如何通过组织培养方法脱去植物本身所带病毒,简述其原理
如何利用组织培养法进行大蒜脱毒?
(1)茎尖培养脱毒病毒在鳞茎中分布并不均匀。一般而言,植株内病毒数量随远离分生组织顶端部位而增加,顶端分生组织数量极少甚至无病毒。因此,采用茎尖分生组织,诱导形成愈伤组织,分化胚状体,可以获得无病毒植株。
①接种。剥去蒜皮,用自来水冲洗0.5小时左右,放入0.1%HgCl2消毒灭菌15分钟,用无菌水认真冲洗7次。在超净工作台解剖镜下,剥取大蒜茎尖0.2~0.5毫米,接种到培养基上,进行无菌茎尖培养。接种用茎尖越小,脱毒效果越好,但成苗率下降。
②培养条件。培养温度25℃1℃,光照强度2000~3000勒克斯,光照培养16小时,暗培养8小时。
③培养。将剥取的茎尖,放置在附加不同激素与浓度配比的培养基上增殖,增殖2~3代后可以转移到生根培养基上生根。适当调整培养基中无机盐成分,如Co2+、Cu2+、K+和Ca2+浓度,可促进茎尖分生组织的生长、分化;培养基种类和茎尖大小也会直接影响大蒜茎尖组培脱毒的效果。诱芽培养基以MS和B5最好,B5与适当浓度的6-BA和NAA配合能提高芽分化率和生根率,如B5+6-BA3毫克/升+NAA0.1毫克/升+Ade(腺嘌呤)30毫克/升+KT0.5毫克/升配制的培养基有利于大蒜茎尖形成多芽;1/2B5+NAA0.05毫克/升+6-BA0.01毫克/升+0.2%活性炭配方则可促进组培芽生根。
④移栽。将生根后的脱毒苗,分期分批移栽到已灭菌的装有灭菌蛭石的营养钵内。为防治蚜虫传染病毒,营养钵应放置在防虫网室。
⑤大蒜病毒检测。将剥离的大蒜茎尖置于培养基上培养2个月后,取部分愈伤组织或小苗,并将其捣碎,研磨,制成组织汁液,用磷酸盐作缓冲液在3000转/分钟离心20分钟,弃去残渣,取上清液,用2%磷钨酸(pH6.8)负染色1~2分钟,在电镜下观察,并以未脱毒样品做对照,确认所含病毒的基本形态和特征。(2)花序轴离体培养脱毒大蒜蒜薹上可形成许多气生鳞茎,表明花序轴顶端分生组织具有很强的腋芽萌发潜力。发育早期的花序轴,其繁殖系数高达76,是传统茎尖培养繁殖系数的25倍。花序轴离体培养操作简便,是一种高效培育大蒜脱毒种苗的技术。多数病毒均不能通过分生组织和种子传播,所以用花序轴离体培养可以获得脱毒苗。如以花序轴为外植体,所得到的试管苗,其大蒜花叶病毒脱毒率高达77.6%,脱毒效果高于只带1~2个叶原基的茎尖培养试管苗。花序轴培养需要较高的pH和较高浓度的生长素以及一定浓度的GA,花序轴培养的适宜条件为B5+NAA0.1毫克/升+6-BA 2毫克/升,pH6.5;继代培养条件为MS+6-BA2毫克/升+NAA0.1毫克/升+GA30.05毫克/升+蔗糖20克/升,pH6.2。(3)茎盘培养脱毒将带有茎盘的鳞茎基部切成立方体小块,放在70%的乙醇中消毒5分钟,去掉贮藏叶和营养叶,剩下约1厘米厚的茎盘,每个茎盘分成4份,接种到LS固体培养基上,置于25℃、3000勒克斯、光照16小时/天条件下培养。大约1周后茎盘外植体表面出现多个圆顶状结构,并长出愈伤组织,2周后分化出绿芽,3周后茎长至1厘米左右。培养基内添加的激素浓度和种类对离体茎分化有明显影响,不加激素时平均每个茎盘可分化15个芽,高于加激素的,NAA的抑制作用强于BA;当NAA浓度达到1毫克/升时,愈伤组织基本不能分化出绿苗;形态学观察表明,NAA促进愈伤组织的形成,而BA则促进鳞茎基部营养叶的伸长。