组织培养常见植物脱毒与快繁
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植物组织培养技术的应用
一 在植物脱毒和快速繁殖上的应用
植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。很多农作物如马铃薯、甘薯、大蒜等都带有病毒,但感病植株并非每个部位都带病毒,White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。如果利用组织培养方法,取一定大小的茎尖进行培养再生可获得脱病毒苗,再用脱毒苗进行繁殖,则种植的作物就不会或极少发生病毒。此法已在马铃薯、草莓等多种作物上获得成功,并产生了明显的经济效益。
由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速,每年可以数以百万倍的速度繁殖,因此,对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖,意义尤为重大。目前,观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木,试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。
二 在植物育种上的应用
植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。目前,国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种,并在以下几个方面取得了较大进展:
1 单倍体育种单倍体植株往往不能结实,在培养中用秋水仙素处理,可使染色体加倍,成为纯合二倍体植株,这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点,因此,通过花药或花粉培养的单倍体育种,已经作为一种崭新的
育种手段问世,自1964年Guha等获得曼陀罗的花药单倍体植株以来,单倍体育种在国际上引起很大重视,各国纷纷开展这方面的研究工作,已先后在水稻、小麦、玉米、辣椒以及许多药用植物如枸杞、人参、平贝母中获得单倍体植株,共计300多种。其中许多已经应用于育种研究并得到了专利品种。我国在20世纪70年代掀起了单倍体育种的高潮,在农作物上取得了一批有实用价值的育种成果,特别是培育禾本科粮食作物,现在已经培育出水稻新品种15个、小麦新品种6个。
植物组织培养的应用
1、良种快繁
将植物组织培养技术用于新育成的、新引进的、一些短期内大量急需生产的良种快繁,可在最短时间内获得最多的植株,较普通营养生殖快成千上万倍,对新优良品种的推广应用尤为便利。
2、大批量营养繁殖
一些生产用苗量大的、需进行无性系繁殖的品种,尤其对一些繁殖系数低,特别是不能用种子进行繁殖或经种子繁殖后常丧失其优良特性的植物,如杂种番茄、无籽西瓜、佛手瓜、金花花、福禄考、西洋参、石榴等,可通过该技术进行快速繁殖,并能获得良好的种苗,使其成为快速发展的经济作物。
3、脱毒繁育
植物组织培养技术可应用于少量脱毒良种苗的快繁和无病毒苗大量繁殖。
4、特殊育种材料快繁
植物组织培养技术可应用于制种材料快繁、基因工程植株快繁、自然和人工诱导有用突变体(芽变)快繁、离体保存种质快繁。
5、新发现的、稀缺的珍贵或稀有植物材料以及濒危植物离体快繁
遗传资源日趋枯竭,造成有益基因的丧失;常规田间保存耗资巨大,且往往达不到万无一失的目的。植物组织培养给保存和抢救稀有植物材料以及濒危植物带来了希望。
马铃薯组织培养脱毒快繁
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。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。[2]
植物组织技术在农业上的应用有很多方面,其中植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应
用最多、最有效的一个领域。通过植物生物技术改良作物是以后农业科学领域最重要的发展之一。首先用茎尖脱毒获得无病毒植株成功的是法国人莫勒尔,他们用大丽花为原料,在1952 年试验产生了无
病毒植株。在1955 年以马铃薯为材料产生了无病毒植株。农业生产中,许多农作物都带有病毒,无
性繁殖方式植物如马铃薯、甘薯、大蒜等尤为严重,但是感病植株并非每个部位都带有病毒。[3]
一、国内外研究动态
(一)研究背景
栽培种的马铃薯(Solanurn tuberosurn)是双子叶种子植物, 属茄科(Solanceae)茄属(Solanum)
的一年生草本植物,生产上绝大多数是利用块茎进行无性繁殖。[4]
马铃薯用块茎繁殖,植株长势逐年削弱、矮化,分枝变小,结薯变小,产量逐年下降,甚至绝产,这种现象叫做种性退化。这种退化现象实际上是马铃薯在生长发育过程中感染了病毒,病毒的侵入破
植物组织培养脱毒快繁技术在马铃薯育种中的应用
班级:090913 姓名:张金凤 学号:090913045
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和技术方法,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,脱毒快繁技术,病毒检测,应用前景.
1. 脱毒技术及其原理
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,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。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。
1.1 热处理法
1.1.1 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[3] 。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。
1.12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。