甘薯快繁脱毒教学资料

1、甘薯甘薯(gnsh)的快繁脱毒研的快繁脱毒研究究第一页，共33页。v甘薯甘薯(gnsh)的生物学特性及经济价值的生物学特性及经济价值v甘薯甘薯(gnsh)病毒病的研究简史病毒病的研究简史v甘薯甘薯(gnsh)的脱毒方法的脱毒方法v甘薯甘薯(gnsh)茎尖培养脱毒茎尖培养脱毒v常见问题及解决方法常见问题及解决方法v结语结语第二页，共33页。甘薯的生物学特性及经济甘薯的生物学特性及经济(jngj)价值价值v甘薯的生物学特性甘薯的生物学特性v 甘薯甘薯(Ipomoea batatczs L.Lam )，又，又名甜薯、番薯、红薯、白薯、山芋、地瓜、名甜薯、番薯、红薯、白薯、山芋、地瓜、红茗等。属旋花科

2、，一年生或多年生草本块红茗等。属旋花科，一年生或多年生草本块根植物。甘薯喜高温、短日照根植物。甘薯喜高温、短日照(rzho)，易栽，易栽易种，适应性强，抗逆性强，省水耐贫瘩，易种，适应性强，抗逆性强，省水耐贫瘩，病虫害少，同时具有稳产、高产的特点，在病虫害少，同时具有稳产、高产的特点，在我国农村栽培地区很多。我国农村栽培地区很多。第三页，共33页。 甘薯是介于蔬菜和粮食之间的食品，不仅味道好，而且营养也很丰富。甘薯块根生长于地下，鲜甘薯中含60-80%水分、10-30%淀粉、5%左右的糖分及少量蛋白质、油脂、纤维素、半纤维素、果胶、灰分等。若以2. 5kg鲜甘薯折成0. 5kg粮食计算，其应有

3、成分除脂肪外，蛋白质、碳水化合物的含量都比大米、面粉高，特别是粮食类食品中比较(bjio)缺乏的赖氨酸在甘薯中含量较高，此外甘薯中含有丰富的维生素A、B1、B2、 C、E。第四页，共33页。 甘薯是一种保健美容食品。甘薯是一种生理的碱性食品，吃入人体后育邑中和肉、米、面所产生的酸性物质(wzh)，调节人体的酸碱平衡。 自从20世纪80年代以来，甘薯的抗癌保健成分和功能被国内外科学家逐渐揭示。最近食品专家开发出一种紫色的甘薯新品种，含有大量能够保护眼睛健康和提高视力的色素花青素苷。美国费城大学生物学家从甘薯中提取一种叫DHBA物质(wzh)，这是一种类固醇，具有防止癌和延长寿命作用。第五页，共3

4、3页。 随着科学技术的发展，甘薯的综合开发利用工作将进一步深入(shnr)，充分显示了“甘薯全身都是宝”作用，甘薯已逐步发展成为用途广泛，高产高效的经济作物。第六页，共33页。甘薯甘薯(gnsh)病毒病的研究简史病毒病的研究简史 植物病毒为害是农业生产上损失最大的病害之一，有“植物癌症”之称。1919年恩幸（Ensign）首次报道了甘薯病毒的发现，70年代，世界各产区相继报道了甘薯病毒病造成甘薯产量降低，品质下降。目前已报道的侵染甘薯的病毒和类病毒有10余种，主要(zhyo)是:甘薯羽状斑驳病毒(SPFMV)、甘薯潜隐病毒(SPLV)、甘薯脉花叶病(SPVMV)、甘薯轻斑驳病毒(SP-MMV)

5、、甘薯黄矮病毒(SPyDV)、甘薯无病症病毒(SPSV)、甘薯凹脉病毒(SPSVV)、甘薯病毒病中的白粉虱传播因子(SPVD)、甘薯类花椰菜花叶病毒(SPCLV)、烟草花叶病毒(TMV)、烟草条纹病毒(TSV)、黄瓜花叶病毒(CMV)及尚未定名的C- 2和C- 4，1。第七页，共33页。v甘薯的经济价值甘薯的经济价值(jizh)v 甘薯是我国的四大粮食作物之一，是一种重要甘薯是我国的四大粮食作物之一，是一种重要的粮食、饲料和工业原料作物，具有产量高、营养的粮食、饲料和工业原料作物，具有产量高、营养丰富、稳产性好等优点。中国的甘薯种植面积达丰富、稳产性好等优点。中国的甘薯种植面积达660万万hm

