七植物快速繁殖和脱毒课

《七植物快速繁殖和脱毒课》由会员分享，可在线阅读，更多相关《七植物快速繁殖和脱毒课（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章 植物快速繁殖和脱毒,第一节 植物快速繁殖的途径和方法 第二节 继代培养 第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒 第四节 其他途径脱毒 第五节 脱毒苗的鉴定 第六节 脱毒后防病毒再感染,第一节 植物快速繁殖的途径和方法,植物离体快速繁殖技术的概念: 将来自优良植株的茎尖、腋芽、鳞片、叶片等器官、组织或细胞进行离体培养，以期在短期内以快速获得遗传上稳定一致的大量个体。 与传统无性繁殖方式的区别: 繁殖速度快，不受自然的干扰，使育苗工厂化。,植物快繁的类型与器官形成方式： 1 不定芽型 2 器官型 3 器官发生型 4 胚状体发生型 5 原球茎发生型,比较,1 不定芽型,诱导顶端分生组织产生不定芽，再

2、生成植株的方式。 方法：选取已经发育成熟的顶芽和腋芽，连同短枝经表面灭菌后，在无菌条件下培养，诱导不定芽并使其生根形成植株的方式。 取材：只要有明显的顶端分生组织和次生组织的植物均适用。,原理： 不少植物具有大量的腋芽分生组织，但在整体植物上由于顶端优势效应，多数腋芽受到内源激素的制约而抑制生长。 若将腋芽从整体植物上分离下来，给以相应的培养条件，即可形成大量不定芽。,腋芽增殖,不定芽发生型的特点： 繁殖率高 利用外植体原有的芽，包括隐芽在内繁殖数量大， 同时能保持该植物种的遗传稳定性。,从器官外植体诱导不定芽，再生成植株的方式。 方法：选取充分发育的器官诸如茎、叶、花器、鳞片等，经离体培养而

3、产生植株的方式。,2 器官型,器官型特点： 遗传性也比较稳定， 但繁殖速度慢。,从器官外植体诱导愈伤组织，经愈伤组织细胞的分化再生成植株的方式。,3 器官发生型,器官发生型的特点： 繁殖速度快， 由于经愈伤组织而再生成植株，遗传性不稳定。,由植物器官、组织和细胞培养而直接发生胚状体，最后以胚状体成苗的方式。 据不完全资料统计，在被子植物中有胚状体发生的植物已达100余种，分属近40个科。,4 胚状体发生型,可可心形胚和球形胚,香蕉心形体细胞胚,玫瑰心形体细胞胚,胚状体发生型的特点： 遗传性一致， 部分植物体细胞发生数量相当大。,5 原球茎型,大部分兰花属于这一类型。 原球茎是兰花种子萌发时产生

4、的呈珠粒状、缩短的、类似嫩茎的器官。 方法：种子消毒后，在培养基上播种，经一段时间培养而发生原球茎（带芽），然后由原球茎直接长成植株。,原球茎,原球茎发育成兰苗,1）不定芽型：容易成苗，对培养基要求不高，后代遗传性较为稳定， 缺点：但取材受到一定限制，仅限于具有明显顶端分生组织和次生分生组织的物种。 2）器官型和胚状体发生型：遗传性稳定。 缺点：对培养基要求高，器官发生条件苛刻。繁殖数量不如不定芽型和器官发生型多；,五种器官发生方式优点、缺点比较：,3）器官发生型（由愈伤组织再生植株） 优点：成苗数量大，对培养基要求不算高，容易调配。 缺点：通过愈伤组织成苗，细胞的染色体容易发生数量和结构变异

5、，很难使再生植株群体保持稳定的遗传性。,第七章 植物快速繁殖和脱毒,第一节 植物快速繁殖的途径和方法 第二节 继代培养 第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒 第四节 其他途径脱毒 第五节 脱毒苗的鉴定 第六节 脱毒后防病毒再感染,第二节 继代培养,在初代培养的基础上所获得的芽、苗、胚状体和原球茎等，数量都还不够，需要进一步增殖，使之越来越多，从而发挥快速繁殖的优势。 继代培养：是继初代培养之后的连续数代的扩繁殖培养过程。 继代培养的后代按几何级数增加，如果以2株苗为基础，那么经10代将生成210株苗。,1 驯化现象 2 衰退现象,第二节 继代培养,1 驯化现象,驯化（acclimation）: 在开

