组培苗脱毒技术及其原理

热处理法

概述

热处理法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，然后进行无毒个体培育。热处理法中，最主要的影响因素是温度和时间。热处理可通过热水浸泡或湿热空气进行。热水浸泡对休眠芽效果较好，湿热空气对活跃生长的茎尖效果较好，既能消除病毒又能使寄主植物有较高的存活机会。热空气处理比较容易进行，把旺盛生长的植物移入到1个热疗室中，在35~40℃下处理一段时间即可，处理时间的长短，可由几分钟到数月不等。热处理的方法有恒温处理和变温处理，处理的材料可以是植株，也可以是接穗。

原理

热处理脱毒是根据病毒与寄生细胞对高温的忍耐程度不同，选择适当的温度和处理时间，植物组织中的很多病毒被部分地或完全地钝化而可控制其的活动，但很少伤害甚至不伤害寄主组织，从而让植物细胞加快生长，使生长点附近不带病毒，从而达到脱毒的目的。

简史

用热处理脱除马铃薯卷叶病毒（PLRV）是世界上脱除已知病毒最早的例子。早在年，印度尼西亚爪哇人就把繁殖用的甘蔗切断放在50℃左右的热水中浸泡30min来防止枯萎病（现已知是病毒病）的发生。现在世界许多国家在种植前仍使用这种方法处理甘蔗。但是后来人们发现热水对植物的伤害大，Bake()研究表明在热水处理中，由于植物组织经过淋洗，在水中长期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休眠期。所以现在更常用的方法是将病毒感染的植物用35℃~38℃热空气处理2~4周或者更长时间进行脱毒。此法尤其适合处理生理干旱的材料和处于休眠状态的果树。热处理脱毒法已应用多年，被世界多个国家利用。该项技术要求的设备条件比较简单，脱毒操作也比较容易。主要缺点是脱毒时间长，脱毒不完全，例如TMV这类杆状病毒就不能用这种方法脱除，因而该方法有一定的局限性。

茎尖培养脱毒法

概述

茎尖培养脱毒就是采取茎尖分生组织离体培养的方法获取无病毒试管苗，其方法是在解剖镜下，用锋利的解剖刀进行迅速准确地茎尖剥离，因为茎尖分生组织基本不带病毒，利用植物茎尖分生组织进行离体培养，再结合病毒检测，就可以获得无病毒的植株。茎尖培养中最主要的影响因素就是切取茎尖的大小，一般要求茎尖长度小于1mm。技术上通常切取茎尖越小，脱毒效果越好，但是茎尖培养成活率变低。曹为玉等研究发现葡萄茎尖长度与存活率成正相关，与脱毒率成反相关。当切取茎尖长度为0.2~0.3mm时，存活率为21%~38%，脱毒率为91.4%~97%；当切取0.5mm以上时，存活率为75%~83%，脱毒率仅为70.6%~76.5%。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较多的原种繁殖材料，但这种方法存在的缺点是植物的存活率低。为了克服这一缺点，现在经常是将茎尖培养与热处理相结合来使用。茎尖培养与热处理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区得以扩大，有利于切取较大的茎尖（在1mm左右），从而能够提高培养或嫁接的成活率。如大樱桃置于45℃的恒温培养室内，培养35天，再切取0.2~0.4mm的茎尖培养，平均脱毒率为98%。

原理

茎尖培养脱毒的原理是植物体内病毒靠维管束系统移动，分生组织中没有维管束存在，病毒只靠胞间连丝移动，速度很慢，难以追上生长活跃的分生组织，所以旺盛生长的根尖、茎尖一般都无病毒或很少有病毒分布。

简史

White于年首先发现在感染烟草花叶病毒的烟草生长点附近病毒的浓度很低，甚至没有病毒。这一发现为茎尖培养脱除病毒提供了理论依据。怀特（White,）在体外培养感染了TMV病毒的马铃薯根，并用枯斑寄主法测定了根不同部位的病毒含量，发现根尖部位的病毒含量比其他部位少，甚至不存在病毒。Morel等年首先从感染了花叶病毒和斑萎病毒的大丽花植株上切取茎尖，通过组织培养获得了无病毒的大丽花，证明了前人假设的正确性。此后，人们采用茎尖培养技术相继获得了多种植物的无病毒植株。现在茎尖培养脱毒法已经成为植物无毒苗生产中应用最广泛的一种方法。年，桂林市大地生物技术研究所与广西山河经济发展公司联合开展罗汉果脱毒苗的培育生产技术科技攻关，在选出的健康植株中选取营养体,经过茎尖培养与其它脱毒方法相结合脱毒后进行组织培养，从而获得不带病的健康苗。经农业种植区试点种植表明，这些经茎尖培养脱毒快繁得到的罗汉果脱毒苗植株健壮无病，长势旺，结果早，数量多，品质高，与传统压蔓技术种植的普通苗相比，种后第一年结果的植株达50%~70%，增加近一倍；平均每株挂果约30个，增加了两倍，一级果增加了15%，有效成分罗汉果甜甙的收取率则提高了5%。广西农科院生物所杭玲等在《罗汉果茎尖脱毒快繁技术》一文中试验，选择罗汉果青皮果品种，采用种子播种的实生苗,经接花叶病毒而致病的植株，运用茎尖培养与热处理相结合的方法对供试材料进行除病毒，经用生物学指示植物鉴定,脱毒率达%。

