第五章 脱毒苗的培育
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土豆脱毒苗培养方法嘿,咱今儿就来讲讲土豆脱毒苗培养方法!这可真是个有意思的事儿呢。
你想想看,那小小的土豆,咱平日里可没少吃吧,但你知道它是怎么从带着病毒的状态变得健健康康的吗?这就好比一个生了病的人,得经过精心的照料和治疗才能恢复活力呀!首先呢,得选好种薯。
这就跟选运动员苗子似的,得挑那些个精壮的、没毛病的。
要是选了个病恹恹的种薯,那后面可就麻烦啦!选好了种薯,就得给它来个“大变身”。
接下来,就是要进行茎尖剥离啦。
这可是个精细活儿,就像雕刻大师在精心雕琢一件艺术品一样。
得小心翼翼地把那小小的茎尖给剥出来,可不能有一点儿马虎。
这茎尖可是宝贝呀,里面藏着未来健康土豆苗的希望呢!然后呢,把这剥离出来的茎尖放到合适的培养基里。
这培养基就像是小土豆苗的家,得给它提供足够的营养和舒适的环境。
就好比咱人住的房子,得舒服、得安逸,小土豆苗才能茁壮成长呀!在培养的过程中,可不能掉以轻心。
得时刻关注着它们的状态,温度啦、湿度啦、光照啦,都得调节得恰到好处。
这就跟照顾小宝宝似的,得全方位地呵护着。
经过一段时间的培养,小土豆苗就慢慢长大啦。
看着它们一点点地变强壮,那心情,可别提多高兴啦!就好像看着自己的孩子一天天长大一样。
等它们长得差不多了,就可以移栽到地里啦。
这时候的土豆苗,那可都是经过“千锤百炼”的呀,抗病毒能力杠杠的!咱再想想,要是没有这脱毒苗培养的方法,那咱吃的土豆不都可能带着病毒呀,那口感能好吗?产量能高吗?所以说呀,这土豆脱毒苗培养可真是太重要啦!培养土豆脱毒苗,这不仅是一门技术,更是一种对生活的热爱和对未来的期待呀!咱通过自己的努力,让土豆变得更健康、更好吃,这难道不是一件很有成就感的事儿吗?你说是不是呀?咱可不能小瞧了这小小的土豆脱毒苗培养,它背后可有着大学问呢!。
植物种苗脱毒技术【教学目标】1.概述植物种苗脱毒的基本原理和过程。
2.尝试完成植物的种苗脱毒。
3.举例说明植物脱毒技术在生产中的应用。
【教学重难点】1.概述植物种苗脱毒的基本原理和过程。
2.尝试完成植物的种苗脱毒。
【教学过程】一、种苗脱毒1.农作物感染病原体类型:农作物种植过程中经常受到病毒、细菌和真菌等病原体感染。
2.种苗脱毒的原理:在植物生长过程中,侵入植物体内的病毒可以通过维管束和细胞壁间的胞间连丝扩散到所有的组织器官。
植物茎尖等分生组织内的维管束还未形成,植物体内的病毒只能通过胞间连丝移动到分生区,而这一移动过程远不及细胞分裂的速度,所以分生区一般不会受到病毒感染。
3.种苗脱毒的概念:把茎尖分生组织从感染病毒的植株上剥离,在离体条件下进行组织培养,从而获得不含病毒的脱毒苗,这一过程称为种苗脱毒。
二、脱毒苗的培养实例1.马铃薯脱毒苗的培养:(1)取材和消毒。
将欲脱毒的马铃薯块茎催芽,剪芽并剥去外叶,用自来水冲洗10min,在无菌室内用质量分数为5%的漂白粉溶液消毒后,用无菌水冲洗2~3次。
(2)剥离和接种。
取马铃薯芽的尖端1~2cm,在解剖镜下,用解剖刀小心地除去茎尖周围的叶片组织,露出顶端圆滑的分生区,用解剖针细心剥取所需的茎尖(约0.1~0.5cm),接种于MS培养基上,切面接触培养基。
(3)培养。
于25℃、1500~3000lx光照下培养,当长成有3~4片叶的小植株时,即可移栽。
2.草莓脱毒苗的培养:草莓以匍匐茎繁殖,更易感染、积累病毒,导致果实变小。