6、始继代培养要加入生长调节物质，其后加入少量或不加入生长调节物质就可以生长的现象。 如在胡萝卜薄壁组织培养过程中，初代中加入10-6mol/L IAA，才能达到最大生长量， 但经多次继代培养后，在不加IAA的培养基上也可达到同样生长量. 发生原理： 继代培养中细胞积累了较多的生长物质，因此逐渐减少对外源生长物质的需要。,2 衰退现象,衰退(recession) : 长期培养的材料也会逐渐衰退,丧失形态发生能力，表现为生长不良，再生能力和增殖率下降等。 不同的植物其保持再生能力的时间是不同的，而且差异很大， 在以腋芽或不定芽增殖继代的植物中，在培养许多代之后仍然保持着旺盛的增殖能力，一般较少出现再

7、生能力丧失问题。,2.1 分化能力衰退的机理：,1）愈伤组织中含有从外植体启动分裂时就包括进来的成器官中心（分生组织），当重复继代会逐渐减少或丧失，这意味着不能形成维管束，只能保持无组织的细胞团。 2）也可能是在继代培养过程中，逐渐消耗了原有的与器官形成有关的特殊物质。 3）也可能与内源生长调节物质的减少或丧失有关。 4）也可能是细胞染色体出现畸变，数目增加或丢失,（1）植物材料的影响 （2）培养基及培养条件 （3）继代培养时间长短 （4）季节的影响,2.2 影响继代培养的因素,2.2 影响继代培养的因素,（ 1）植物材料的影响 不同种类植物，同种植物不同品种，同一植物不同器官和不同部位继代繁

8、殖能力也不相同。 一般是草本木本；被子植物裸子植物；年幼材料老年材料；刚分离组织已继代的组织；胚营养体组织；芽胚状体愈伤组织。,（2）培养基及培养条件 培养基及培养条件影响颇大，故常改变培养基和培养条件来保持继代培养， 如在水仙鳞片基部再生子球的继代培养中，加活性炭的培养基中再生子球比不加活性炭的要高出一至几倍。 MS培养基初次培养的桃茎尖，若转入同样的MS培养基则生长不良，而转入降低氨态氮和钙，增加硝态氮、镁和磷的培养基中则能继代繁殖。,（3）继代培养时间长短,继代培养次数对繁殖率的影响不一。 有的材料长期继代可保持原来的再生能力和增殖率，如葡萄、月季和倒挂金钟等。 有的经过一定时间继代培养

9、后才有分化再生能力。沙枣愈伤组织继代培养6次后，才分化苗，保持二年，仍具有分化能力。 有的随继代时间加长而分化再生繁殖能力降低，如杜鹃茎尖外植体，连续继代培养，产生小枝数量开始减少。,（4）季节的影响,有些植物材料能否继代与季节有关。 如水仙取6、7月份的鳞茎，因夏季休眠，生长变慢，8月休眠后，生长速度又加快。 百合鳞片分化能力的高低，表现为春季秋季夏季冬季。 打破休眠的方法： 球根类植物组织培养可通过加入激素和低温处理来克服。 如： MS培养基上得到的唐菖蒲球茎， 无机盐和糖浓度减半，增加萘乙酸用量，可以防止继代中的休眠。,盲目追求过高增殖倍数缺点： 一是所产生的苗小而弱，给生根、移栽带来很

10、大困难； 二是可能会引起遗传性不稳定，造成灾难性后果。,第七章 植物快速繁殖和脱毒,第一节 植物快速繁殖的途径和方法 第二节 继代培养 第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒 第四节 其他途径脱毒 第五节 脱毒苗的鉴定 第六节 脱毒后防病毒再感染,全世界已发现植物病毒有近700种，植物病毒病严重地影响果树、蔬菜、花卉、林木等植物的生长，造成产量降低，品质变劣，其危害仅次于真菌病害。 受病毒浸染的植物终身带毒， 目前尚无药物可以治愈。,由病毒引起作物产量和品质退化的事例甚多。 粮食作物：最典型的是马铃薯退化，叶片卷缩或叶花白，产量一年不如一年。 果树： 香蕉束顶病、柑桔黄龙病、苹果花叶病毒等多种病毒病。

11、 蔬菜：有白菜病毒病、番茄病毒病等。 花卉：有国兰花叶病、香石竹驳斑病、菊花斑萎病等。,香蕉束顶病（俗称蕉公），,郑州果树研究所草莓脱毒苗,第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒,1 病毒在植物体内的分布 2 无病毒苗的获得,1 病毒在植物体内的分布,病毒侵染到感染植株的叶片后，经过一段时间，即向附近细胞增殖转移。 转移速度很慢，每小时只有几微米。 当叶片内病毒数量到一定程度时，就转移到韧皮部，随后通过维管束转移到其他部分。,为什么茎尖培养能够除去病毒？,病毒运转速度慢，加上茎尖分生组织没有维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞分裂和生长的速度，所以茎尖生长点的病毒数量极少或无，几乎检测不出。

