基中加入2—硫尿嘧啶可以除去烟 草愈伤组织中的PVY病毒,加入放线菌 素D可以抑制原生质体中的病毒复制等。
钝化、抑制和清除植物病毒的一些化合物
三、生物学方法
1.茎尖培养脱毒
(1)茎尖培养脱毒的理论基础 a、病毒在植物体内的转移是通过维营束系统完成的,在分生组织
3.茎尖微体嫁接脱毒
先将砧木种子进行表面消毒,以后再接到1%琼脂以MS无机 盐培养基培养发芽,用苗龄约2周的幼嫩实生苗作砧木。
把实生苗从试管中取出,在无菌条件下切去顶部,留下11.5cm的上胚轴部分,将子叶和腋芽除去,把根切短至4— 6cm长。
从田间或温室旺盛生长的成年树剪取一小段新梢,经消毒后 在超净台上用显微操作法取出仅带1-3个叶原基的茎尖约 1mm大小作穗用。采用倒T字形的水平切口。
(3)茎尖培养法脱除植物病毒的技术关键
①同一种病毒在不同植物体内分布部位不同。 例:烟草花叶病毒(TMV)在如下植物中的荧光反应。
烟草:l-4片叶原基中未见TMY特异荧光 撞羽矮牵牛:一两片叶原基未见TMV特异荧
光,而在三四片叶原茎中可见TMV荧光。 番茄:1片叶原茎中未见TMV特异荧光。
所以在用茎尖培养脱毒时,必须认真确定病毒在植物茎尖中的分 布部位,然后确定培养茎尖的大小.
培养基:只要能使茎尖快速生长,分化快的培养基均适于脱毒。一 般以MS较好,添加一定比例的细胞分裂素就行。
马铃薯 的芽
茎尖的结构
V irus elim ination
T obacco m eristem
viru s-fre e tissu e
viru s pa rticle s found here
二、化学方法
使用农药是防治植物真细菌病害的主要方法, 理论上讲,也应该是防治病毒的有效途径。
有不少化学物质能抑制病毒复制,例如孔雀绿、 硫尿嘧啶、8-氮鸟嘌呤、以及某些病毒抑制剂。
如Viraz01e(病毒唑)和一些蛋白质、核酸合成抑 制剂等。由于病毒的复制和寄主的代谢过程 关系非常密切,因此,要找出既干扰病毒复 制,又不影响寄主细胞正常代谢的药剂十分 困难。
0.05~0.08mm 0.1~0.2mm 0.3~0.4mm 0.6~0.8mm
②不同病毒种类在同一种植物中分布部位不同。
甘薯 斑纹花叶病毒、缩叶花叶病毒: 分布于1.0- 2.0mm以内的茎尖中
羽毛状花叶病毒: 分布于0.3-1.0mm以内茎尖中
马铃薯
马铃薯卷叶病毒、Y病毒: 分布于1.0-3.0mm以内的茎尖中;
• 4种病毒对草莓生产造成 重大影响:
斑驳病毒(SMoV) 草莓黄边病毒(SMYEV ) 草莓镶脉病毒(SVBV) 草莓皱缩病毒 (SCrV)、
甘薯根腐病.
甘薯黑痣病
甘薯枯萎病
甘薯叶点病
2.病毒的特性及其侵染
多数植物病毒不经种子传播,多数以种子繁殖后代的植物,可以从 轻度染病植株上采集种子,播种繁殖,不会将病毒传至下一代。 (专化性强的病毒除外,如豆类病毒——由一种专化性强的蚜虫传 播)可随着种子传播。)
D:将1cm长的芽转移到MS附加IAA 2mg/L+KT 0.02mg/L生根培养基,诱导根分化。
E:完整植株获得后,移植到无毒土壤栽培并进行 鉴定。
结果表明:反复继代培养可获得无病毒株。
3.低温处理脱除病毒
• 菊花植株----5℃,4-7.5个月处理后进行茎尖培养,可 以除去矮化病毒(CSV)和褪绿班驳病毒(CCMV), 而单独的茎尖培养无此效果。
在解剖镜下剥取茎尖。考虑到脱毒效果及提高成活率,一般切取 0.2—0.5mm的茎尖为组织材料进行培养,不同的植物茎尖对外源 激素的反应不同。
茎尖大小:过大时接种易成活,但脱毒效果差,过小时难成活,但 脱毒效果好。一般以带有1-2片叶原基为好,大小为0.2-0.3mm为 宜,超过0.5mm时,脱毒效果差。
个至数十个由珠心细胞形成的无性胚,称做珠心胚。 因为病毒通常是经维管束的韧皮组织传播的,而珠心与维管束系统无直
接联系。由珠心组织诱导产生的植株就可免除病毒的危害。
珠心胚具有3个特征
①它与合子胚不同,不是受精的产物,而是由体 细胞产生的,因此具有和母体相同的遗传组成;
②与合子胚一样,在珠心胚和植株之间无维管组 织连系,因此即使母体植株感染了病毒,珠心 胚也是无毒的;
2、愈伤组织热处理脱毒法
方法:从患病植株上取叶片(茎片、鳞片、花器亦 可)进行离体培养,诱导形成愈伤组织,然后将愈 伤组织反复继代培养同时兼用热处理。
常用处理温度及处理时间:
温度:37-38℃
时间:处理2周、4周或8周
温度:50℃
时间:3-15min。
反复继代兼热处理,经历一定的时间(继代次数 需试验)后,将热处理过的愈伤组织转移到分化培 养基中,诱导器官分化。
③在自然条件下,珠心胚一般都不能发育成熟, 只有适时从种子中剥离出来,接种在人工培养 基上,珠心胚才能长成植株,而这些植株应当 是不带病毒的母体无性系。
A:从患病烟草植株上取5mm叶片培养,在MS附 加IAA 2mg/L+KT 0.2mg/L的培养基上诱导愈伤 组织。
B:将其中一部分愈伤组织反复继代培养,继代培 养中分别兼用25℃、30℃和37℃温度热处理8周。
C : 将 热 处 理 后 的 愈 伤 组 织 , 转 到 MS 附 加 IAA 2mg/L+KT 2mg/L的分化培养基中诱导芽分化。
– high auxin in m eriste m inhibits virus replication
– a v iru s “in a ctiv a tin g ” syste m h a s greatest activity in m eriste m
微茎尖 普通茎尖
马铃薯脱 毒苗
康乃馨不同茎尖培养与康乃百度文库斑驳病毒的脱除情况
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