第11讲 植物快速繁殖和脱毒
第一节 植物快速繁殖的途径和方式 植物快繁类型及方式：
器官型：顶芽、腋芽或带芽的茎切段直接萌发，在适宜的培养基上诱导，不断发生腋芽，而成丛芽；最后生根成苗。如芽增殖和微枝扦插都属于这种方式。特点：繁殖率高、保持物种的遗传稳定性，用于一些木本植物和少数草本植物的繁殖。
器官发生型：诱导器官外植体脱分化产生愈伤组织，经分化培养形成芽、根再生成植株的方式。缺点：由于经过愈伤组织阶段，无性系后代遗传性不稳定，易产生变异。
胚状体发生型指植物器官、组织和细胞外植体经培养脱分化形成胚状体再成苗的方式。 技术关键：提高不同外植体胚状体发生及萌发率和提高胚状体同步化率。 特点：胚状体发生数量多、速度快、结构完整，繁殖系数高；遗传性稳定。 原球茎型：兰花的茎尖或腋芽在组织培养的条件下可直接产生原球茎。原球茎是一种类胚组织，可以继代增殖成新的原球茎，控制条件也很容易分化成植株。 鳞茎型 鳞片近轴面或边缘直接形成带根的小鳞茎 在试管内形成小鳞茎需较长时间 百合 郁金香
贝母 球茎芽型
叶柄表面产生圆球形小突起——球茎芽，一端出芽一端出根。 球茎芽可直接放入土中种植，遗传性较稳定。 驯化现象(acclimation) 衰退现象(recession) 第二节 继代培养 驯化现象(acclimation)
植物组织经长期培养，发生一些变化：开始继代培养要加入生长调节物质，其后加入少量或不加调节物质就可以生长，这种现象称为“驯化”。
原因：继代培养中细胞积累了较多的生长物质，因此逐渐减少了对外源生长物质的需要。 衰退现象(recession)
经长期继代培养的材料会出现生长不良、再生能力和增殖率下降，丧失形态发生能力等现象。 影响因素： 1、植物材料
2、培养基和培养条件
3、继代培养次数：香蕉（20次）、蝴蝶兰（4年） 4、季节
第三节 茎尖培养脱毒 美丽的郁金香与植物病毒病
第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，因为至今荷兰阿姆斯特丹的博物馆还保存着一张1619年荷兰画家的一幅得病的郁金香静物画。为什么要画得病的郁金香呢？ 郁金香杂色花 郁金香正常花
原因：此病毒是Potyvirus的一种，可由蚜虫传播，寄生范围不广，郁金香被感染后，通常病症是叶黄化，花杂色，鳞茎变小而弱，最后逐渐死亡。 杂色郁金香
苹果锈果病毒 TMV
黄瓜病毒病（CMV）
辣椒病毒病(CMV和TMV) 黄瓜病毒病 一串红病毒病
马铃薯Y病毒（PVY） 马铃薯S 病毒（PVS） 马铃薯M 病毒（PVM ） 马铃薯A 病毒（ PVA ） 马铃薯X病毒（PVX） 马铃薯卷叶病毒（PLRV）
病毒病—马铃薯退化的主要因素 几种马铃薯病毒病的症状 PVY—块斑花叶
PVY—脉坏死 PVY—点坏死 PVX—轻花叶
PVY+PVX 重花叶＋叶变形 PLRV—全株卷叶，伴有叶片纸质脆感 薯块症状
K13变形 大西洋出现裂口 鲁引畸形 尤金坏死环＋裂口
早大白畸形裂口 K1畸形 K18裂口 中3畸形裂口 中5裂口 土豆的欲望
● 变色：花叶、黄化。叶片的叶绿素形成受阻或积聚，从而产生花叶、斑点、环斑、脉带和黄化等。花朵的花青素也可因而改变,使花色变成绿色或杂色等。
● 坏死：在叶片上常呈现坏死斑、坏死环和脉坏死，在茎、果实和根的表面常出现坏死条等。
● 畸形：叶片皱缩、叶缘卷曲、果面凹凸不平，植株矮化。 植物病毒病引起的症状 一 、 病毒简介
一类结构简单生物，由核酸和蛋白质分子组成。病毒结构简单，没有完整的酶系统来独立地进行物质代谢和能量代谢，只能依靠寄主生物的酶系统实现生理代谢过程，因此，具有寄生性。 TMV
病毒在植物体内的分布
病毒侵入寄主叶片后，在寄主细胞中进行自我复制而迅速增殖，并向附近细胞转移，当叶片内病毒浓度增大到一定量时 韧皮部 维管束，并扩展到植物全株发病。
病毒在植物中分布不均匀，在顶端分生组织中含毒少，在老组织中病毒增加。 病毒的特性及侵染
有性生殖退化、仅用无性繁殖方法繁殖的植物，极易受病毒病的侵染。 大多植物病毒不经种子传播（专化性强的病毒除外）。 病毒在生长旺盛的部位繁殖速度慢.
