【學習目標】
了解常見果樹、林木、經濟作物、花卉的組織培養和脫毒技術。
【能力目標】
能根據資料,以及前麵所學知識,獨立設計植物組織培養脫毒與快繁的技術路線,並能加以實施。植物組織培養快繁技術應用案;
8.1.1櫻桃脫毒與快繁;
櫻桃有中國櫻桃、歐洲櫻桃,屬薔薇科桃李亞科桃李屬櫻桃亞屬。櫻桃作為“春果第一枝”的水果,鮮豔美麗,小巧玲瓏,備受人們歡迎。果實營養成分豐富,可鮮食,也可加工成罐頭、果脯、蜜餞等。櫻桃樹姿阿娜多姿,異常優美,葉色亮綠。盛果時,樹體紅綠相間富有詩意,是綠化、美化環境的理想樹種,因此,近年來我國櫻桃栽培麵積呈上升趨勢。應用植物組織培養技術,可進行脫毒培養,加快優良品種的推廣,提高產量和質量。
1)脫毒;
(1)病毒種類;
危害櫻桃的主要病毒有櫻桃壞死鏽斑病毒(CNRMV)、櫻桃壞死環斑病毒等,病毒的侵染常常導致櫻桃產量和果實品質的下降。
①外植體的消毒。取櫻桃品種一年到兩年生的休眠枝條,放入培養箱,經水培後取其萌發的嫩芽。先將外植體用洗滌劑水浸3min後,流水衝洗60~90min,然後用70%酒精浸泡30s,無菌水衝洗1次後,用0.1%升汞(HgCl2)滅菌,一般滅菌5~8min後,用無菌水衝洗4~5次,置於無菌濾紙上,吸幹水分備用。
②莖尖剝離。滅菌後剝取生長點,用鑷子固定材料,用解剖針在解剖鏡下剝除芽外部鱗片、幼葉和較大的葉原基,使生長點露出,然後切下生長點(含2~3個葉原基),材料大小小於0.5mm作為培養材料,接種於初代培養基上。初代培養基為MS+6BA1mg/L+NAA0.2mg/L+GA30.5mg/L+蔗糖30g/L+瓊脂6.5g/L,調節pH至5.8,培養溫度25℃,光照強度2000lx~3000lx,每天光照14h。誘導生長點伸長生長。
③試管苗的增殖培養。將叢生芽或帶1~2個芽的莖端轉入增殖培養基上增殖,增殖培養基為MS+6BA0.5~1mg/L+NAA0.05~0.3mg/L+GA30.5mg/L+蔗糖30g/L+瓊脂6.5g/L,培養40d後,誘導形成叢生芽。
④試管苗的生根培養。叢生芽在增殖培養基上生長到7周後,取苗高2cm以上的新梢轉移到生根培養基上進行誘導生根。生根培養基為1/2MS+IBA0.2~1.4mg/L+蔗糖20g/L+瓊脂6.5g/L,培養20d後,統計芽苗生根率。
⑤脫毒苗的檢測;
A.櫻桃壞死鏽斑病毒。新西蘭用紫櫻桃作為檢測CNRMV的指示植物,用雙重芽接法接種,當有病毒時,指示植物紫櫻桃葉片上出現紫褐色斑點,逐漸擴大至0.5~1cm不規則紫褐色斑塊。有些葉片其葉肉組織壞死,葉片卷曲,較早落葉。
檢測時間需幾周至幾年,發病溫度為10~27.8℃,最適溫度為20~24℃,較高氣溫下,感病株新梢和短枝多枯死。
b.櫻桃壞死環斑病毒。芽接到白普賢櫻花(Shirofugen)上,4周後芽接周圍即局部壞死。病部木質部先變黑色,並溢出大量膠質。用黃瓜作指示植物,病毒症狀為葉片出現褪綠環斑,生長點壞死。
2)快繁;
以脫毒培養後,試管苗中要檢測的病毒為陰性,即可直接用於繼代培養擴大繁殖。也可以使用健康植株上莖尖培養進行快繁。
(1)初代培養;
用MS作為基本培養基,隨6BA濃度增加,試管苗分化的新增芽數也隨之增加,當6BA濃度0.5~0.8mg/L時,苗分化芽數較少,但苗健壯,莖較粗,葉片大而厚,有效芽數較多;當6BA濃度達1~2mg/L時,新增芽數較多,但苗相對細弱,葉片小,節間長,往往製約新梢的生長及伸長,有效芽數反而降低。附加IAA0.1~0.2mg/L,有利於新梢的伸長生長,有效芽數略有增加。因此,在櫻桃微繁的初期,用較高濃度的6BA有利於試管苗的增殖。
(2)繼代培養;
在繼代繁殖的後期,即轉接生根培養基之前,較低的BA濃度有利於出壯苗。如果此時轉用F14培養基,並同時降低BA濃度,則苗更加粗壯,葉色濃綠,大大提高轉接生根苗的比例,此時附加IAA0.1~0.2mg/L及GA30.5mg/L效果更好。另外,ZT、KT等細胞分裂素,促進分化的作用不如6BA顯著,且價格較貴,因此,在商業化生產中以6BA為好。
