百合植物组织培养脱毒技术研究进展_柳玉晶.pdf
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1、百合植物组织培养脱毒技术研究进展柳玉晶(辽宁农业职业技术学院,辽宁营口115009)摘要:百合是花卉市场上常见的花卉品种,应用于切花装饰、花坛、花境等,但由于长期田间无性繁殖,致使积累病毒,品种退化,品质下降,百合组培脱毒成为百合种球商品化生产的关键技术。本研究系统阐述了常见百合的病毒种类及发病症状、目前我国常采用的组培脱毒技术及未来发展趋势,旨在为百合种球的脱毒工厂化生产提供技术支持。关键词:百合;组织培养;病毒;脱毒技术下感染 23 个月后,植株叶片出现扭曲和白色条纹。如果与其他病毒复合感染,会出现明显症状,当与黄瓜花叶病毒同时感染时,百合叶片有坏死斑发生3。1.2黄瓜花叶病毒黄瓜花叶病毒
2、(CMV)属于雀麦花叶病毒科黄瓜花叶病毒属,为正义单链 RNA病毒。病毒粒子为球状,直径为 2830nm。黄瓜花叶病毒寄主广泛,为害严重,是当前影响力较大的植物病毒之一,可致使多种植物感病,是世界公认的重要植物病害4。在自然界中,黄瓜花叶病毒通过棉蚜、桃蚜等非持久性传播,感染后引起百合花叶病,症状表现为花叶、斑驳,扭曲,最后变褐。轻症植株可开花,但花畸形、花瓣开裂;重症植株不开花,植株矮化,鳞片变短3。1.3郁金香碎色病毒郁金香碎色病毒(TBV)属于马铃薯 Y病毒科马铃薯 Y 病毒属,电镜下病毒粒体呈弯丝状,长约 750nm。该病毒寄主仅限百合科植物,如各品种百合、郁金香等。在自然界中,郁金香
3、碎色病毒通过蚜虫、汁液非持久性传播,桃蚜传播速度最快,其次是棉蚜、大戟长管蚜、无网长管蚜等。感病的百合植株会有碎锦病发生,地下鳞茎有褐环斑发生3。1.4百合斑驳病毒百合斑驳病毒(LMoV)属于马铃薯 Y 病毒属,是感染百合的主要病毒之一。电镜下病毒粒体呈现线条状,长 750775nm,直径为 1416nm。在自然界中,百合斑驳病毒主要通过汁液、蚜虫传播。感病的百合植株呈现条斑褪绿,有时表现出叶畸形、褪色或坏死斑5。1.5百合丛簇病毒百合丛簇病毒(LRV)的病毒粒体有 2 种形态:一种为长条状,一种为杆状,长短不一。寄主仅限百合,该病毒通过棉蚜持久性传播,种球贮藏期间也可传播,土壤不传播3。染病
4、百合植株呈丛簇状,叶片呈浅绿色或浅黄色,出现条斑或斑驳。幼叶染病向下反卷、扭曲,全株矮化。2组培脱毒技术百合植物组织培养脱毒技术研究最早报道为百合(Liliumspp.)是单子叶植物亚纲百合科(Lili-aceae)百合属(Lilium)多年生球根花卉,是国际上十分畅销的花卉之一。百合地下鳞茎是由多枚鳞片着生鳞茎盘上合抱生长,百合的花语为纯洁、忠贞、高雅、神圣,是人们特别钟爱的吉祥花卉,也是世界上花卉市场长期走俏、历久不衰的花卉产品。百合适应性强,应用性广,可在园林中作花坛、花境,也可作盆栽和切花观赏。近年来,我国百合栽培面积不断扩大,为保持其后代遗传性状一致,百合生产上主要采用扦插法、分球法
5、进行种球扩繁,母体病毒通过鳞片等传播给后代仔球,多代的扦插、分球导致病毒积累,引发病毒病,影响开花质量。百合种球感染病毒后,其植株会终身带有病毒,破坏植株正常生理机能,严重影响百合花质量,体内病毒不能直接用化学药剂或生物制剂有效防治。因此,通过植物组织培养研究百合的脱毒技术,生产无病毒种苗,是当前百合种球商品化生产主要研究课题。1百合病毒种类目前已报道的侵染百合的病毒种类约有 18 种,其中百合无症病毒、黄瓜花叶病毒、郁金香碎锦病毒、百合斑驳病毒、百合丛簇病毒为主要为害病毒,还有南芥菜花叶病毒、烟草环斑病毒、百合丝状病毒、草莓浅隐环斑病毒、百合 X 病毒、蚕豆萎蔫病毒、水仙花叶病毒、烟草脆裂病