3.探究切取茎尖的最佳长度:在进行种苗脱毒时,切取的茎尖越小,脱毒效果就越好,但组织培养的速度就越慢,越不容易成活;如果切取的茎尖大一些,组织培养虽容易成功,但脱毒效果却很差。
探究:苗脱毒技术问题导引:某草莓种植地区,由于草莓连作重茬、病叶残体乱扔乱倒等,造成草莓真菌性病害、病毒感染严重。
若草莓感染了病毒,则长势减弱、植株矮化、果实变小、品质变劣,严重时可使产量下降20%~60%,且目前尚无有效药剂进行防治。
****职业学院教案No 5
授课日期
班级
课题:植物脱毒技术
知识目标:
(1)能理解无病毒苗培养的意义;
(2)理解组织培养脱毒的原理;
(3)学会组织培养脱毒的方法和培养流程;
(4)学会病毒的科学检测方法;
(5)学会解剖镜的使用;
(6)学会马铃薯微型薯生产技术;
(7)能理解无病毒苗木及种质资源的保存和利用方法。
技能目标:
(1)能正确使用解剖镜进行微茎尖剥离;
(2)能正确使用解剖镜进行微茎尖剥离;
(3)能对无毒苗实施鉴定;
(4)能对马铃薯实施脱毒培养。
重点难点:无毒苗的培养、鉴定及保存
教学方法:现场教学
教具:
教学参考书:
课后作业:实验报告
教学札记:
编写日期:。
淀粉型甘薯脱毒种苗繁育及轻简化栽培技术随着淀粉工业的迅速发展,淀粉型甘薯消费量呈逐年增加趋势。
据调查,南方薯区淀粉型甘薯种植面积约占10%,长江中下游薯区淀粉型甘薯比例则超过50%,北方薯区淀粉型甘薯约占50%,总体种植面积相对稳定。
随着各地甘薯种植面积的不断扩大,脱毒种薯的品质越来越受到人们的重视。
调查发现,近年来甘薯黑斑病、疮痂病、根腐病等有蔓延趋势,危害大且缺乏有效的防治手段。
甘薯产业存在种薯、种苗生产体系不完善、水肥管理不合理、机械化程度低等问题,制约了甘薯产业高质量发展。
为了加强甘薯种植技术的研究与推广,进一步指导甘薯生产、强化质量控制、提升生产效率,促进中国淀粉型甘薯产业发展,笔者就优质淀粉型甘薯脱毒种苗繁育及轻简化栽培技术进行了阐述,以期为实现甘薯产业持续健康发展作出贡献。
一、优质淀粉型甘薯脱毒种苗繁育技术甘薯脱毒苗是依据甘薯茎尖生长点不含病毒或所含病毒浓度较低的特性,利用生物技术与脱毒培养相结合去除甘薯体内的病毒,获得脱毒株系后,在严格的无菌环境中再通过无性繁殖培育出大量的甘薯脱毒种苗。
1.材料的选择。
在进行薯种选择时,要结合当地的气候条件,根据市场的需求情况及生产加工目标,剔除病、蔫、伤、畸形的薯块,选择具有该品种典型特征的优质薯块作为茎尖脱毒的基础材料。
例如冀薯98、徐薯22、商薯19、烟薯29号、漯徐薯8号、济薯25等优质品种。
2.取材和消毒。
将选取的薯块种植在25~30℃条件下进行催芽生长,当不定芽长到15厘米左右时,取顶端1.5~2厘米的顶端茎尖,剪去已展叶片。
剥茎尖前先用流水冲10分钟,再放在超净工作台上,在无菌条件下用75%酒精消毒30秒、1%次氯酸钠消毒5~10分钟,最后用无菌水漂洗3~5次后备用。
3.剥离茎尖和接种。
在已灭菌的超净工作台内,将备用茎尖利用解剖显微镜用解剖刀一层一层剥去芽顶的嫩叶片,剥离0.2~0.3毫米的茎尖分生组织,然后立即接种在试管内的MS 分生培养基上。
第五章脱毒苗的培育目前病毒病已成为世界作物生产中仅次于真菌病害的主要病害,是造成大田作物和园艺作物的生活力、产量和品质下降,甚至造成植株大面积死亡的重要原因之一,给农业生产造成巨大的危害和损失。
