第四章茎尖分生组织培养

第四章茎尖分生组织培养第1页，共39页，2023年，2月20日，星期二一、概念和意义

1.概念茎尖分生组织培养：指对不超过0.1mm的茎尖或几十微米的茎尖进行的培养。特点：可获无病毒苗，操作困难，成苗时间长。

普通茎尖培养：对几毫米至几十毫米长的茎尖、芽尖及侧芽的培养。操作技术简单、易成活、成苗时间短、繁殖速度快。第一节

茎尖分生组织培养第2页，共39页，2023年，2月20日，星期二

茎尖分生组织培养除可以生产脱毒苗外，还具有方法简便，繁殖迅速，遗传性比较稳定，易保持植株的优良性状的优点，在基础理论研究和实际应用中具有重要价值。2.意义：1.形态建成研究茎尖分生组织（不带叶原基，<250um）2.用于无病株生产茎尖（带1-3个叶原基，100-1000um）3.进行营养繁殖芽培养（>1mm）4.育种中的应用与辐射育种结合

第3页，共39页，2023年，2月20日，星期二二、茎尖分生组织培养一般方法1.材料的制备健壮枝梢去除叶片分成1-2cm自来水冲洗消毒75%的酒精30秒0.1%升汞或20倍次氯酸钠消毒8-10min无菌水修剪剥离茎尖，通常切割下顶端0.2~0.5mm叶原基的茎尖（无菌水）接种。第4页，共39页，2023年，2月20日，星期二第5页，共39页，2023年，2月20日，星期二2.培养基

多为MS培养基及其改良配方，还有White、B5等。3.培养条件（1）温度：26℃~28℃（2）光照：光培养的效果通常比暗培养好。（3）湿度：与其他器官培养相似。第6页，共39页，2023年，2月20日，星期二一、病毒的危害

多数栽培植物，尤其无性繁殖植物，都易受到一种或几种，甚至几十种病毒的侵染。例如，草莓感染60多种病毒。并且随着栽培时间的推移，侵染病毒的种类越来越多。受病毒侵染的植物生长缓慢、畸形、产量大幅度下降，品质变劣，甚至完全丧失商品价值。因此说，病毒带来极大的危害。第二节

脱毒苗的培育和病毒检测第7页，共39页，2023年，2月20日，星期二第8页，共39页，2023年，2月20日，星期二目前，对细菌和真菌侵染的病害，可以通过药物处理达到治愈的目的，如多菌灵等。但目前，还没有药物能治病毒病。种子一般不带病毒，种子繁殖植物可以得到无菌植株。但对于无性繁殖植物，必须采用一种有效的方法，脱去病毒，才能达到提高产量和质量的目的。第9页，共39页，2023年，2月20日，星期二二、病毒侵染的特点早在40年代，就有科学家(White等)发现病毒在根上和茎上的分布是不均匀的，离根尖和茎尖越近，病毒的密度越低。反之，越高。即病毒在植物体内的分布是不均匀的，分生组织一般无病毒侵染。第10页，共39页，2023年，2月20日，星期二分生组织之所以能避开病毒侵染，可能有4方面原因：1、在植物体中，病毒的移动主要靠两条途径，一是通过维管系统，而分生组织中尚未形成维管系统；二是通过胞间连丝，但这条途径病毒移动速度非常缓慢，难以追赶上活跃生长的茎尖和根尖。第11页，共39页，2023年，2月20日，星期二第12页，共39页，2023年，2月20日，星期二2、在旺盛分裂的分生组织中，代谢活动很高，使病毒无法进行复制。3、在茎尖中存在高水平内源激素，可以抑制病毒的增殖。4、在植物体内存在有一种“病毒钝化系统”，它在分生组织中的活性应最高，因而使分生组织不受侵染。第13页，共39页，2023年，2月20日，星期二

以上是四种可能原因，无论哪种说法正确，事实是分生组织一般不带病毒。因此，利用这一原理，进行茎尖培养，培育无病毒苗。第14页，共39页，2023年，2月20日，星期二植物脱病毒方法物理方法化学方法生物方法高温处理茎尖培养微体嫁接珠心培养愈伤脱毒热处理脱毒第15页，共39页，2023年，2月20日，星期二三、脱毒的方法

