植物脫毒與病毒檢測
一、病毒與危害
第一種類型為曾經或正在大麵積或高比率發生,並造成嚴重為害的植原體病害,主要包括棗瘋病和泡桐叢枝 病。
第二類型為局部或零星發生病害類型,
山楂叢枝病嚴重地區約占20%左右。
桃樹黃化病和紅葉病的發生麵積較大,
第三種類型為國內外引種或國內苗木調運而傳入病害類型,比較典型的為從以色列引進的櫻桃扁枝病和黃化病。1995年北京中以示範農場從以色列引進一年生的經嫁接的6個歐洲櫻桃品係的苗木3500株,栽植當年即發現患帶化病苗木,1995~1996年度的發病率為3%。在從國內其它地區引入的櫻桃、棗樹、泡桐等新品種苗木上也都發現帶病苗木。
二、脫毒方法
植物的病毒除豆類等一部分作物外,種子均不傳染病毒,而營養繁殖的植物病毒病的蔓延日益顯著,幾乎遍布所有所有這類植物。病毒的粒子極其微小,隻有在電子顯微鏡下才能確定,防治極其困難。自50年代發現用組織培養可以脫除病毒以來,現已在生產上廣泛應用。
[一]莖尖脫毒
原理:感染病毒植株體內的病毒分布並不均勻,病毒的數量隨植株的年齡與部位而異,越靠近莖頂端區域的病毒的濃度也越低,分生區域內無維管束,病毒隻能通過胞間連絲傳遞,趕不上細胞的不斷分裂和活躍的生長速度,所以生長點含有的病毒數量極其微少,幾乎檢測不出病毒,因此剪切的莖尖愈小愈佳,但太小時不易成活,過大則不能保證完全除去病毒,不同種類植物和不同種類病毒在莖尖培養時切取的莖尖大小也不相同。
方法:在解剖鏡下,一手用鑷子夾住無菌的莖尖,一手用鋒利的無菌刀逐層剝去生長點周圍的葉片,直到達到晶瑩發亮的光滑圓頂為止,根據不同目的可取帶2-3個葉原基的莖尖或大一點的帶2-3片幼葉的莖尖。到底多大的生長點才合適,當然越小越好,比如用0.1毫米以下的生長點,去病毒的效果就較好,但成活率低並且由於體積太小,常常使得培養時間延長到一年,甚至會更長,這不但曆時過長而且也增加了轉換培養基時材料汙染的機會。一般說來,根據病毒種類不同切取約0.1-1毫米大小的生長點就可以去掉病毒。大部分都是切取0.2-0.5毫米帶1-2個葉原基的莖尖為培養材料。
[二]高溫脫毒
原理:植物組織處於高於正常溫度的環境中,組織內部的病毒受熱以後部分或全部鈍化,但寄主植物的組織很少或不會受到傷害。但每種植物都有其臨界溫度範圍,超過這一臨界範圍或在此範圍內處理時間過長,都會導致寄主植物組織受傷。為此可使用變溫的處理方法,高(40℃)和低溫(16-20℃)交替處理,既能保證植物材料不受傷害,又能除去病毒。
(1)溫湯浸漬處理:適用於休眠器官、剪下的接穗或種植的材料,在50℃左右的溫水中浸漬數分至數小時,方法簡便易行但易致使材料受傷。
(2)熱風處理:將生長的盆栽植株移入溫熱治療(箱)室內,處理溫度和時間因植物種類和器官的生理條件而異,一般在35-40℃,短則幾十分中長可達數月。
[三]低溫脫毒
原理:亦稱冷療法,菊花植株在5℃下,經4-7.5個月處理後,切取莖尖進行離體培養,可以有效去除菊花矮化病毒與菊花褪綠斑駁病毒,僅莖尖培養則無此效果,目前低溫脫毒的報道尚少,但不失為一種脫毒的方法。
[四]化學療法脫毒
原理:許多化學藥品(包括嘌呤、嘧啶類似物、氨基酸、抗菌素等)在植物體內和植物葉片內,進行其抑製病毒的增殖或使之不活化的測定,在某種程度上抑製了病毒的增值或不活化。整株植物用化學療法不能除去病毒,但離體培養和原質體培養效果明顯。
[五]愈傷培養脫毒
原理:從感染組織誘發的愈傷組織,不是所有的細胞都帶有病毒,感染愈傷組織分化出的無病毒植株,也證明一些愈傷組織細胞實際上並不含有病毒。原因是病毒複製與細胞增殖不同步;同時發生變異的一些細胞獲得對病毒感染的抗性,抗性細胞與敏感細胞共同存在於母體組織之中,由此分化出的植株也就有部分是無病毒植株。
[六]珠心胚培養
原理:具有多胚性的種子(如柑桔)除了一個有性胚之外,其他的胚是來源於不含病毒的珠心細胞。通過培養珠心胚,可以得到除去病毒的新生係,然後嫁接繁殖成無病毒植株。
[七]花藥脫毒
原理:果樹多為無性繁殖,長期種植後病毒積累較多,病毒病危害嚴重,花藥培養也是一個很好的途徑,目前已草莓上廣泛使用,脫毒率在 90% 以上 。
[八]綜合脫毒法
1。選擇無或少病毒植株
2。接種去分化長愈傷組織
3。快繁苗木
4。高溫+莖尖處理
5。重複處理2-3次
6。鑒定有無病毒
7。生產應用
三、病毒檢測
1、直觀測定法
直接觀察植株莖葉有無這一病毒可見的症狀特征是一種最簡便的方法。然而在寄主植物上感染病毒後出現症狀需要較長時間,還有的不使寄主植物表現可見症狀,因此需要更敏感的測定方法。
2、指示植物法
利用病毒在其他植物上出現的病毒特征作為鑒別病毒種類的標準,這種專用易產生病毒症狀特征的寄主即為指示植物,又稱鑒別寄主。症狀分兩種類型,一種是接種後產生係統的症狀,並擴張到非接種的部位;一種是隻在接種部位產生局部病斑,根據病毒的類型而出現壞死、退綠或環狀病斑。指示植物有荊芥、千日紅、昆諾阿藜和各種煙草。
3、抗血清鑒定法
植物病毒是由核酸與蛋白質組成的核蛋白,可作為一種抗原,注射到動物體內即產生抗體。抗體存在於血清之中稱為抗血清。不同病毒產生的抗血清都有各自的特異性,用已知病毒的抗血清來鑒定未知病毒,這種抗血清就成為高度專一性的試劑,特異性高,是目前快速定量測定病毒的常規診斷。
4、酶聯免疫法(見圖)
5、電子顯微鏡觀察法(見圖)
6、PCR檢測法
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