由于病毒复制与植物代谢密切相关,而且有些病毒的抗逆性很强,至今仍没有一种特效药物能够实现既能有效防治病毒病害,又不伤害植物。
因此,通过组织培养来培育脱毒苗,无疑满足了农作物和园艺植物生产发展的迫切需要。
所谓“脱毒苗”,又称“无病毒苗”,是指不含有该种植物的主要危害病毒,即经过检测主要病毒在植物体内的存在表现为阴性反应的苗木。
因此,准确地说,“脱毒苗”是“特定无病毒”,应称为“检定苗”。
通过组织培养技术培育的脱毒苗具有以下特点:①提高产量。
如草莓脱毒可提高产量20%~30%,单株结果多,单果重增加;马铃薯脱毒可提高产量40%以上;观赏花卉平均增产50%~80%。
②提高品质。
如苹果着色好,糖度高;菊花切花生长健壮,植株增高,优质切花数增多,花朵增大,花色艳丽,商品价值高。
③抗病性增强。
植物脱毒后自身抗逆性提高,对病虫的抗性增强,如甘薯脱毒后可增强抗茎线虫病。
目前,通过组织培养手段培育脱毒苗已成为农作物、园艺植物、经济作物优良品种繁育、生产中的重要环节。
世界不少国家十分重视这项工作,把脱除病毒纳入常规良种繁殖的一个重要程序,建立了大规模的无病毒生产基地,为生产提供无病毒优良种苗,已在生产上发挥了重要作用,取得了显著的经济效益。
第一节脱毒方法目前,组织培养应用的脱毒方法有热处理、微茎尖培养、茎尖培养结合热处理、茎尖微体嫁接、愈伤组织培养、花药培养等脱毒方法。
其中,前三种脱毒方法最常用,也最容易掌握。
实践证明,根据植物种类和待检病毒的种类、特性不同,采取不同脱毒方法的组合处理,其脱毒效果会更好。
本节重点介绍热处理脱毒法和茎尖培养脱毒法。
一、热处理脱毒(一)热处理方法1.温汤浸渍处理将材料放在50℃~55℃的温水中浸渍10min至数小时,可使一些热敏感的病毒失活。
此法简便易行,适用于休眠器官、剪下的接穗或种植材料的脱毒处理,但易使材料受伤。
为避免长时间浸泡对植物材料的伤害,一般采用热空气处理脱毒。
2.热空气处理热空气处理脱毒适用于鲜活植物材料的脱毒。
将生长的盆栽植株、种球、愈伤组织、离体瓶苗等移入温热治疗室或生长箱内,以35~40℃的温度处理几十分钟至数月。
至于具体的处理温度与处理时间可按照植物种类、器官类别和生理状况,以及待脱除病毒的种类等来综合确定。
如香石竹在38℃下处理2个月,其茎尖所含病毒即可被清除;马铃薯在35℃下处理几个月能够脱除卷叶病毒。
如果采用热处理再结合茎尖培养,其脱毒效果会更好。
如草莓茎尖培养结合36℃处理6周,比单纯的茎尖培养更能有效地清除轻型黄边病毒。
此外,每种植物都有热处理临界温度,过高温度处理会造成植物的伤害(图5-1),所以采用变温处理既可消除病毒但又不伤及植物。
如马铃薯每天40℃下处理4h与16℃~20℃20h 交替变温处理马铃薯块茎,既清除了芽眼中的叶片病毒,又保持了芽的活力。
<![endif]>(二)热处理脱毒法的缺陷1.热处理不能脱除所有病毒。
如在马铃薯中应用此技术,只能消除卷叶病毒。
一般而言,热处理主要对球状病毒、类似纹状病毒及植原体(也叫类菌原体或类菌质体,为原核生物)等起作用。
2.延长热处理时间,病毒钝化效果好,但也可能会钝化寄主植物的阻抗因子,致使寄主植物抗病毒因子难于活化,从而降低无毒植株的发生率。
3.热处理对植物组织有一定伤害,只有部分植株能够存活。
鉴于热处理脱毒存在上述缺陷,热处理最好与其他脱毒方法配合使用,脱毒效果好。
二、微茎尖培养脱毒(一)微茎尖培养脱毒方法微茎尖培养脱毒操作程序见图5-2。
