植物组培快繁的关键是植物在组织培养中再分化器官发生类型,也是组织培养中间繁殖体增殖的类型。植物组织培养中间繁殖体的类型是多种多样的,再生方式也不统一,其类型关系到繁殖速度和繁殖数量。美国红栌、叶子花、樱桃砧木等木本植物通过这种器官发生类型进行组培快繁,速度快。杨树、半夏、海棠、菊花等植物的快繁都可以通过这种器官发生类型增殖。图5-2-4原球茎发生型图5-2-5植物组织培养再分化植株的类型与繁殖途径......
2023-11-20
(一)茎尖培养脱毒的原理
1.病毒在植物体内的分布
感染病毒的植株体内病毒的分布并不均匀,病毒的数量随植株部位及年龄而异,越靠近茎顶端区域,病毒的感染程度越低,生长点(0.1~1 mm)区域则几乎不含或很少含病毒。这是因为分生区域内无维管束,病毒只能通过胞间连丝传递,赶不上细胞不断分裂的生长速度。
2.茎尖大小与脱毒效果
茎尖越小越好,但太小不易成活,过大则不能保证完全除去病毒。通常用含1~3个叶原基的茎尖(0.2~0.5 mm)做外植体较好。茎尖培养脱毒,由于脱毒效果好,所以是目前培育无病毒苗最广泛、最重要的一个途径。
(二)培养基
一般以White、Morel和MS培养基作为基本培养基,尤其是提高钾盐和铵盐含量有利于茎尖生长。利用培养基对某些植物的茎尖进行培养时,有些离子浓度过高应予以稀释。植物激素的种类与浓度对茎尖生长和发育具有重要的作用。双子叶植物激素可能在最年幼的叶原基中合成,所以茎尖的圆锥组织生长激素不能自给,必须适当提高培养基中生长素(0.1~0.5 mg/L)与细胞分裂素的浓度,生长素中应避免使用易促进愈伤组织分化的2,4-D,而宜换用稳定性较好的NAA或IBA,细胞分裂素可用KT或BA。GA3对某些植物茎尖培养是有用的。有时茎尖培养时也添加活性炭。
茎尖培养中,为了操作方便,一般都使用琼脂培养基。但琼脂培养基能诱导某些外植体愈伤组织的分化,这种情况下最好还是用液体培养基。在进行液体培养时,需制作一个滤纸桥,把桥的两端浸入试管内的培养基中,桥面悬于培养基上,外植体放在桥面上,有利于组织材料的通气。
(三)茎尖培养方法
1.取样与消毒
进行脱毒培养时,由于微小的茎尖组织很难在肉眼下操作,除了需要植物组织无菌培养的一般工具外,还需要一台带有适当光源的简单的解剖镜(8~40倍)。
图6-2-1 茎尖脱毒培育无毒苗
用于脱毒的植株应是患病群体中病害相对较轻的植株。可直接在选定的植株上取顶芽进行消毒接种。选取茎尖前,可把供试植株种在无菌的盆土中,放在温室中进行栽培。浇水时要直接浇在土壤中而不要浇在叶片上。另外,最好给植株定期喷施内吸杀菌剂,可用多菌灵(0.1%)和抗生素(如0.1%链霉素)。室内培养1~2个月后,采顶芽与侧芽消毒接种。茎尖分生组织由于有彼此重叠的叶原基的严密保护,只要仔细解剖,无须表面消毒就应当能得到无菌的外植体。有时消毒处理反而会提高培养物的污染率。
消毒方法:剪取顶芽梢段(也可用侧芽)3~5 cm,剥去大叶片,用自来水冲洗干净,在75%酒精中浸泡30 s左右,用1%~3%次氯酸钠或5%~7%漂白粉溶液消毒10~20 min(或用0.1%升汞消毒数分钟),无菌水冲洗材料4~5次。
茎尖的表面消毒方法在工作中应灵活运用,叶片包被严紧的芽,如菊花、兰花等,只需在75%酒精中浸蘸一下;叶片包被松散的芽,如香石竹、蒜和马铃薯等,则要用0.1%次氯酸钠表面消毒10 min;大蒜茎尖培养时,可将小鳞茎在75%酒精中浸蘸一下,再用火焰烧掉酒精等。(www.chuimin.cn)
2.剥去茎尖与接种
把茎芽置于解剖镜下,一手用细镊子将其按住,另一手用解剖针将叶片和叶原基剥掉,解剖针要常常浸入90%酒精,并用火焰灼烧以消毒。但要注意解剖针的冷却,可浸入无菌水进行冷却。当半圆球的顶端分生组织充分暴露之后,用解剖刀片将分生组织切下,为了提高成活率,可带1~2片幼叶,然后将其接到培养基上。接种时确保微茎尖不与其他物体接触,只用解剖针接种即可。剥离茎尖后应尽快接种,茎尖暴露的时间越短越好,以防茎尖失水。
3.培养
将接种好的茎尖置于22℃左右的环境中,每天于2000~3000 lx的光照条件下培养10~16 h。在低温和短日照下,茎尖有可能进入休眠状态,所以必须保证较高的温度和充足的日照时间,一般维持在(25±2)℃。
大的茎尖培养2个月左右再生出绿芽,小的茎尖(0.1~0.2 mm)则需要3个月以上,有的甚至需要更长的时间。
图6-2-2 马铃薯茎尖脱毒培养
(四)影响微茎尖培养的因素
1.外植体大小
在最适培养条件下,外植体的大小决定茎尖的存活率,外植体越大,产生再生植株的机会就越多,而外植体越小,脱毒效果越好。除了外植体的大小之外,叶原基的存在与否也影响分生组织形成植株的能力,一般认为,叶原基能向分生组织提供生长和分化所必需的生长素和细胞分裂素。在含有必要的生长调节物质的培养基中,离体顶端分生组织能在组织重建过程中迅速形成双极性两端。
2.培养条件
在茎尖培养中,照光培养的效果通常比暗培养好,如马铃薯茎尖培养时,当茎长到1 cm高时,光照强度应增加到4000 lx。
3.外植体的生理状态
茎尖最好从活跃生长的芽上切取,在香石竹和菊花中,培养顶芽茎尖比培养腋芽茎尖效果好;但在草莓中,二者没什么差别。取芽的时间也很重要,一般选在萌动期较好,否则要进行适当的处理或打破休眠才能取芽。
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