6、2，总产量达，总产量达1亿亿t，面积和产量占世界的，面积和产量占世界的80%，居世界首位。居世界首位。 v v 甘薯作为主食除可直接食用鲜薯和薯干外，也甘薯作为主食除可直接食用鲜薯和薯干外，也可以与大米、玉米、面等掺在一起，做成煎饼、馒可以与大米、玉米、面等掺在一起，做成煎饼、馒头、面条等食品。作为副食主要是经过简单加工可头、面条等食品。作为副食主要是经过简单加工可以制成各种食品及食品添加剂。甘薯制成果脯，软以制成各种食品及食品添加剂。甘薯制成果脯，软甜可口、物美价廉。甘薯渣可制成酱色、醋等产品。甜可口、物美价廉。甘薯渣可制成酱色、醋等产品。甘薯罐头在有些国家也很畅销，甘薯还可以制成薯甘薯罐头

7、在有些国家也很畅销，甘薯还可以制成薯干、菜肴、味精等。甘薯简单加工、投资小、技术干、菜肴、味精等。甘薯简单加工、投资小、技术很容易掌握，很适合农村个体及乡镇企业经营。很容易掌握，很适合农村个体及乡镇企业经营。第八页，共33页。 其中，甘薯羽状斑驳病毒是最主要的一种甘薯病毒，几乎分布(fnb)于世界各甘薯产区，它经蚜虫以非持久方式传播，是目前研究得最彻底的甘薯病毒。侵染我国甘薯的主要病毒除SPFMV外，还有SPLV和SPCLV，此外还发现甘薯褪绿斑病毒(SPCFV)和C-2两种病毒，但未发现SPMMV。 第九页，共33页。 SPFMV属马铃薯Y属(Potyvirus)病毒，对甘薯危害最重，分布最

8、广，几乎在所有甘薯品种上都可发现。目前已鉴定出该病毒的多个株系，如SPFMV-0(普通(ptng)株系)、SPFMV-RC(褐裂株系)、SPFMV-IC(内木栓株系)等。 SPFMV病毒粒体失活温度为60-65，稀释终点为10-3-10-4，体外存活期12h。第十页，共33页。 SPLV侵染的许多甘薯品种不产生明显的叶部症状，仅产生轻度的斑驳，可经汁液摩擦接种传播(chunb)，能侵染旋花科的多种、黎科3种、茄科9种植物。该病毒的稀释限点为10-2-10-3 ，失活温度为60-65 ，于25下体外存活期不超过24h。 SPLV在被感染植物细胞中产生特异性的内含体，可随种薯、种苗营养体繁殖传播(

9、chunb)，但蚜虫、白粉虱和种子均不传毒。第十一页，共33页。甘薯(gnsh)病毒病症状图：第十二页，共33页。甘薯甘薯(gnsh)的脱毒方法的脱毒方法v热处理法v 热处理是利用病毒和寄主植物对高温的忍耐性的差异，使植物的生长速度超过病毒的扩散速度，得到一小部分不含病毒的植物分生组织，进行无毒个体培育到植株。Bake(1972)研究表明在热水处理中，由于植物组织经过淋洗，在水中浸泡常常会窒息死亡，并且这种处理也会打破或延长植物的体眠期。所以现在更常用(chn yn)的方法是将病毒感染的植物用35-38处理2-4周或更长时间进行脱毒。v 热处理脱毒法已应用多年，被世界多个国家利用，该项技术要求