12、进行茎尖培养时，切取茎尖越小，带有病毒的可能性就越小，但太小不易成活。 不同种类的植物和不同病毒而言，切取茎尖的大小也不相同（表7-1）。,普通茎尖 几毫米到几十毫米的芽尖及侧芽。,微茎尖为0.3-0.5mm,表7-1 离体茎尖长度对马铃薯脱除病毒的影响,表7-2 带病毒植物脱除病毒时宜采用的茎尖大小,茎尖培养除可除去病毒外，还可除去其他病原体，如细菌、真菌等。 无病毒苗只是相对而言： 因为茎尖还有已知及未知的其他病毒，除去的病毒是指主要危害的几种病毒，严格来说，是“无特定病毒的苗”。,脱毒后的马铃薯苗,第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒,1 病毒在植物体内的分布 2 无病毒苗的获得 2.1 材料

13、的培养和灭菌 2.2 茎尖剥离 2.3 茎尖培养 2.4 提高脱毒效果,茎尖培养途径： 茎尖 丛生芽 生根 再生株 （无毒） （无毒）,2 无病毒苗的获得,茎尖取材：,2.1 材料的培养和灭菌 供试植株要种在无菌土中，温室种植。 也可去插条在室内溶液培养。 定期喷施杀菌剂（如链霉素）也有效。,2.2 茎尖剥离,取幼苗茎尖23cm小段，剥去可见的大叶，自来水冲洗1h左右后进入无菌室。 先用95%酒精快速浸泡一下，再放入5%漂白粉消毒710min（或5%次氯酸钠溶液），然后无菌水冲洗34次， 在双筒解剖下剥去幼叶，露出圆滑的生长点，用解剖针切取带12个叶原基的生长点，接种到培养基上进行培养。 这种

14、外植体（生长锥带12个原叶基）的培养，严格来说，应称为分生组织培养。,取2-3顶梢,第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒,1 病毒在植物体内的分布 2 无病毒苗的获得 2.1 材料的培养和灭菌 2.2 茎尖剥离 2.3 茎尖培养 2.4 提高脱毒效果,2.3 茎尖培养,常用MS和White培养基，较高浓度的无机盐，对促进组织分化和愈伤组织生长是有利的。 可添加5%10%椰乳，0.11.0mg/L的吲哚乙酸、萘乙酸、苄基腺嘌呤等，有的还需添加活性炭。 根据培养种类不同，添加的生长调节剂可适当调整。,图7-1 葡萄茎尖脱毒培养过程示意图 葡萄茎尖脱毒经过7个时期：A接种后变绿增大期；B形成畸形叶期；C形

15、成多芽和芽伸长期；D多芽展开小叶和小叶伸长期；E发根期；F根和茎伸长期；G移栽入盆期,第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒,1 病毒在植物体内的分布 2 无病毒苗的获得 2.1 材料的培养和灭菌 2.2 茎尖剥离 2.3 茎尖培养 2.4 提高脱毒效果 2.4.1 高温处理 2.4.2 低温处理 2.4.3 化学处理,2.4 提高脱毒效果,2.4.1 高温处理又称温热疗法 某些病毒受热以后不稳定，失去活性。 把植物放在高于正常温度的环境中，组织内部的病毒受热后部分或全部钝化，但寄生植物的组织很少或不会受到伤害。,热处理时间因植物而异,（1） 温汤浸渍处理 50左右的温水中浸渍材料数分钟至数小时，方法

16、简便易行但易致材料受伤。 （2）热风处理 将植物移入室内或生长箱内，处理温度和时间因植物种类和器官生理状况而异。 一般为3540，短则几十分钟，长可达数月。 例如康乃馨置于38两个月，草莓36 6周，即可清除茎尖的病毒。 如马铃薯未脱毒小苗在生长箱中变温处理，35 4h， 31 4h，交替1个月，其脱毒效果可达80%以上。,变温处理的优点： 35使病毒钝化，31可提高小苗生活力，这样既提高脱毒率，又能提高成苗率。 热处理的局限性 （1）并非所有的病毒都对热处理敏感。热处理只对等径、线状的病毒和类菌质体起作用。 （2）延长热处理时间，病毒钝化效果好，同时也可能会钝化植物组织中的抗性因子而降低处理效果。 （3）热处理后只有一小部分植株能够存活。,第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒,1 病毒在植物体内的分布 2 无病毒苗的获得 2.1 材料的培养和灭菌 2.2 茎尖剥离 2.3