（一）热处理脱毒法热处理脱毒原理病毒DNA分子进入细胞后随植物细胞DNA一起复制。热处理并不能杀死病毒，只能钝化病毒活性，使病毒在植物体内增殖减缓或增殖停止，失去传染能力。

作为一种物理效应可以加速植物细胞的分裂，使植物细胞在与病毒繁殖的竞争中取胜。第16页，共39页，2023年，2月20日，星期二热处理法有：温汤处理（热水浸泡）和热风处理两种。具体方法：第一，热水浸泡处理，适用于切下的材料，在50度左右的温水中浸渍数分钟至数小时，方法简便易行但材料易受伤。第二，热风处理，将生长的盆栽植物移入室内或生长箱内，处理温度因植物种类、生理状况而异。一般为35~40度，短则几十分钟，长达数月。

第17页，共39页，2023年，2月20日，星期二热处理的优缺点优点:

方法简单，效果明显。缺点:

1)具有局限性，不能去除所有病毒。只对圆形病毒（苹果花叶病毒），或对线状病毒（马铃薯卷叶病毒）有效；而对杆状病毒（千日红病毒）无效。2)热处理后只有小部分植株能够存活。极易使植物材料受热枯死，造成损失3）延长热处理时间，病毒钝化效果好，同时也可能会钝化植物组织中的抗性因子而降低处理效果。第18页，共39页，2023年，2月20日，星期二其它效果香石竹（康乃馨）在38℃～40℃下经两个月处理可除去全部病毒。第19页，共39页，2023年，2月20日，星期二

马铃薯在37℃下处理10～20天能除去卷叶病毒。第20页，共39页，2023年，2月20日，星期二（二）茎尖培养脱毒

1.茎尖培养脱毒的原理（1）病毒在植物体内的分布病毒浓度不同，离尖端越远病毒浓度越高。茎尖或根尖离体培养便可获得无病毒再生植株。必须指出的是，所谓无病毒，只是相对的，不是绝对的。（2）茎尖大小与脱毒茎尖外植体的大小与脱毒效果成反比。茎尖分生组织不能合成自身需要，生长素，细胞分裂素，因而带叶原基的茎尖生长快，成苗率高。因此茎尖越大培养成活率越高。因此对不同植物脱毒适宜的茎尖大小不同。第21页，共39页，2023年，2月20日，星期二2.茎尖培养脱毒的方法（1）取样与消毒可直接选定的植株上取顶芽进行消毒接种。采顶芽与侧芽消毒接种。消毒方法是：剪取顶芽梢段3、5厘米，剥去大叶片，用自来水冲洗干净，在75%酒精中浸泡30秒左右，用1%-3次氯酸钠或5%-7%的漂白粉溶液消毒10-20分，最后用无菌水冲洗材料4-5次。第22页，共39页，2023年，2月20日，星期二（2）接种

材料置10～40倍的双筒解剖镜下，解剖刀切取0.1～0.3mm带有1～2个叶原基的茎尖，接种到培养基上。

第23页，共39页，2023年，2月20日，星期二（3）培养接种后材料置25+2℃，光照度1500-5000LX，每日光照10-16h条件下培养。但一般光照培养比暗培养效果好。其间应更换新鲜培养基。提高培养基中BA的浓度可形成大量从生芽。3.培养基与培养方式：（1）培养基：常用MS，White等培养基。（2）培养方式：茎尖培养一般采用半固体培养基

第24页，共39页，2023年，2月20日，星期二（三）、热处理与茎尖培养结合脱毒果树等木本植物，热处理后新芽顶端嫁接成活率较低。茎尖培养时，茎尖过小成活率太低，而茎尖太大又脱除不掉病毒将热处理后的较大茎尖进行培养获得无病毒植株，可以克服这些缺点。第25页，共39页，2023年，2月20日，星期二（四）微体嫁接离体培养脱毒法应用微体嫁接的原因： 木本植物茎尖培养难以生根形成植株。具体做法：将极小的茎尖（0.1mm~0.2mm）作为接穗嫁接到不带病毒的种子实生苗砧木上，然后将砧木、接穗一起在培养基上培养。优点：接穗在砧木上易成活，故可用很小的茎尖来培养，去除病毒几率大，获得无病毒苗的可能性大。