10、的设备比较简单，脱毒操作技术也比较容易，主要缺点是脱毒时间长，脱毒不完全。第十三页，共33页。v茎尖培养脱毒法茎尖培养脱毒法 v 早在早在20世纪世纪40年代研究者们就发现在感染病年代研究者们就发现在感染病毒的植物体中，根尖和茎尖分生组织中并没有病毒，毒的植物体中，根尖和茎尖分生组织中并没有病毒，因为分生细胞的细胞壁没有形成胞间连丝，病毒颗因为分生细胞的细胞壁没有形成胞间连丝，病毒颗粒无法从周围的组织进入到分生细胞的内部。粒无法从周围的组织进入到分生细胞的内部。v 病毒的粒子及其微小，直径小于病毒的粒子及其微小，直径小于0.lum，只有，只有在电子显微镜下才可识别，病毒一旦感染植物，就在电子显

11、微镜下才可识别，病毒一旦感染植物，就可以可以(ky)通过植物的维管束和细胞壁上的胞间连丝通过植物的维管束和细胞壁上的胞间连丝扩散到所有的组织和器官。但是植物的茎尖分生组扩散到所有的组织和器官。但是植物的茎尖分生组织是由分生细胞构成，分生区域内无维管束，细胞织是由分生细胞构成，分生区域内无维管束，细胞壁的胞间连丝也不发达，病毒很难进入，所以生长壁的胞间连丝也不发达，病毒很难进入，所以生长点往往不含病毒或含有极少量的病毒，因而采取茎点往往不含病毒或含有极少量的病毒，因而采取茎尖分生组织培养技术就能实现无病毒或去病毒植株尖分生组织培养技术就能实现无病毒或去病毒植株的快速繁殖。的快速繁殖。第十四页，共

12、33页。 茎尖培养时切取过大则不能保证完全除去病毒，茎尖愈小携带的病毒越少。考虑到脱毒效果及提高成活率，一般是取带1-2个叶缘基的顶端分生组织进行培养。研究表明，脱除病毒的效果与茎尖大小成反比，但是茎尖太小不易成活，所以茎尖大小必须适度。 茎尖培养脱毒法脱毒率高，脱毒速度快，能在较短的时间内得到许多原种繁殖材料，但这种方法存在的缺点是植物的存活率低。现在经常是将热处理与茎尖培养相结合来使用，热处理与茎尖培养相结合之所以能够提高脱毒效果，是由于热处理可使植物生长本身所具有的顶端免疫(miny)区得以扩大，有利于切取较大的茎尖(在lmm左右)，从而提高培养或嫁接的成活率。 第十五页，共33页。甘薯

13、甘薯(gnsh)脱毒鉴定脱毒鉴定 甘薯病毒的检测(jin c)有多种方法，如目测法、指示植物法、血清学检测(jin c)法、电镜观察法及分子生物学方法。 目测法是根据甘薯叶和薯块上出现的典型症状进行判断，可初步剔除病株，但对一些潜隐性病毒无法检测(jin c)。 指示植物法即根据指示植物巴西牵牛(Ipomoea setosa)是否新生出明脉、斑点、变色等症状，此法简单、成本低，但不能区分病毒种类。第十六页，共33页。 血清法为酶联免疫吸附法(ELISA)或在此基础上改进的电结合酶联免疫吸附法(Dot-ELISA )等，是目前使用最广泛和较为可行的方法，其是根据硝酸纤维膜是否形成有色斑点来判断。

14、 电镜法即根据病毒的大小和形态特征，利用电子显微镜分辨率高的特点，对病毒颗粒进行直接观察，由于电镜的使用复杂使该法的推广受到较大制约。 分子生物法是将cDNA探针和双链RNA技术应用在甘薯病毒检测上，由于样品处理复杂，探针分离困难，同位素标记存在安全问题等原因，使其应用范围(fnwi)受到影响。 第十七页，共33页。甘薯甘薯(gnsh)茎尖培养脱毒茎尖培养脱毒v脱毒甘薯品种的选择脱毒甘薯品种的选择 v 在脱毒甘薯的品种选择上，甘薯的品种繁多，不在脱毒甘薯的品种选择上，甘薯的品种繁多，不同的甘薯品种一般都具有一定的区域适应性，在选择脱同的甘薯品种一般都具有一定的区域适应性，在选择脱毒甘薯品种需充