(3)生根培養;
用1/2MS或1/2F14,附加IBA0.5~0.8mg/L或NAA0.5mg/L,蔗糖20g/L的生根培養基,根的生長速度雖慢,但生長整齊,粗壯,有利於移栽,當根數平均為7.4條,長度達0.5~1cm,移栽成活率可達95.7%。
(4)試管苗的移栽;
移栽前,打開瓶塞鍛煉3~5d。移栽基質可選用粗沙、蛭石(蛭石∶草炭∶粗沙為1∶1∶1)及粗河沙。栽培方式采用育苗袋,育苗箱及沙床,於3—4月移栽至溫室沙床。
(5)移栽條件;
在溫度為20~28℃、空氣濕度90%~95%時最好,在25℃下移栽的試管苗,鮮重最重;在28℃下移栽的試管苗生根最好,新增芽數最多。
8.1.2蘋果的脫毒與快繁;
蘋果屬於薔薇科蘋果屬,全世界約有35種,原產我國的有23種,是落葉果樹的主栽品種。蘋果育苗的傳統方法是將栽培品種嫁接在實生砧木上,20世紀70年代以來,蘋果組織培養技術日趨成熟,在脫毒苗生產、矮化砧的快速繁殖方麵得到了廣泛的應用。
1)脫毒;
(1)病毒種類;
目前世界上發現蘋果病毒病有30多種,在我國發生危害的主要有6種,即蘋果鏽果病毒、蘋果綠皺果病毒、蘋果花葉病毒、蘋果褪綠葉斑鏽果病毒、蘋果莖痘病毒、蘋果莖溝槽病毒。前3種為非潛隱性病毒病,有明顯的症狀,肉眼可見,後3種是潛隱性病毒病,在我國主要產區分布廣泛。潛隱性病毒的帶毒率高達40%~100%,且多為病毒複合感染,導致生長勢減弱、產量下降等。
(2)熱處理脫毒;
選取2~3cm高的試管苗,置於人工氣候箱高溫環境中處理。為提高試管苗的耐熱性,先在(32±1.5)℃的溫度下預處理1周。處理時間和處理溫度的最佳組合為白天溫度(37±1.5)℃、晚上溫度(32±1.5)℃,熱處理35d,變溫處理脫除褪綠葉斑病毒和莖溝病毒效果好,存活率最高,可獲得最多的無潛隱病毒試管苗。
(3)熱處理結合莖尖培養脫毒;
將休眠植株於溫室內20~25℃條件下誘導萌發,長到5~6片葉時,在32~35℃溫度下預處理1周。然後在(38±0.3)℃、相對濕度80%的條件下處理25~35d,得到長5~10cm健壯的新生嫩枝。將嫩枝切成1cm左右的莖段,用70%酒精和0.1%升汞消毒,最後用含VC0.5%和檸檬酸0.3%的無菌水衝洗3次。無菌條件下切取2mm莖尖接種到MS+6BA2mg/L誘導培養基上進行培養。培養條件為溫度25℃、光照強度1000~1500lx、光照時間為12~16h。該法可全部脫去ACLSV和ASGV等潛隱性病毒,比隻用熱處理脫毒效果好得多。
(4)微體嫁接繁殖脫毒;
采用莖尖微體嫁接脫毒,以當地優良砧木的種子作砧木。種子經低溫層積處理後再消毒,去皮後將胚接種到含有MS無機鹽和0.8%瓊脂的培養基上。在25℃黑暗中培養15d,切去胚軸和子葉。去頂幼苗移至裝有液體培養基(含有MS無機鹽和7%的蔗糖)的平底試管中,內有一濾紙橋,中有小孔,砧木幼苗穿過小孔使其固定。接穗可用試管培養的新梢,或從田間取芽,在超淨工作台上剝離莖尖材料,以液體培養基濕潤接穗,然後與砧木胚軸維管束部連接,1周後接穗與砧木互相結合。6周後在接穗產生4~6片葉時,就可往外移栽。
微體嫁接時接穗莖尖大小宜為0.2~0.3mm,帶有2~3個葉原基較好,既可以除去病毒,又有較高的成活率。
(5)蘋果病毒檢測;
①指示植物法。對非潛隱性病毒,通過對病害的表現症狀即可鑒別;對潛隱性病毒,大多采用指示植物法。該方法比較可靠,操作簡單,但一般需要時間較長(2~3年),如用溫室鑒定10周內可完成。
②ELISA。把抗原與抗體的免疫反應和酶的高效催化作用結合起來,形成一種酶標記的免疫複合物,結合在該複合物上的酶遇到相應的底物時,催化無色的底物產生水解,形成有色的產物,從而判斷被檢測材料是否有病毒。該法操作簡便、快速。