【精品】植物组织培养快繁技术

植物组织培养快繁技术

摘要：本文简要介绍植物组织培养的基本原理和方法，综述植物脱除病毒的热处理、茎尖培养和抗病毒药剂3种方法的原理、发展史和技术方法,并介绍了几种常用的病毒检测方法。同时还对植物组织培养脱毒快繁技术的应用前景作了预测分析.

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

正文：

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快速发展.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.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，已成为现代农民致富的新宠.

1。2植物组织培养和脱毒快繁的定义

植物组织培养(Planttissueculture）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：脱分化再分化生长外植体愈伤组织生长点或根茎叶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。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。

20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3

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脱毒技术及其原理

2.1热处理法

2。1.1概述

热处理法是利用病毒和寄主植物对高温的忍耐性的差异，使植物的生长速度超过病毒的扩散速度,得到一小部分不含病毒的植物分生组织，然后进行无毒个体培育.热处理法中,最主要的影响因素是温度和时间。热处理可通过热水浸泡或湿热空气进行。热水浸泡对休眠芽效果较好，湿热空气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，把旺盛生长的植物移入到1个热疗室中，在

35~40℃下处理一段时间即可,处理时间的长短，可由几分钟到数月不等[4].热处理的方法有恒温处理和变温处理,处理的材料可以是植株，也可以是接穗。

2.1。2原理

热处理脱毒是根据病毒与寄生细胞对高温的忍耐程度不同，选择适当的温度和处理时间,植物组织中的很多病毒被部分地或完全地钝化而可控制其的活动,但很少伤害甚至不伤害寄主组织,从而让植物细胞加快生长,使生长点附近不带

病毒，从而达到脱毒的目的。

2.1。3简史

用热处理脱除马铃薯卷叶病毒（PLRV）是世界上脱除已知病毒最早的例子。早在1889年，印度尼西亚爪哇人就把繁殖用的甘蔗切断放在50℃左右的热水中浸泡30min来防止枯萎病（现已知是病毒病)的发生。现在世界许多国家在种植前仍使用这种方法处理甘蔗。但是后来人们发现热水对植物的伤害大，Bake(1972）研究表明在热水处理中，由于植物组织经过淋洗，在水中长期浸泡常常会窒息死亡，并且这种处理也会打破或延长植物的休眠期.所以现在更常用的方法是将病毒感染的植物用35～38℃热空气处理14～28d或者更长时间进行脱毒[4］。此法尤其适合处理生理干旱的材料和处于休眠状态的果树。热处理脱毒法已应用多年，被世界多个国家利用.该项技术要求的设备条件比较简单，脱毒操作也比较容易.主要缺点是脱毒时间长，脱毒不完全，例如TMV这类杆状病毒就不能用这种方法脱除,因而该方法有一定的局限性。

2.2茎尖培养脱毒法

2.2.1概述

茎尖培养脱毒就是采取茎尖分生组织离体培养的方法获取无病毒试管苗，其方法是在解剖镜下，用锋利的解剖刀进行迅速准确地茎尖剥离，因为茎尖分生组织基本不带病毒，利用植物茎尖分生组织进行离体培养,再结合病毒检测,就可以

获得无病毒的植株.茎尖培养中最主要的影响因素就是切取茎尖的大小，一般要求茎尖长度小于1mm。技术上通常切取茎尖越小，脱毒效果越好，但是茎尖培养成活率变低。曹为玉等研究发现葡萄茎尖长度与存活率成正相关，与脱毒率成反相关。当切取茎尖长度为0.2~0。3mm时，存活率为21％～38％，脱毒率为91.4％～97%；当切取0。5mm以上时，存活率为75%～83％，脱毒率仅为70.6％～76.5%［8］

。茎尖培养脱毒法脱毒率高，脱毒速度快,能在较短的时间内得到较多的原种繁殖材料，但这种方法存在的缺点是植物的存活率低。为了克服这一缺点，现在经常是将茎尖培养与热处理相结合来使用。茎尖培养与热处理相结合之所以能够提高脱毒效果,是由于热处理可使植物生长本身所具有的顶端免疫区得以扩大，有利于切取较大的茎尖（在1mm左右），从而能够提高培养或嫁接的成活率。如大樱桃置于45℃的恒温培养室内，培养35d,再切取0.2～0。4mm的茎尖培养，平均脱毒率为98％。

2.2。2原理

茎尖培养脱毒的原理是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，病毒只靠胞间连丝移动，速度很慢,难以追上生长活跃的分生组织，所以旺盛生长的根尖、茎尖一般都无病毒或很少有病毒分布。

2.2.3简史

White于1943年首先发现在感染烟草花叶病毒的烟草生长点附近病毒的浓度很低,甚至没有病毒.这一发现为茎尖培养脱除病毒提供了理论依据。怀特(White，1934）在体外培养感染了TMV病毒的马铃薯根,并用枯斑寄主法测定了根不同部位的病毒含量，发现根尖部位的病毒含量比其他部位少,甚至不存在病毒。Morel等1952年首先从感染了花叶病毒和斑萎病毒的大丽花植株上切取茎尖，通过组织培养获得了无病毒的大丽花，证明了前人假设的正确性.此后，人们采用茎尖培养技术相继获得了多种植物的无病毒植株。现在茎尖培养脱毒法已