15、分考虑该地区的气候条件、土壤时条件毒甘薯品种需充分考虑该地区的气候条件、土壤时条件及栽培条件，因此选择适宜的优良品种，充分发挥脱毒及栽培条件，因此选择适宜的优良品种，充分发挥脱毒甘薯的品种优势是获得高产的关键技术措施，所以甘薯的品种优势是获得高产的关键技术措施，所以(suy)主要是选择我省的主栽品种、新品种、特殊加工主要是选择我省的主栽品种、新品种、特殊加工用品种进行脱毒，如金山用品种进行脱毒，如金山57、岩薯、岩薯5号、龙岩号、龙岩7-3，其它，其它品种等获得的脱毒苗。品种等获得的脱毒苗。第十八页，共33页。v脱毒前处理脱毒前处理 v 选择的薯块大小基本一致，在实验室中用恒温选择的薯块大小基

16、本一致，在实验室中用恒温水浴锅用变温方法对薯块进行钝化病毒处理：水浴锅用变温方法对薯块进行钝化病毒处理：用用恒温水浴锅将水加热到恒温水浴锅将水加热到57，把薯块置于温水中浸，把薯块置于温水中浸泡泡3min，然后将温度，然后将温度(wnd)降至降至511温水中浸温水中浸泡泡30min；将水加热到将水加热到60，把薯块置于温水中，把薯块置于温水中浸泡浸泡10min ,然后降低温度然后降低温度(wnd)到到551，薯，薯块在温水中继续浸泡块在温水中继续浸泡23min。在浸泡过程中不断翻。在浸泡过程中不断翻动薯块，使其受热均匀。动薯块，使其受热均匀。v 温水钝化病毒处理后，再用温水钝化病毒处理后，再用

17、50%多菌灵多菌灵800倍倍药液浸泡消毒薯块药液浸泡消毒薯块15min。处理好的薯块一部分置。处理好的薯块一部分置于塑料盆中，盖上于塑料盆中，盖上10cm厚消毒好的细河沙，在较洁厚消毒好的细河沙，在较洁净的室内催芽，另一部分植于塑料大棚内发芽。净的室内催芽，另一部分植于塑料大棚内发芽。v 在在30左右下催芽，当幼苗长至左右下催芽，当幼苗长至30cm(3-4周周)就可以剪苗做茎尖培养。就可以剪苗做茎尖培养。第十九页，共33页。v茎尖剥离与培养茎尖剥离与培养 v 剪取生长旺盛的茎尖剪取生长旺盛的茎尖3-5cm，在室内，在室内切去叶片，然后消毒切去叶片，然后消毒(xio d)。消毒。消毒(xio d

18、)时将材料先用时将材料先用75 %乙醇浸泡乙醇浸泡30s，无菌水，无菌水冲洗一遍，然后用冲洗一遍，然后用HgCl2(0.1%)浸泡浸泡8 min，无菌水冲洗无菌水冲洗4遍。接种时，在解剖镜下剥取遍。接种时，在解剖镜下剥取0.2-0.3mm大小的生长点大小的生长点(带带1片叶原基片叶原基)，接，接种在配制好的培养基中。种在配制好的培养基中。 第二十页，共33页。剥离(bl)茎尖10天 剥离(bl)茎尖20天剥离(bl)茎尖30天 剥离(bl)茎尖50天第二十一页，共33页。v培养基的选择培养基的选择v 综合国内外有关甘薯茎尖分生组织离体培综合国内外有关甘薯茎尖分生组织离体培养的研究结果，养的研究

19、结果，MS (Murashige和和Skoog，1962)是最适宜的培养基。是最适宜的培养基。MS有机物中甘氨有机物中甘氨酸、烟酸、酸、烟酸、VB1、VB6和肌醇五种物质对甘和肌醇五种物质对甘薯茎尖生长都是必需的，它们对甘薯幼苗的薯茎尖生长都是必需的，它们对甘薯幼苗的作用彼此作用彼此(bc)是互补的，彼此是互补的，彼此(bc)不可代不可代替。替。 第二十二页，共33页。v诱导诱导(yudo)分化培养分化培养v 第二十三页，共33页。 一定浓度的植物激素如IAA、NAA、6-BA、GA3等是甘薯茎尖分生组织培养必不可少的因素，培养基中不同激素的浓度和配比直接(zhji)制约甘薯茎尖的生长和分化，