微嫁接要求的剥离技术高，嫁接成活率与接穗大小呈正相关，而脱毒率与接穗大小呈负相关第26页，共39页，2023年，2月20日，星期二微体嫁接法脱除病毒的关键：

①要求剥离技术很高②需要考虑砧木和接穗对营养组成的不同要求；③与接穗的取材季节有密切关系（苹果4~6月取材嫁接成活率较高。）第27页，共39页，2023年，2月20日，星期二（五）无病毒种苗的保存、应用及繁殖（1）无病毒原种的保存

获得无毒原种不易，若保存不好会很快重新感染病毒。为防止再度感染，应在隔离条件下保存。若原种保存得好，无毒原种可以利用5-10年，在生产上可以创造更多的经济效益。第28页，共39页，2023年，2月20日，星期二1、隔离种植保存

通过无毒原种要在隔离区或隔虫网室内种植保存。植物病毒的传播媒介主要是昆虫如蚜虫、叶蝉2、离体保存

脱毒苗经鉴定后，选择无病原种株系，回接于试管内，可长期保存，是最理想的保存方法。第29页，共39页，2023年，2月20日，星期二（2）无毒原种的应用

获得无毒原种后，一方面要积极进行无毒苗的推广，另一方面还要做好无病毒种的繁育。无毒苗的推广应在发展良种的新区使用才能取得良好的效果；在老病区使用时应实行统一的防治措施，一次性全区换种，才能取得应有的效果。第30页，共39页，2023年，2月20日，星期二（3）无病毒原种的繁殖

可在无毒源和其他病虫害的大田中进行，场地土壤要进行消毒，防治蚜虫、线虫和其他传毒媒介，并建立一套严格的原种繁育制度和栽培管理制度，防止病毒的再次感染。第31页，共39页，2023年，2月20日，星期二第32页，共39页，2023年，2月20日，星期二四、植物脱毒苗的鉴定1、视觉观察法(直接检测法)

看植株的茎叶是否有该病毒所有可见症状。番茄无菌小苗厚叶莲花掌第33页，共39页，2023年，2月20日，星期二植物病毒的症状植物病毒引起植株的症状是各异的，在观赏植物上由病毒引起外部症状主要有以下几种：（1）变色：褪绿、黄化、花叶、斑驳、红叶等，常见病毒有；香石竹斑驳病毒、黄瓜花叶病毒、芋花叶病毒等。（2）坏死：常见的坏死是病斑或斑点。有轮斑、环斑、条斑‘条纹等。如香石竹坏死斑点病毒、，凤仙花坏死斑点病毒草等。（3）畸形：植株可出现矮缩、矮化或叶片皱缩、卷叶、蕨叶等病状。（4）萎蔫：主要是指植物根或茎的维管束组织受到破坏而发生供水不足所出现的凋萎现象。第34页，共39页，2023年，2月20日，星期二2、生物鉴定法(指示植物indicatingPlant法)

由于采用汁液接种法比较困难，所以通常采用嫁接接种的方法,

利用嫁接法接种，把待测的植物接种在敏感植物上，然后视其有无病斑，来判断是否脱除了病毒。指示植物接穗嫁接后的植物第35页，共39页，2023年，2月20日，星期二指示植物法定义:将一些对病毒敏感、症状特征显著的植物作为指示植物(又叫鉴别寄主),利用病毒在其他植物上产生的枯斑作为鉴别病毒种类的方法.优点:方法简单\灵敏\准确\擦方便,仍为一种经济有效的方法缺点:枯斑法不能测出病毒总的核蛋白浓度,而只能测出相对的感染力第36页，共39页，2023年，2月20日，星期二3、电子显微镜鉴定法

小于0.1mm的病毒颗粒用电子显微镜直接观察经脱毒培养的叶片，检查是否有的病毒粒子存在，还可测量病毒颗粒的大小、形状和结构。较为先进的方法，但需一定的设备和技术第37页，共39页，2023年，2月20日，星期二4、酶联免疫法在血清法的基础上，结合酶反应发展起来。在抗体上带上某种酶，抗原和抗体结合成的免疫复合物就有了酶活性，在反应体系中加入酶底物，底物在酶的催化下，形成有色