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點擊次數:1444 日期:2015/7/23 11:06:56
植物的組培技術現代農業及科研領域越來越廣泛,他可以對生產脫毒種苗及快速的育種。目前應用較為廣泛,組培技術可以分為普通莖尖培養和莖尖分升組織培養兩種類型。普通莖尖培養是指較大的莖尖(幾毫米乃至幾時毫米)、牙尖及側芽的培養,其主要是通過腋芽增殖和反復繼代培養來獲得大量無性繁殖材料。這種方法技術簡單,操作方便,易于成活,繁殖速度快,且在繁殖過程中可以保持遺傳的穩定性,因而廣泛應用于利用常規方法難以繁殖的蔬菜作物的快速繁殖及種質資源的保存。莖尖分生組織培養是指利用位于頂端生長追去錐區長度不超過0.1mm的莖尖分生組織為外植體的離體培養。研究表明,在莖尖分生組織部位幾乎不存在病毒,因此利用莖尖無病毒區域驚醒離體培養可以減少乃至消除植物體內的病毒,使之恢復種性,提高產量和品質,目前這種方法在馬鈴薯、大蒜、石刁柏、草石蠶中以得以廣泛應用。
實驗材料的準備:
進行精簡培養快速繁殖時,可從大田種植的蔬菜作物中切取2cm左右的頂芽,進行莖尖分生組織脫毒培養時實驗材料可小些(1cm左右),側芽、休眠芽也可作為接種材料。將采到的試材流水沖洗后,用75%乙醇浸30s,再用0.1%氯化汞或其他消毒劑浸泡一定時間一殺滅試材表面的各種微生物(常用消毒劑及使用效果見表1-1),再用無菌水沖洗3-5次,即可完成消毒過程。如果進行普通莖尖培養,外植體一大些為好,一般切取0.5-1cm長的莖尖甚至整個芽;如驚醒莖尖分升組織脫毒培養,外植體則盡量小些,通常在解剖鏡下剝去細葉及葉原基,將生長點暴漏,然后切取0.1-0.2mm長的部分作為培養材料。從去除病毒的角度看,培養材料越小脫毒效果越好,但外植體越小,
培養難度越大,或者時間越長(有的需要1年甚至更多的時間),一次應綜合兩方面的因素,根據病毒種類來決定培養材料的大小。
接種于培養
培養材料制備好以后,即可將其接種在培養基上建立起離體培養體系。
莖尖培養多以MS培養基為基本培養基,或以此為基礎稍加修改,White、B5等培養基也常用于精簡培養,培養基中通常以蔗糖為碳源,糖濃度一般為3%,濃度過低或過高時生長受到抑制。培養基中的各種生長調節劑是建立培養體系的關鍵,其中起主要作用的有細胞分裂素和生長素兩類。細胞分裂素可促進細胞的分裂和分化,誘導不定芽形成,也有助于結局頂端優勢,促進芽萌發,在莖尖快速繁殖中必不可少。常用的細胞分裂素有BA(6-芐基腺嘌呤)和激動素(KT)。對于某一些作物,適宜的細胞分裂素種類及濃度可能有所不同,如阿油菜豌豆,菜心等蔬菜快速繁殖時,通常用BA,而萵苣則以KT效果為好。近年來研究指出一些新的具細胞分裂素活性的生長調節劑在快速繁殖中也有良好的效果.如TDZ(Thidiazuron,噻重氮苯基脲)具有很高的細胞分裂素活性,在極低濃度下即可有效的促進腋芽增殖。生長素類物質如IAA.IBA.NAA.2,4-D等,具有醋精新梢生長的顯著作用,并可誘導外植體產生愈傷組織和生根。在多數情況下外緣生長素并非莖尖增殖所必須,但往往濃度的生長素與細胞分裂素配合可以達到醋精芽增殖、提高繁殖系數的效果(Ebida,1993)。不溝通作物中細胞分裂素與生長素配合的種類和濃度喲所不同,在百合莖尖分升組織培養時,以MS+BA0.5-1.0mg/L+NAA0.5mg/L效果最佳,而無籽西瓜莖尖快速繁殖時,MS+BA0.25-0.5mg/L+IAA1mg/L時芽增殖數增多,發芽真長而穩定。
莖尖培養中通常加入瓊脂起固化培養基的作用,而Norris在培養馬鈴薯鏡監視發現濾紙橋液體培養能使莖尖生長健壯且發育早,增殖效果良好。Walket(1980)在橄欖分升組織培養時也應用濾紙橋方法從而使外植體植株可以每周增加3.8倍的速度增殖。此外,在培養基中加入椰乳等天然物質,也可以促進馬鈴薯、草莓等莖尖的生長和增殖。
接種后經培養基置于培養是或培養箱中進行培養,每日光照12-16h,照度1500-3000lx即可。培養室溫度通常維持在25±2℃,并可以根據不同植物種類調整至其生長最適溫度。
莖尖分生組織培養,從培養到植株再生約需6個月至1年甚至更長時間,由于培養時間較長,培養基有時會失水干燥,因此要定期轉移培養體病注意培養基保濕。
生根與移栽
增殖的新稍要經過誘導生根階段長出正常根系,才能形成再生植株。一般來講,莖尖外植體在原有的培養基上難以生根,必須轉移到新的生根培養基。對于大多數植物,低鹽培養基有利于生根,如果莖芽增殖在全強度MS培養基上進行,生根時鹽濃度應減到1/2,或1/4。減少蔗糖濃度(大約1%)和增加光強度(增至(3000-10000lx)也可促進根的發育(Ezura等1993)。有些蔬菜作物的新稍可以再無激素培養基中生根,但對于大多數蔬菜,誘導生根需要加入適當的生長素,常用語生根的生長素有IAA、IBA或NAA,其應用濃度因蔬菜種類及誘導生根方法不同而異。
當新稍長至0.1-1cm高時,將其切下,出去根部愈傷組織,轉入生根培養基中進行培養,即誘導星峰根系。也有研究指出,將新稍基部在50-100mg/L IBA溶液中處理4-8h,或含有生長素的培養基中培養4-6H后,再將新稍轉移至無激素培養基,更有利于幼根的形成和生長。
在生根培養基上培養3-4周,待新稍形成健壯而發達的根系后,即可移栽出瓶。移苗前,應將培養瓶蓋打開,并向瓶中加入少量水,煉苗1-2d,然后將以生根的小植株小心取出,仔細洗凈根部培養基,植入裝有滅菌培養基質(通常為蛭石與沙)的營養缽中。誒防止移栽后根部雜菌感染,可在移栽前用1%代森鋅浸潤3-5min。移栽后要用玻璃杯或塑料播磨覆蓋,以保證小蜘蛛周圍的相對濕度在90-100%,移栽10d后,可適當揭開覆蓋物,逐漸增加氣體交換,直至完全去除覆蓋,小植株即可成活。移栽初期,要用清水澆灌以防因兔絨溶液離子濃度過高造成生理干旱,且應給以較低的溫度(16-20℃)和較弱的光照,待小植株有了新的生長時,在提高移栽成活率。
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