6、毒等为害百合的种植和产业发展1。1.1百合无症病毒百合无症病毒(LSV)属于线形病毒科麝香石竹潜隐病毒属,是严重影响百合栽培的主要病毒,电镜下为细长弯曲的线状粒体,长度为 640nm,直径为1718nm2。自然界中,百合无症病毒通过桃蚜、百合西圆蚜及机械进行传播。百合无症病毒单独侵染百合时,一般无明显症状,只会导致鳞茎缩小,切花寿命变短。但有的品种有症状呈现,东方百合感病植物在 15以基金项目:2020 年辽宁省教育厅科学研究项目(LJKZ1217);辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1906004);2022 年院级自然科学课题(Lnz202214)。作者简介:柳玉晶(1980-),女,黑
7、龙江人,讲师,研究方向:园林植物栽培与养护。试验研究现代园艺2023 年第 13 期輥輰訛DOI:10.14051/ki.xdyy.2023.13.050Philhps(1962 年)采用百合茎尖为外植体成功获得培养脱毒苗,随后多名学者相继也采用茎尖为外植体成功获得无病毒百合种苗。目前,多种脱毒方法在百合组培脱毒过程中得到应用,主要有茎尖培养脱毒、热处理脱毒、愈伤组组培养脱毒、化学处理脱毒、超低温处理脱毒等方法。2.1茎尖培养脱毒技术茎尖分生组织维管系统发育不完全、内源激素水平高、细胞代谢活性高,使茎尖生长点几乎不含或含病毒很少,因此,采用茎尖培养的方法可以脱除体内病毒,获得无病毒百合种苗。茎
8、尖的大小对百合组培苗脱毒率的影响很大。孙明伟等6对不同大小的茎尖百合脱毒效果的影响研究表明,茎尖大小与百合脱毒率成反比例,茎尖越大,其脱毒率越低,当剥离的茎尖小于 0.4mm时,脱毒率达到 67%,而大于 1.0mm时,脱毒率只有 15%;同时茎尖大小也影响成活率,茎尖小于0.4mm 时,成活率仅为 30%,茎尖大于 1.0mm 时,其成活率可达到 98%。周晓波等7研究表明,不同茎尖大小外植体对成苗率和脱毒率影响较大,茎尖大小为0.1mm时,成苗率最低,仅为 22%,但脱毒率最高,可达100%;茎尖大小为 0.2mm时,成苗率为 58%,脱毒率为79.3%,茎尖大小为 0.3mm 时再生苗率
9、较高,茎尖为0.40.5mm时成苗率达到 94%,但脱毒率只有 20%。王茯苓8进行了龙牙百合茎尖脱毒培养研究,结果表明,将茎尖大小控制在 0.20.5mm之间,可以成功地脱除龙牙百合植株中的黄瓜花叶病毒。可见,适宜的茎尖大小对于百合脱毒培养获得成功至关重要。钟海丰等9认为,茎尖培养在东方百合组培快繁脱毒中是较好的脱毒方法。2.2热处理与茎尖培养结合脱毒技术茎尖培养脱毒方法虽然脱毒率较高,能在短时间内获得较多的无毒原种繁殖母体,但是将热处理与茎尖培养 2 种方法相结合来进行脱毒快繁,会大大提高脱毒率。热处理脱毒的原理是因为病毒是蛋白质组成的,蛋白质在高温下会变性,利用病毒和植物细胞对温度忍耐力
10、不同,使植物体内的病毒钝化,又不伤害或者轻微伤害植物细胞,达到控制病毒扩散和抑制病毒增殖目的;同时较高温度会使植物生理活动加剧,细胞分裂加快,病毒增殖速度慢于植物细胞分裂速度,使生长点位置不含有病毒,再进行分生组织培养获得无病毒苗木。周晓波等7研究卷丹百合脱毒快繁表明,当茎尖大小为 0.2mm 时,成苗率为 58%,脱毒率仅为 79.3%,但剥取茎尖的珠芽在 36恒温培养箱中进行 10d 预处理后进行茎尖培养,可使脱毒率达到 100%。热处理脱毒法影响因素为处理温度和时间,处理温度的高低和处理时间的长短都会影响脱毒效果,随着处理温度升高,处理时间延长,脱毒率会提高,但是外植体的存活率会降低。周
11、晓波等10以感染 CMV、LSV和 LRV病毒的卷丹百合珠芽为试材进行脱毒试验,对于 LSV,经过 38热处理 20d 后,剥取 0.10.3mm 茎尖培养,脱毒效果最佳,脱毒率可达 90%以上,但延长热处理时间 30d 时,脱毒效率反而略微下降,外植体的存活率明显下降,低至 20%。在生产实践中,考虑到植物的耐受力受温度及持续时间的影响,当对百合试验材料处理温度较高时,则需要缩短处理时间,降低高温对试验材料的损伤;反之,当温度较低时,可适当延长处理时间,达到使病毒钝化的效果。罗丽萍等11以龙牙百合小鳞茎为试验材料进行热处理与茎尖培养结合脱毒研究表明,以白天4042、夜晚 3537交替热处理
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