20、结果表明，IAA:6-BA 为 1:5-20 诱导效果最好，最佳诱导分化培养基为:MS + 6-BA 1 mg/L + IAA 0.1-0.2 mg/L + GA3 0.1 mg/L,不同品种的最适培养基基本一致。 第二十四页，共33页。v增殖培养增殖培养 v 待茎尖脱毒培养待茎尖脱毒培养20天后，转接到天后，转接到MS+3.0蔗糖蔗糖(zhtng)+0.1活性炭的培活性炭的培养基上培养。养基上培养。30天后脱毒苗去掉叶片，每天后脱毒苗去掉叶片，每2个茎节为个茎节为1个新的外植体个新的外植体(顶芽带顶芽带1节可见茎节节可见茎节也为也为1个新的外植体个新的外植体)转入转入MS+3.0蔗糖蔗糖(z

21、htng)+0.1活性炭的培养基上增殖，以活性炭的培养基上增殖，以后每后每30天继代增殖一次。天继代增殖一次。 第二十五页，共33页。v脱毒苗繁育脱毒苗繁育v 脱毒甘薯茎尖苗的大量繁殖，可采用实验室试管苗快脱毒甘薯茎尖苗的大量繁殖，可采用实验室试管苗快繁和温网棚繁殖方式来实现。实验室内繁殖是在无菌条件繁和温网棚繁殖方式来实现。实验室内繁殖是在无菌条件下，将脱毒苗一叶一节切段，扦插于不添加任何植物生氏下，将脱毒苗一叶一节切段，扦插于不添加任何植物生氏调节剂调节剂1/2MS培养基中，培养过程中保持充足的光照和适培养基中，培养过程中保持充足的光照和适宜的温度条件，才能提高薯苗的质量和繁殖速度宜的温度

22、条件，才能提高薯苗的质量和繁殖速度(sd)。温网棚繁殖需在幼苗温网棚繁殖需在幼苗5-7叶时打开瓶口，室温下加光照炼苗叶时打开瓶口，室温下加光照炼苗5-7d。移栽前准备适合的基质并消毒，生产上多采用蛙石、。移栽前准备适合的基质并消毒，生产上多采用蛙石、珍珠岩、沙土或疏松的土壤等作为基质。珍珠岩、沙土或疏松的土壤等作为基质。 第二十六页，共33页。 实验室内快繁具有繁殖速度快、避免病毒再次侵染(qn rn)、不受季节、气候及空间的限制、可工厂化生产的优点；温网棚快繁成活率高，但成本较高。 第二十七页，共33页。壮苗培养（苗圃壮苗培养（苗圃(miop)育苗育苗 ）v意义意义v 由茎尖诱导并经过由茎尖

23、诱导并经过(jnggu)(jnggu)扩繁所得到的试扩繁所得到的试管苗比较瘦弱管苗比较瘦弱, ,通过原球茎通过原球茎多代扩繁的试管生根苗因为多代扩繁的试管生根苗因为种苗瘦弱移栽成活率较低种苗瘦弱移栽成活率较低, ,因此经过因此经过(jnggu)(jnggu)多代扩多代扩繁后所培养的培养苗必需经繁后所培养的培养苗必需经过过(jnggu)(jnggu)壮苗以提高组壮苗以提高组培苗的质量。培苗的质量。v方法方法v 要求棚内高温、高湿、要求棚内高温、高湿、高肥。方法是在防虫温高肥。方法是在防虫温室或网室内，整地施肥室或网室内，整地施肥(sh fi)(sh fi)做成做成1-1.5 m1-1.5 m宽的苗床，行株距宽的苗床，行株距15 15 cmcm* *10 cm,10 cm,将预先炼苗将预先炼苗7d