植物的脱毒培养与人工种子.ppt

第一节 植物脱毒（virus elimination)培养 一、概念 利用植物组织培养技术，脱除植物细胞中的病毒，生产健康的繁殖材料。二、植物病毒病简介 定义：由植物病毒寄生引起的病害。症状：变色，叶片的叶绿素形成受阻或积聚，从而产生花叶、斑点、环斑、脉带和黄化等。花朵的花青素也可因而改变,使花色变成绿色或杂色等,常见的症状为深绿与浅绿相间的花叶症如烟草花叶病。坏死，在叶片上常呈现坏死斑、坏死环和脉坏死，在茎、果实和根的表面常出现坏死条等。畸形，器官变形，如茎间缩短，植株矮化，生长点异常分化形成丛枝或丛簇，叶片的局部细胞变形出现疱斑、卷曲、蕨叶及带化等。黄瓜病毒病黄瓜病毒病 辣椒病毒病辣椒病毒病 黄瓜病毒病黄瓜病毒病 一串红病毒病一串红病毒病 目前受病毒危害严重影响生产的有：大田作物：马铃薯、甘薯、甘蔗、烟草。蔬 菜：白菜、大蒜、葱、番茄、黄瓜、辣椒。果 树：柑橘、苹果、草莓、香蕉。花 卉：香石竹、各种菊花、天竹葵、紫罗兰等 危害园艺植物的病毒数目 植物种类植物种类 染病毒种染病毒种类类 植物种类植物种类 染病毒种染病毒种类类 植物种类植物种类 染病毒种染病毒种类类 菊花 19 矮牵牛 5 葡萄 26 康乃馨 11 马铃薯 17 樱桃 44 水仙 4 大蒜 24 无花果 5 唐菖蒲 5 豌豆 15 桃 23 风信子 3 百合 6 梨 11 月季 10 柑橘 23 草莓 24 天竺葵 5 苹果 36 病毒的特性及侵染 有性生殖退化、仅用无性繁殖方法繁殖的植物，极易受病毒病的侵染。大多植物病毒不经种子传播（专化性强的病毒除外）。病毒在生长旺盛的部位繁殖速度慢.三、传统的植物脱毒技术简介 物理方法：物理方法：X X射线、紫外线、超短波、射线、紫外线、超短波、高温高温热处理热处理等等 原理：钝化病毒，从而达到抑制病毒蔓延的目原理：钝化病毒，从而达到抑制病毒蔓延的目的。的。化学方法：化学方法：采用化学抑制剂，干扰病毒在植物体内的复制。生物学方法：生物学方法：选用抗病毒品种或采用种子繁殖方法。四、植物脱毒的原理和技术 基本原理 早在1934年，White发现烟草花叶病毒在烟草根中的分布是不均匀的，越靠根尖（root tip）区病毒含量越低，在根尖的顶端不含病毒。在根尖的顶端不含病毒。能量竞争，病毒核酸和植物细胞分裂时DNA合成均需要消耗大量的能量，而分生组织细胞本身很活跃，其DNA合成是自我提供能量自我复制，而病毒核酸的合成要靠植物提供能量来自我复制，因而就得不到足够的能量，从而就抑制了病毒核酸的复制。传导抑制，病毒在植物体内的传播主要是通过维管束实现的，但在分生组织中，维管组织还不健全，从而抑制了病毒向分生组织的传导。激素抑制，在分生组织中，生长素和细胞分裂素水平均很高，因而阻滞了病毒的侵入或者抑制病毒的合成。酶缺乏，1969年，Stace-Smith提出，可能病毒的合成需要的酶系统在分生组织中缺乏或还没建立，因而病毒无法在分生组织中复制。抑制因子，1976年，Martin-Tanguy等提出了抑制因子假说，认为在分生组织中存在有某种抑制因子 茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径：药物防治病毒病效率低；抗病毒育种步履艰难；组织培养的高效隔离防治了病毒的再侵染。预处理：一般采用热处理方法 香石竹在3840条件下经两个月处理可除去全部病毒。菊花在3538条件下处理60天可使病毒失活。1.被脱毒植物携带病毒的诊断 根据植物病毒病的症状特征和表现程度判断病毒类型及感染程度。