据研究，植物体内某一部分组织器官不带病毒的原因是：分生组织的细胞生长速度快，病毒在植物体内繁殖的速度相对较慢，而且病毒的传播是靠筛管组织进行转移或通过细胞间连丝传递给其他细胞，因此病毒的传递扩散也受到一定限制，这样便造成植物体的部分组织细胞没有病毒。根据这个原理，可以利用茎尖培养来培育无病毒苗木。

抗病毒药剂法

概述

抗病毒药剂法，这是一种新的脱毒方法，运用一些抗病药剂的作用影响病毒RNA的复制形成，干扰病毒的正常生长，从而达到除去病毒的目的。常用的抗病毒化学药物有三氮唑核苷（病毒唑），5-二氢尿嘧啶（DHT）和双乙酰-二氢-5-氮尿嘧啶（DA-DHT）。这些药物常常通过直接注射到带病毒的植株上，或者加到植株生长的培养基上。这种方法一般要与茎尖培养相结合应用。经过抗病毒药剂处理的嫩茎，切取茎尖，再进行组织培养，就会提高脱毒率和成活率。采用病毒抑制剂与茎尖培养相结合的脱毒方法，可以较容易的脱除多种病毒，而且这种方法对取材要求不严，接种茎尖可大于1mm，易于分化出苗，提高存活率。

原理

抗病毒药剂法的作用原理是抗病毒药剂在三磷酸状态下会阻止病毒RNA帽子结构形成而达到除去病毒的效果。

除了以上三种脱毒方法以外，花药培养法、茎尖嫁接脱毒、愈伤组织培养法、胚珠培养法也可用于植物组织培养快繁脱毒。

组培苗脱毒效果的检测方法

经过脱毒处理的植株是否还存在病毒，必须经过病毒学检测才能确定。可靠的病毒检测方法与建立有效的脱毒方法同等重要。传统上一直沿用的检测方法是目测法，但是这种方法无法剔除潜隐性病毒。后来出现的指示植物法，扩大了检测范围。近年来随着生物科学的迅猛发展，免疫学方法，分子生物学方法等许多先进的理化技术的应用，促进了病毒检测技术的改进与发展。下面简要介绍几种检测脱毒苗的方法。

植株直接测定法

直接观察植株茎叶有无某种病毒引起的可见症状，是最简单的测定方法。不过，由于某些寄主植物感染病毒后需要较长的时间才出现症状，有的并不能使寄主植物出现可见的症状，因而无法快速检验。

指示植物法

此法最早是美国的病毒学家Holmesl年发现的。利用病毒在其他植物上出现症状的特征，作为鉴别种类的标准。当原始寄主的症状不明显时，就可用指示植物法，这是因为指示植物比原始寄主更容易表现症状。具体做法是将病叶研磨，把汁液接种到寄主植物上，对于木本植物，是将原始寄主嫁接到指示植物上。指示植物法简便易行，成本低，但它灵敏性差，所需时间长，难以区分病毒种类。

血清学方法

抗血清鉴定法要进行抗原的制备(包括病毒的繁殖，病叶研磨和粗汁液澄清等)，抗血清的采收、分离等。血清可分装到小玻璃瓶中，贮存在–15~–25℃的冰冻条件下。测定时，把稀释的抗血清与未知的病毒植物在小试管内混合，这一反应导致形成可见的沉淀，然后根据沉淀反应来鉴定病毒。此法灵敏度高，获得检测结果迅速，是目前检测病毒的一种最好方法。

此外，PCR微量板杂交法、蛋白质电泳法、嫁接检测法、电子显微镜检定法、病毒症状学诊断法等也可以用来检测植物病毒。

组培文章（点击打开）

组培苗

组培茎尖脱毒

组培苗瘦弱、徒长原因以及应对措施

组培苗的玻璃化、黄化、褐变原因及其防治措施

组织培养污染产生的原因及防治措施（黄化褐化）

构树的价值及其组培方法

植物病毒的检测方法以及常用的仪器、试剂

农业生产中的常见温室

甘薯组培苗的脱毒步骤和培养基配方

组织培养各个功能室水电要求

光照强度、光周期和光分布

白及的繁育与价值

植物组织培养与花药离体培养的区别

生长素与细胞分裂素的作用和机理

组培生产中常见问题及其应对措施