病毒病不同于真菌和细菌病害，不能用杀菌剂和抗菌素进行防治，与细胞共生，一旦染病，只能采用拨除病株的措施。 危害园艺植物的病毒数目
早在1934年，White发现烟草花叶病毒在烟草根中的分布是不均匀的，越靠根尖区病毒含量越低，在根尖的顶端不含病毒。
后来多数学者试验证实，茎尖分生组织的病毒少或无，马铃薯、百合、菊花、草莓等茎尖培养脱毒研究得到成功。脱毒效果好，遗传性稳定。 二、植物脱毒的原理 根尖、茎尖病毒含量少 几种假说
能量竞争：病毒核酸和植物细胞分裂时DNA合成均需要消耗大量的能量，而分生组织细胞本身很活跃，其DNA合成是自我提供能量自我复制，而病毒核酸的合成要靠植物提供能量来自我复制，因而就得不到足够的能量，从而就抑制了病毒核酸的复制。
传导抑制：病毒在植物体内的传播主要是通过维管束实现的，但在分生组织中，维管组织还不健全，从而抑制了病毒向分生组织的传导。
激素抑制：在分生组织中，生长素和细胞分裂素水平均很高，因而阻滞了病毒的侵入或者抑制病毒的合成。
酶缺乏：1969年，Stace-Smith提出，可能病毒的合成需要的酶系统在分生组织中缺乏或还没建立，因而病毒无法在分生组织中复制。
抑制因子：1976年，Martin-Tanguy等提出了抑制因子假说，认为在分生组织中存在有某种抑制因子。
茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径： 药物防治病毒病效率低； 抗病毒育种步履艰难；
组织培养的高效隔离防治了病毒的再侵染。 无病毒苗：指不含该种植物的主要危害病毒，即经检测主要病毒在植物体内的存在表现阴性反应的苗木。
三、茎尖培养脱毒的方法
原原种 原种 生产种 3.1 材料的培养和灭菌 1．取样：用于脱毒的植株应健康无病害植株。可直接从选定的植株上取梢段进行消毒接种。也可从室内培养1～2月并进行热处理的盆栽扦插苗上，采顶芽与侧芽消毒接种。
2．消毒：剪取梢段（也可用侧芽）3～5cm，剥去大叶片，用自来水冲洗干净，在75％酒精中浸泡 30s左右，用5％漂白粉溶液消毒10～20min（或用 0.1％HgCl2消毒数分钟），最后用无菌水冲洗材料 4～5次。 准备茎尖剥离的芽
3.2 茎尖剥离与接种 在超净工作台上，将已消毒的芽放在垫有无菌滤纸的培养皿中（已灭菌）。在双筒解剖镜（40倍）下，用解剖针或镊子将材料固定于视野中，用解剖刀尖仔细剥去幼叶，至出现裸露的生
长点。用刀尖切下带1～2个叶原基的生长点（约0.3～0.5mm)。用解剖针或解剖刀尖将切下的茎尖转至培养基上（顶部向上)，每管接1～2个茎尖。
为防止茎尖失水，可用无菌水润湿滤纸。操作中注意随时更换滤纸和接种工具，剥取茎尖时切勿损伤生长点。 3.3 茎尖培养
培养基 合适的培养基对茎尖诱导成完整植株有重要影响。
MS培养基适于多种植物茎尖培养。White、Morel等培养基也有广泛的应用。植物应严格控制培养基中糖的浓度。培养基中加入生长素（IAA、NAA）和细胞分裂素（KT、BA）或椰乳，对促进不同大小的茎尖外植体生长和分化是必要的。GA3的适当配合，促进效果良好。2,4-D常导致愈伤组织发生，应避免使用。
培养条件 接种后材料置 25?2℃，光照度 1000～5000lx，每日光照10～16h条件下培养。温度对茎尖培养的影响不及光照。不同植物茎尖培养适宜的光强与光照时间不同，但一般光照培养比暗培养效果好。
培养两个月左右，大的茎尖再生出绿芽，小的（0.1～0.3mm）茎尖则需3个月以上，有的甚至更长时间才发生绿芽。其间应更换新鲜培养基。提高培养基中6-BA的浓度，可形成大量丛生芽。
茎尖培养生长可能的4种类型： 3.4 病毒检测
我国现有的脱毒马铃薯生产体系，一般微型薯种植1-3代后就作为商品薯生产，种薯生产成本高。利用青海高原特有的生态气候条件，建立了国内领先的省、县、乡、村四级种薯生产体系，品种脱毒后种薯至少可繁殖4代，最多可达6-7代，使种薯生产成本大大降低，加快了脱毒马铃薯推广的进程。 省级体系 ：脱毒苗快繁 组培快繁
温室生产雾培微型薯（省农科院） 微型薯恒温库贮藏 省、县原种繁殖基地
省级体系： 省级高山繁育基地 海拔最高的省级原原种基地（湟源寺寨） 县级体系：县级高山繁育基地 乐都县级原种基地（中岭） 乡级体系 ：乡级种薯繁育基地 民和古鄯 互助丹麻
村级体系 ：村级种薯繁育基地 田间病害防治 种薯收获
脱毒马铃薯种薯繁育基地
青海省马铃薯高山试验基地（海拔3100米） 脱毒马铃薯种薯繁育体系的作用
加快了青海省种植业结构调整，扩大了全省脱毒马铃薯的种植面积，提高了单产水平。 2009年与2000年相比，种植面积增加100%，单产增加19.3%。
脱毒马铃薯种薯繁育体系的作用
湟中、乐都、互助、民和、大通、湟源、平安等累计推广脱毒马铃薯530余万亩，新增总产值6.08亿元。
20万农户、近百万农民直接受益。
