植物组织培养脱毒快繁技术的综述

植物组织培养脱毒快繁技术的综述

李西雁

(广西职业技术学院农业技术工程系20０２级应用生物技术专业)

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。本文结合在桂林莱茵生物科技股份有限公司的实践情况,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三种方法的原理、发展史和技术方法,并介绍了几种常用的病毒检测方法。本文以马铃薯为例,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[2]

。

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［1]。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 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２～４周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0.2～0.３m ｍ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