草莓组织培养脱毒技术研究进展.pdf
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1、设施农业2023-0547设施种植工程Facility Planting农业工程技术(设施农业)草莓组织培养脱毒技术研究进展摘要:该文主要介绍在生产实践中常用的、与组织培养有关的茎尖培养脱毒的方法。从茎尖脱毒法、高温脱毒及超低温脱毒处理等茎尖培养脱毒的方法,对草莓组织培养脱毒技术的研究方向进行了归纳。关键词:草莓;组织培养;脱毒;研究进展草莓是多年生草本植物,主要以无性繁殖为主1,多次繁殖后极易感染病毒,导致品质、产量降低,经济效益下降2。目前,在农业生产中,没有特效方法或外用药剂能有效治愈草莓病毒病,但可以运用植物组织培养脱毒技术生产脱毒苗。当前常用脱毒方法有热处理结合茎尖培养法、茎尖培养脱
2、毒法及其他脱毒法3。草莓病毒具有一大特性,即潜伏侵染,发病后难以察觉,在田间操作时难以防范和治疗,导致草莓的生产管理和产量受到巨大威胁4。截止到目前,生产草莓脱毒苗运用最多的方法是先定植脱毒原原种,再培育出无病毒的原种苗,通过大量压枝繁殖,获得脱毒生产苗,达到去除病毒和避免减产的目的5。草莓茎尖脱毒技术,可以快速大量的繁殖高质量种苗,有利于品种的筛选和更新,也可以脱除病毒,提高无毒草莓种苗的繁殖,加快新品种的推广。1 直接茎尖组织培养脱毒法直接茎尖脱毒法也称之为分生组织脱毒法,是无性繁殖作物提纯复壮的主要技术手段6。大量相关研究表示:病毒在植物体内呈不均匀状态分布,对于生长和分生速度较快的茎尖
3、等位置,其组织内不含有病毒或带毒量最少,这主要是由于病毒在植物组织中随着维管系统筛管移动,而茎尖分生组织中不含维管束系统,病毒难以移动,这就造成了植物分生组织的分化速率快于病毒的扩繁速度7。茎尖脱毒的原理来自 1934 年韩思雨1,3,杨明峰2,常琳琳1,3,李双桃1,3,张运涛1,3,周 炜4,柴博昊1,3,王桂霞1,3,董 静1,3,孙 健1,3,孙 瑞1,3,高用顺1,3,魏灵芝1,3,钟传飞1,3(1.北京市农林科学院林业果树研究所,北京 100093;2 北京农学院农业部华北都市农业重点实验室,北京 1000125;3 北京市草莓工程技术研究中心,北京 100084;北京市海淀区香山
4、瑞王坟甲 12 号,北京 100097;4 青海省海东市乐都区农业局,青海 海东 810700)White8提出的“植物体内病毒梯度分布学说”,植株被病毒侵染后感病,但在不同的组织和部位中,病毒粒子的数目也不同,其与组织的成熟程度成正比,生长速度快的茎尖及幼叶等部位一般无病毒或含毒量较低。Morel9在 1952 年采用微小切除法,从被感染花叶病毒和斑萎病毒的大丽花茎尖中,剥离分生组织,成功培育出脱毒的大丽花。1963 年 Miller 用茎尖培养方法脱除了三种草莓病毒。覃英兰等10研究发现,剥离的茎尖分生组织长度与脱毒效果相关联,剥离茎尖长度越短,脱去病毒的机率就越大。研究表明,当剥离茎尖长
5、度在 0.3 mm以下时,脱毒效率最高,所获组培苗不带病毒,但成活率较低;当剥离茎尖长度高于 0.5 mm 时,茎尖成活率较高,可达66.67%,但脱毒率较低仅有 20%。赵海红4以草莓匍匐茎茎尖为材料进行脱毒苗组织培养,发现培养基中添加 2.0 mg/L 6-BA 和 1.0 mg/L GA3 时,具有促进草莓脱毒苗快速生长繁殖的效果。2 二次茎尖培养脱毒法改良茎尖培养脱毒法,即二次茎尖培养脱毒法,待第一次剥离茎尖长成植株后,将茎尖培养的组培苗从瓶中取出,再次切取茎尖进行二次脱毒培养。邓群仙等11以丰香草莓为材料,比较了茎尖一次脱毒和二次脱毒在外植体诱导效应上的差异,研究发现丰香草莓茎尖二次
6、脱毒培养的出愈率为 98.04%、直接成芽率为 93.47%,均高于同等条件下茎尖第一次脱毒培养的出愈率和成芽率。何欢乐等12研究表明,在使用茎尖长度为 0.5 mm进行二次茎尖培养脱毒时,脱毒率可达到 100%,但成活率仅为26.67%。3 热处理结合茎尖培养脱毒法热处理的原理是依据病毒在高温下出现钝化,抑制病毒的增殖,使其扩散速度明显减弱或停止。传统的热处理脱毒法需要DOI:10.16815/ki.11-5436/s.2023.15.011设施农业2023-0548设施种植工程Facility Planting农业工程技术(设施农业)将茎尖长时间放于高温高湿环境中进行处理,这就导致植株易枯
7、死、易染病,易受红蜘蛛、蚜虫等昆虫危害。并且对于不同品种的植株和不同类型的病毒对高温的敏感程度各不相同的特点,对需要脱毒的植株进行一定温度和时间范围内的热力控制就显得至关重要。目前,热处理脱毒的方法主要是热水浸泡法和高温处理法13。单纯依靠热处理并不能有效脱除病毒,对于采用茎尖培养脱毒法难以去除的病毒植株,在草莓的脱毒研究中,热处理结合茎尖培养法的应用最多14-15。王际轩16挑选生长状态较好的草莓盆栽苗置于 38 40温度下连续热处理 42 天后,切取草莓匍匐茎茎尖进行组织培养,所获草莓苗脱毒率达到 70%上下。刘健等17采用 40和 42两个温度梯度进行处理,处理后的草莓苗脱毒率都达到 1
8、00%。顾地周等18采用均匀设计法,将带病株在试管内诱导出匍匐茎后,对试管苗施加 56的高温处理,在显微镜下切取匍匐茎茎尖 1 mm 进行培养,通过病毒检测和栽培观察可知,脱毒率高达 100%。赵霞等19等将由草莓茎尖培养所得草莓组培苗放到 38热处理条件下 46 天,脱毒效果显著。美国加州大学戴维斯分校,将草莓母株和子株在恒定的 37热处理室内培养至少 3 周,切取分生组织顶端,成功获得草莓脱毒苗。Capocasa 等20等将热处理得到的脱毒组培苗与田间草莓进行繁殖行为比较试验,结果证实这两种母株在苗圃生产和随后的田间果实中的等价性。4 超低温脱毒法超低温脱毒法是由超低温保存(Cryopre
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