低温预处理天数与形成的鳞茎数目成正比,作为外植体的茎盘须在4℃低温下处理至少4周,当处理时间达到8周以上时,1个鳞茎平均可分化出25个芽,其中95%的芽可以形成鳞茎,室温条件下则达不到此效果。茎盘培养结合4℃低温预处理8周,每个鳞茎可形成100个小鳞茎,普通的培养方法只能形成5~6个。与茎尖培养脱毒相比,茎盘培养法分化效率高,大约3周后外植体表面可直接分化出多个小鳞茎,鳞茎的分化不需加生长激素。(4)茎盘圆顶培养脱毒在茎盘培养的早期,茎盘的表面长出多个圆顶状结构,组织学观察表明,这种结构的内部细胞和形成过程均与大蒜鳞茎的茎尖培养相似。在相同的环境条件下,将分离的圆顶状结构接种到LS固体培养基上,同样能够分化出绿苗,长成完整的植株。因此,茎盘圆顶也可以用做脱毒的外植体。茎盘圆顶培养具有较高的繁殖效率,每个小鳞茎可产生15~20个无毒大蒜植www.rixia.cc株,而且维护无毒的有效期超过3年。
在组织培养中,采用茎尖培养为什么可以有效地脱去病毒呢?
so她的病毒浓度往往是最低的
一般用茎尖分生组织培养来进行脱毒
当然我们在实验室也可用根尖分生组织的
春满人间百花吐艳
福临小院四季常安
欢度春节
茎尖脱毒培养的原理是什么,植物组织培养
茎尖培养除去病毒的方法的原理是什么?
近几年来,采用茎尖培养法除去病毒,获得无病毒种苗,已经在很多国家被广泛采用,取得了良好的效果。除去病毒的花卉,具有质量好、产量高的优点。
所谓茎尖培养,也叫做茎顶培养、分生组织培养或生长点培养。早在1943年,White采用离体培养的方法成功地培养了被烟草花叶病毒(TMV)侵染的番茄根,发现根尖部分不存在病毒。以后很多人也发表了类似的文章。根据这些现象,Morel等人从感病的大丽花植株上切取茎尖培养,获得了去病毒植株,从而为拯救优良品种开辟了一条新的有效途径。至今已有几十种花卉植物采用茎尖培养法取得了成功。Hollings(1960)以香石竹为材料研究茎尖大小与脱去香石竹斑驳病毒的关系,结果发现,当茎尖大小为0.11mm时,脱毒率为66%;0.25mm时,脱毒率为40%;0.5mm时,为13%;0.75mm时,为11%;1.0mm时,则全部带毒。这说明,愈接近茎尖,病毒浓度愈低。病毒在植物体内的分布情况很不一致,其中以分生组织中含毒量最低,甚至完全不带病毒。因此,取一定大小的茎尖(一般为0.2~0.8mm长,带1~2个叶原基为好)进行茎尖培养,可获得脱毒种苗。
目前国际上已获得无病毒种苗,并在生产上大规模应用的花卉植物有大丽花、香石竹、菊花、兰花、矮牵牛、百合、小苍兰、鸢尾等几十种花卉。
1 无病毒种苗的生产流程
1.1 茎尖的切取与消毒
植物顶端分生组织的形态大小,依植物品种、生长期以及外界环境的影响而有变化。如百合的顶端为半球形,比较大,容易制取;香石竹的茎尖比较小,为对生叶,由十字交叉的叶原基交互发育而成,顶端分生组织的横切面呈椭圆形,有长短径之分,旁边为叶原基;矮牵牛的茎尖外形及大小与香石竹相似;大丽花的叶原日夏养花网基为对生,着生在分生组织附近,因此要切取不带叶原基的分生组织就比较困难;菊花的叶原基被密生的绒毛所缠绕,分生组织很小,比较难切割。因此,所谓茎尖,也就是指茎端最前面的分生组织以及由数个叶原基组成的部分。
取外表生长健康、品种优良的花卉植株作为茎尖培养的材料,摘取长度为2~3cm的顶芽或侧芽,最好是随采随处理。剥去外边叶片后,在自来水中用纱布轻轻擦洗3~4次,再在清水中冲洗多次,在滤纸上吸干后,在70%的酒精中浸0.5~1min,迅速转移到10%的漂白粉溶液(加入若干滴吐温-20)中处理10min,取出,于无菌水中漂洗40~5次。漂白粉中效果更好。取出材料,放在无菌培养皿中的滤纸上,待用。不同的植物材料采用不同的表面消毒剂,其浓度与消毒时间也常有变化。
