植物快速繁殖就是应用组织培养技术,快速繁殖名优特新品种,使其在较短时间内繁衍较多的植株;快速繁衍珍稀濒危植物,使物种得以保存.快速繁殖是当前植物细胞工程中应用最广泛,又最有效的方法之一。 除了一部分豆类作物外,种子是不会传递病毒的.植物病毒是通过无性繁殖传递的,而快速繁殖是建立在无性繁殖的基础上,病毒在母体内逐代积累,危害越来越严重.目前在生产上尚无特效药物可彻底除去病毒,而快速繁殖却可以,因此,快速繁殖脱毒显得非常重要。
一、植物快速繁殖的途径和方法
以植物的根、茎、叶柄和花等片段以及孢子作为外植体,或者切取茎尖、腋芽进行离体培养,可以直接诱导器官分化,产生芽、根,也可以诱导改变原有的分化状态,脱分化形成愈伤组织,再经过不同的细胞分化途径重建形成不同的器官,直到完整植株。(P86 L.1~L.16)
植物快速繁殖的类型与方式可归纳如下表:
类型 | 方 式 | 特 点 | 事 例 |
器官型 | 腋芽萌发,以芽增殖芽,扩大繁殖系数 | 繁殖系数高,一转性较稳定,是快速繁殖的主要方式 | 甘蔗、香蕉、香石竹、丝石竹等 |
器官发生型 | 通过脱分化形成愈伤组织,再分化出苗 | | 烟草、油菜等 |
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| | 可获得与母株相同的小植株,繁殖系数较低,可用于细胞分化的研究 | |
胚状体发生型 | 从愈伤组织或直接从子叶、下胚轴和花药培养中产生 | 路肩枕 首先证明植物细胞的全能性,繁殖系数高 | 甘蔗、胡萝卜、石刁柏等 |
原球茎型 | 由茎尖或腋芽产生原球茎放入培养基中发育成小植株 | 遗传性较稳定,原球茎可作为繁殖系母体 | 兰花 |
球茎芽型 | 叶柄表面产生圆球形小突起-—球茎芽,一端出芽一端出根 | 遗传性较稳定,球茎芽可直接放入土中种植 | 观叶海棠 |
块茎型 | uwb人员定位 叶片或叶柄上形成粒状芋块,进一步分化出芽和根 | 块茎芽可为繁殖系母体,不断切割繁殖移栽,成活率高 | 花叶芋 |
鳞茎型 | 鳞片近轴面或边缘直接形成带根的小鳞茎 | 在试管内形成小鳞茎需较长时间 | 百合、郁金香、贝母等 |
孢子型 | 用成熟或未成熟的孢子进行培养 | 孢子繁殖最困难的是表面消毒,萌发时间较长 | 地钱、狼尾蕨等 |
根茎型 | | | 肾蕨、裂叶肾蕨、波士顿蕨等 |
| 山药开沟机 | | |
| 蕨类具有横向的茎及直立的短根茎,为组织培养的最佳外植体 | 根状茎上产生蕨叶及根,繁殖速度较孢子型快 | |
微枝扦插型 | 带芽的小插条在试管内进行无菌扦插 | 为木本植物进行快速繁殖的主要方式 | 葡萄、杨树 |
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快速繁殖中茎尖培养脱毒
无病毒苗的获得:
(一)材料的培养和灭菌
为了获得无菌的茎尖,应把供试植株种在无菌的盆土中,放在温室栽培。浇水要浇在土中,不要浇在叶片上。如材料取自田间,可切取插条,在实验室内进行溶液培养。由这些插条的腋芽长成的枝条,其污染程度比直接从田间植株取来的枝条少得多。自外,定期喷施内吸杀菌剂(如0.1%多菌灵和0.1%链霉素)也十分有效.
(二)茎类剥离
取幼苗茎尖2~3cm小段,剥去可见的大叶,放在烧杯内用自来水冲洗1h复合膜袋左右,移入无菌室进行严格消毒.先用95%酒精快速浸泡一下,再放入5%的漂白粉溶液内消毒7~10min(也可用市场上出售的次氯酸钠溶液稀释为5%),然后用无菌水冲洗3~4次,在双筒解剖镜下一手用细镊子将茎芽按住,另一手用解剖针仔细地将幼叶剥去,最后露出圆滑的生长点,用注的针头侧刃或自制的解剖针,仔细地切取带有1~2个叶原基的生长点,随即接种到试管培养基上进行培养。这样外植体(生长锥带1~2个原叶基)的培养,严格来说,应称为分生组织培养。
以上操作必须严格在无菌条件下的超净工作台中进行,所用器具都应浸泡于70%的酒精中,使用前要在究竟灯上烧灼灭菌,注意不使解剖针、刀太烫,以免损伤组织。解剖镜台应垫载玻片,每剥离一个茎尖应以酒精棉团擦拭,手也应经常用70%酒精擦试。茎尖很幼嫩,暴露时间越短约好.因为超净台的气流和酒精灯发出的热都会使茎尖迅速变干。
(三)茎尖培养
目前常使用的的基本培养基是MS培养基或White培养基,它有较高浓度的无机盐,对促进组织分化和愈伤组织生长是有利的。在培养基中可酌情添加5%~10%椰乳,0.1~1。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。(P92~P93 L。11)
茎尖培养的生长可能有4种类型: ① 组织不增大,不久变褐死亡,这可能是生长点受伤所致. ② 组织渐变绿,但体积增大缓慢,可把组织转到NAA浓度高于0。05mg/L的培养基上,并提高温度以加速其生长。 ③ 组织基部不产生或少量产生愈伤组织,而生长点发育正常,一个月内可形成无根的小植株,这是最理想的情况。当长有2~3片西欧啊叶时,应把小植株转到无生长素的培养基上,促进生根。 ④ 茎尖基部产生大量愈伤组织而生长点很少伸长,不理想。这时应把这些愈伤组织转移到无生长素的培养基上,并降低培养温度,以抑制愈伤组织生长促进其分化。(P94~P95 L。2)
(四)提高脱毒效果
感染了病毒的蜘蛛在切取茎尖进行培养之前,进行高温处理、低温处理或化学处理,可以提高脱毒效果.
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。根据这个原理,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,但寄主植物的组织很少或不会受到伤害。
高温处理有两种方法:
(1)汤浸渍处理,适用于切下的材料,在50°C左右的温水中浸渍数分钟至数小时,方法简便易行但易致材料受伤。
(2)热风处理,将生长的盆栽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35~40°C,短则几十分钟,长可达数月。(P95 L.3~L.15)
每一种植物高温处理有他的临界温度,超出这个温度或温度虽在此范围内但处理时间过长,组织就受伤。可以采用变温方法,即每天40°C处理4 h,16~20°C处理20 h,这样,既可保持芽眼的活力,亦可清除芽眼中幼叶的病毒。
2. 低温处理,亦称冷疗法。菊花植株在5°C条件下分别处理4个月或微机消谐装置umg927。5个月,没有菊
花矮化病毒(CSV)的无病毒苗分别是67%和73%,而没有菊花褪绿斑驳病毒(CCMV超低温真空浓缩设备)的无病毒苗分别是22%和49%,未经处理的茎尖则无脱毒效果。