其技术关键包括以下几方面:1.病毒种类及分布的诊断在实施脱毒操作之前,应根据欲植物所携带的病毒种类及其在体内的分布状况,确定切取茎尖的大小。
病毒分布少,切取的茎尖可稍大,否则宜小。
2.母体植株的选择及预处理选择母体植株,首先要考虑是否具有原品种的典型特征特性,这关系到培养的脱毒苗是否失真;其次要考虑感染病毒的轻重和携带病毒的多少。
在感染病毒程度较轻、携带病毒较少的植株上采集外植体,利于培养出脱毒苗。
母体植株的预处理是为了获取表面不带病原菌的茎尖外植体。
可在切取茎尖前,将母体植株栽种在温室内无菌的盆钵中培养。
浇水时不要直接浇在叶片上,最好定期喷施内吸杀菌剂,如喷施0.1%多菌灵和农用链霉素等。
对于田间种植的母体植株,可以切取插条插入营养液中,在其腋芽抽生的枝条上选取外植体,这比从田间直接取材的污染率要小得多。
在剥取茎尖外植体前,需对茎芽进行表面灭菌。
叶片包被严紧的芽,如菊花、兰花的芽,只须在75%酒精中浸蘸一下即可;叶片包被松散的芽,如香石竹、大蒜、马铃薯等的芽,则要用0.1%次氯酸钠表面消毒10min。
实际消毒时应灵活运用这些消毒方法。
3.微茎尖的剥离在解剖镜下剥离微茎尖(图5-3)。
微茎尖剥离方法见技能5-1。
4.培养基①微茎尖培养时,一般以White、Morel和MS培养基作为基本培养基。
②由于双子叶植物的生长素和细胞分裂素是由第2对最年幼的叶原基合成,所以培养不带叶原基的微茎尖时,需要在培养基中适当提高激素的浓度。
③为了使培养的脱毒苗能保持原品种的特征特性,应避免使用容易促进外植体愈伤组织化的植物激素。
如生长素类应使用NAA或IBA,而避免使用2,4-D,细胞分裂素类可用KT或BA;GA对某些植物微茎尖培养有利,应注意选择使用。
④为了有利于茎尖的生长,常需要提高培养基中钾盐和铵盐的含量;以MS 作为微茎尖培养的培养基时,应适当降低部分离子的浓度。
⑤为了操作方便和加快扩繁速度,一般都使用琼脂培养基,但当其能诱导外植体愈伤组织化时,最好改用液体培养基。
使用液体培养基时,需制作滤纸桥,将微茎尖接种于桥面上。
5.接种和培养微茎尖剥离后,应尽快接种在培养基上。
接种时只用解剖针接种即可,确保微茎尖不能与芽的较老部分或解剖镜台或持芽的镊子接触,避免材料染菌。
接种后置于23℃~27℃左右、光照10~16h/d、光强1000~5000 lx的条件下培养。
微茎尖培养必须保证较高的温度和充足的光照时间,否则在低温和短光照条件下,茎尖容易进入休眠状态。
微茎尖初代培养需数月才能完成,其后续培养与茎段培养相同,在此不再赘述。
植株再生途径为无菌短枝发生型(图5-4)。
(四)影响微茎尖培养的因素1.外植体大小通常微茎尖培养的脱毒效果与微茎尖大小呈负相关,而培养茎尖的成活率则与茎尖大小呈正相关,即茎尖越小,对培养基的要求越高,培养成活率越低,脱毒效果越好;茎尖越大,则与之相反。
实践证明,茎尖剥离时不带叶原基,其脱毒效果最好,但成活率最低;而带1~2个叶原基的茎尖培养,一般可获得40%以上的脱毒苗。
通常切取带1~2个叶原基的茎尖进行培养,以达到既脱毒又保证成活率的目的。
2.母体植株受病毒侵染的程度一般单一病毒侵染的植株脱毒较容易,多种病毒复合侵染的植株脱毒则较难。
3.培养基和培养条件见前述内容。
4.其他参考第四章第二节的内容。
三、其他脱毒方法表5-1 其他脱毒方法简介第二节脱毒苗的鉴定经过脱毒处理得到的种苗,必须经过严格的鉴定,确证其无病毒且农艺性状优良之后,才可以作为脱毒良种种苗用于实际生产。