茎尖培养要求技术熟练,开始时凭肉眼或借助扩大镜进行粗剥,除去茎外面的叶片,然后移到解剖镜下,将叶片层层剥离,或者沿茎的纵向,将茎表及叶片切开,使生长点暴露出来,然后切取带有1~2个或3~4个叶原基的茎尖,迅速转移到培养基上,切口向下。注意不能碰破茎尖。
1.2 培养基及培养条件
茎尖培养成败的关键在于寻找合适的培养基。茎尖培养基的成分与一般组培日夏养花网用培养基基本一致,包括大量元素、微量元素及有机成分。由这三类成分构成的培养基称为基础培养基。对多数植物来说,只靠基础培养基还不行,还须加入必要的生长调节物质,如赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、激动素(KT)、2,4-D和6-BA等。有些植物的茎尖培养还需加入天然复合物,如椰乳、酵母或麦芽糖提取液等。
目前采用的培养基有很多种。常用的种类有Murashigeskong(简称MS培养基)、White培养基、Eriksson(简称ER培养基)、Gamborg(简称B5培养基)、Shenk-Hildbrandt(简称SH培养基)、Heller(简称HE培养基)等。各类培养基都各具特色,尤其是MS及White培养基使用较为普遍。例如,香石竹茎尖培养,采用的是MS培养,培养温度为25℃,1000~1500lx、12~14h的光照,3~4d后茎尖转为绿色,25~40d后组培苗转绿,继代培养后,转移到1/2培养基上发根,获得完整植株。
1.3 茎尖培养成败因子
茎尖培养的目的是为获得无病毒优质种苗。成败的标准首先是茎尖苗是否成活、成苗。其次,成活的茎尖苗是否带有病毒,因为培育出仍然带有病毒的茎尖苗是毫无意义的。也就是说,茎尖培养的成功率包括茎尖苗的存活和脱毒率两个方面。
影响茎尖培养成败的因子是多方面的。除了上面所提到的培养基种类、无菌操作技术、培养条件等因素外,还必须注意以下几点:
第一,茎尖的大小。茎尖的大小与茎尖苗的成活率和脱毒率有相关性。所取茎尖越大,越易成苗,但脱毒率低;茎尖越小,脱毒率越高,但过小的茎尖难以成苗。因为叶原基的存在是茎尖成活的必要条件。一般采用带有1~2个或3~4个叶原基的茎尖比较合适,这样大小的茎尖既保证一定的成活率,又能使一定数量的茎尖苗不带有病毒。
第二,培养过程中可能出现的几种情况。在正常情况下,接种在培养基上的茎尖放在合适的培养条件下,由原来的白色或淡灰色转为绿色,茎尖增大,有时形成少量的愈伤组织。如香石竹茎尖培养大致经过1个月时间,形成绿色小茎及小叶,经过继代培养后转移到发根培养基上很快形成根系,成为完整植株。
接种的茎尖经过1~2周后仍不见明显变化,也无茎、叶分化,这可能是培养基中分裂素浓度低或分裂素与生长素二者比例QesCIr不合适,或者是培养温度偏低所致。
接种后如果茎尖增长过快,形成大量愈伤组织,但很少见到茎尖伸长,颜色也较淡,或呈透明状,时间一久就会死掉,这可能是由于激素浓度过高、光照不足或温度偏高所致。
第三,热处理与去病毒。利用某些病毒受热以后的不稳定性使病毒失去活性,从而获得无毒苗。这在花卉脱毒方面已经被广泛采用。不同花卉品种热处理时间及温度高低有所不同,一般是将盆栽植物在35~45℃的温度下持续培养一至数月。将这种高温下培育出来的侧芽用作茎尖培养材料,其脱毒率可以大大提高。
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