2.母体植株的选择和预处理 母体的选择：欲脱毒材料的品种典型性；外植体健康程度选择;无损伤。植物脱毒的技术规程 脱毒时，最好找出茎原基所带叶原基的数目与生长点（茎尖）大小的相关性，这样在取材时就方便多了 茎尖越小对培养基的要求越高，剥离技术要求越高，成功率越低 3.茎尖分生组织培养再生植株 外植体消毒-茎尖剥离-茎尖培养 4.脱毒效果检测 一般来说，再生植株后，在18个月以内进行病毒鉴定，因为病毒在植物体内的潜伏期为6-12个月以上。抗抗血清反应鉴定血清反应鉴定 ISEM 五、脱毒植物的鉴定方法 指示植物鉴定指示植物鉴定 直观鉴定直观鉴定 脱毒苗的保存与快速繁殖 脱毒苗的离体保存与繁殖，建立脱毒种苗生产繁殖网络体系，木本植物建立隔离的脱毒苗母本园。Rooting medium Proliferation medium 指示植物(test plants)鉴定利用病毒在其他植物上出现症状的特征，作为鉴别种类的标准。这种专用以产生症状的（寄主）植物就是指示植物。寄主植物能够辨别某种病毒的专化性症状。方法：将待测植物的汁液接种到指示植物，如果待测植株带毒，则指示植物上会出现特定症状。由于病毒的寄生范围不同，所以应根据不同的病毒选择适合的指示植物。五、脱毒植物的鉴定方法 血清鉴定(serological test)(抗原抗体反应)：病毒抗血清具有高度的专化性，因而可用于鉴定受感染而没有症状的带毒植物。试管沉淀反应；免 疫双扩散；酶联免疫吸附测定(ELISA)。植物汁液 抗血清 对照血清 五、脱毒植物的鉴定方法 六、植物脱毒培养的意义 能够有效地保持优良品种的特性；生产无病毒种苗，防止品种退化；快速繁殖新品种，使优良品种迅速应用；节约耕地，提高农产品的商品率；第二节 人工种子 1.人工种子的概念人工种子的概念 人工种子（artificial seeds）又称合成种子（synthetic seeds）或体细胞种子（somatic seeds）。任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可称之为人工种子。根据包被的需要程度可分为三类：第一类是裸露的或休眠的繁殖体，如可以适当干燥的体细胞胚（如鸭毛草的体细胞胚）、休眠的微鳞茎和微块茎等，它们在不加包被的情况下也具有较高的成株率；第二类为人工种皮包被的繁殖体，一些体细胞胚、原球茎等虽不能过度干燥，但只需人工种皮包被即可维持良好的发芽状态，如胡萝卜体细胞胚；第三类是水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体，大多数体细胞胚、不定芽、茎尖等均需要先包埋在半液态凝胶中，再经人工种皮包裹才能避免失水，从而维持良好的发芽能力。与试管苗技术和自然有性繁殖种子相比，人工种子具有以下突出的、甚至是不可取代的优点：其一，在无性繁殖植物中，有可能建立一种高效快速的繁殖方法，它既能保持原有品种的种性，又可以使之具有实生苗的复壮效应；其二，可以对优异杂种种子不通过有性制种而快速获得大量种子，特别是对于那些制种困难的植物更具有重要的实用意义；其三，对于一些不能正常产生种子的特殊植物材料如三倍体、非整倍体、基因工程植物等，有可能通过人工种子在短期内加大繁殖应用；其四，与田间制种相比，可以节省制种用地，且不受季节限制，可以实现工厂化生产，同时还避免了种子携带病原菌的危险；其五，与利用试管苗相比，可以避免移栽困难，且可以实现机械化操作，同时还便于储藏和运输。