脱毒苗的鉴定包括两个方面:一是脱毒效果的鉴定;二是农艺性状的鉴定。
一、脱毒效果鉴定对于非潜隐性病毒,可以通过直观检测法就能观察有无病毒病症状;对于潜隐性病毒病则必须通过病毒检测。
病毒检测方法有指示植物法、抗血清鉴定法、酶联免疫吸附测定法、电子显微镜法和分子生物学检测法等。
其中,指示植物法和抗血清检测法是目前国内外常用的病毒鉴定方法。
(一)指示植物法1.指示植物和指示植物法的含义指示植物法是指利用病毒在其他植物上产生的枯斑作为鉴别病毒种类的标准,又称为枯斑法。
这些对病毒敏感并能产生专一性枯斑症状的植物称为指示植物,又称为鉴别寄主。
指示植物一般分为二类:一类是接种病毒后产生系统性症状,病毒可扩展到植株非接种部位,通常没有局部病斑的指示植物;另一类是只产生局部病斑,常为坏死、褪绿或环状病斑的指示植物。
部分常用指示植物见表5-2。
表5-2 一些常用指示植物及其检测的病毒 (引自王清连,2004)2.对指示植物的要求①根据病毒种类的不同,选择适合的指示植物(因病毒的寄主范围是不同的);②一年四季都能栽培和容易接种;③能够较长时期内保持对病毒的敏感性;④在较广的范围内具有同样的反应。
3.鉴定方法(1)汁液涂抹法取被鉴定植物的1~3g幼叶置于研钵中,加入10ml水和等量的0.1 mol/L的磷酸缓冲液(pH7.0),研碎后加入少量500~600目金钢砂作为摩擦剂,制成匀浆,用手指(戴上手套)或纱布或棉球蘸取匀浆在指示植物叶片上轻轻涂抹2~3次,以汁液进入叶表皮细胞又不损伤叶片为度,或用喷枪喷射进行接种。
5min后用清水清洗叶面多余匀浆及金刚砂。
接种后将指示植株置于室内或防虫网室内,在半遮荫、温度15~25℃的条件下培养,2~6d后可视其病症的有无,来判断被鉴定植物是否脱毒。
若汁液带病毒即出现可见病症(表5-3)。
表5-3 几种马铃薯病毒的指示植物及其症状(引自潘瑞炽等,2000)液涂抹法主要用于草本植物的脱毒鉴定,适用于鉴定通过汁液传播的病毒。
利用指示植物法鉴定时,一般以早春为宜,因为早春刚萌发嫩叶或花瓣,接种成功率较高,5月份以后接种较难成功,从而影响检测结果的正确性。
(2)嫁接法将被鉴定植物的芽或幼叶嫁接在指示植物上,4~6周后根据指示植物的症状来判断是否脱毒。
此法适用于非汁液传播病毒的鉴定。
如草莓的黄化病毒、丛枝病毒等。
一般木本植物和一些无性繁殖的草本植物的脱毒鉴定常用此法。
一般有以下三种嫁接方法:①直接在指示植物上嫁接待检植物的芽片或小叶(见技能5-3)。
②双芽嫁接法。
在休眠期剪取指示植物和待检植物的接穗,萌芽前分别把带有两个芽的指示植物接穗与待检植物接穗同时切接在实生砧木上,指示植物接穗接在待检接穗上方(图5-5)。
③双重芽嫁接法。
先将指示植物的芽嫁接到实生砧木基部距地面10~20cm处,再在接芽下方嫁接待检植物的芽,两芽相距2~3cm。
成活后剪去指示植物芽上部的砧干(图5-6)。
一般夏秋芽接,次年观察结果。
(二)抗血清鉴定法植物病毒是由蛋白质和核酸组成的核蛋白,是一种较好的抗原,给动物注射后会引起抗体产生。
抗体是动物受外来抗原的刺激产生的一种免疫球蛋白,主要存在于血清中。
有抗体存在的血清叫抗血清。
不同病毒引起的抗血清有各自的特异性。
病毒作为抗原与其相对应抗体的抗血清之间会发生沉淀反应,即免疫反应,因而抗血清可作为病毒检测的高度专化的试剂。
用被鉴定的组培苗的汁液作为抗原,加入已知病毒的抗血清中,观察其反应,可判知被鉴定植物有无病毒和病毒种类,此法称为抗血清鉴定法。