本發(fā)明屬于植物脫毒技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及植物組織培養(yǎng)脫毒外植體脫毒方法。
背景技術(shù):
病毒對植物危害嚴重,病毒可導致植物樹體衰弱,果實變小并且畸形,品質(zhì)變劣,產(chǎn)量嚴重下降,病毒病屬于難治療病害,迄今還沒有一種有效的藥物。因此,培育無病毒植物苗木已經(jīng)成為防止病毒危害的主要措施。目前通常采用的培育無病毒植物苗木的方法是莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)。莖尖培養(yǎng)可以從植物組織中脫除病毒,形成無病毒(或脫毒)植株。莖尖培養(yǎng),有時也稱微莖尖培養(yǎng),此處所稱的莖尖實質(zhì)是指莖尖的分生區(qū)。莖尖培養(yǎng)是利用莖尖的分生區(qū)為分生組織,其中無病毒的原理,通過組織培養(yǎng)實現(xiàn)脫除病毒的目的。但莖尖大小對成活率和脫毒率有很大的影響,莖尖越大,分化率和成活率越大,但脫毒率越低;反之,如果莖尖越小,雖然脫毒率提高了,但分化率和成活率又大大降低,往往外植體死亡,造成組織培養(yǎng)脫毒失敗。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決傳統(tǒng)的莖尖培養(yǎng)法培育脫毒苗時,由于外植體太小,外植體分化為組培苗的難度較大,成苗率自然很低,往往導致接種后的外植體死亡的問題,本發(fā)明提供一種植物組織培養(yǎng)脫毒外植體,使得組織培養(yǎng)脫毒操作變得更加簡單,大大提高分化率和成活率,使得脫毒的成功率提高。
從莖的結(jié)構(gòu)上看,分生區(qū)的形態(tài)學下方是伸長區(qū),該區(qū)域為分生區(qū)和成熟區(qū)的過渡區(qū),伸長區(qū)的組成既有成熟組織,也有分生組織。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)的特殊性,可以認為伸長區(qū)與分生區(qū)具有相似性,因為其中也含有分生組織,故也可以參與植物脫毒苗的培育。發(fā)明人將莖尖的分生區(qū)與伸長區(qū)(甚至包括少部分成熟區(qū)的組織)結(jié)合在一起,稱其為莖尖plus。在發(fā)明人的研究中發(fā)現(xiàn),莖尖plus作為外植體,采取誘導胚狀體的方式可以培育出脫毒苗。采用莖尖plus作為外植體時,首先要誘導出胚性細胞,然后誘導胚狀體和莖葉分化的培養(yǎng),最后進行生根培養(yǎng)、馴化與移栽。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種植物組織培養(yǎng)脫毒的外植體,該外植體為植物莖尖plus,包括植物莖的分生區(qū)和伸長區(qū)。
采用上述植物組織培養(yǎng)脫毒的外植體脫毒方法,包括以下步驟:取植物莖尖plus作為外植體,將其滅菌處理后進行胚性細胞培養(yǎng),在胚性細胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,進行胚狀體誘導培養(yǎng),在胚狀體誘導培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進行莖葉分化培養(yǎng),然后取無根苗進行病毒檢測,挑選病毒陰性的無根苗繼續(xù)進行增殖培養(yǎng),擴大繁殖量并進行生根培養(yǎng),篩選適宜的根系馴化、移栽。
進一步的,上述方法包括以下步驟:
(1)將休眠季或生長季的植物莖尖plus作為外植體用流水清洗,放入30~50wt%大蒜水溶液中滅菌20~40min;
(2)滅菌后的外植體立即接種在最適胚性細胞培養(yǎng)基中,經(jīng)8~10周培養(yǎng)形成大量的胚性細胞團后,轉(zhuǎn)移到最適胚狀體誘導培養(yǎng)基中培養(yǎng);
(3)經(jīng)4~6周培養(yǎng)形成胚狀體塊,切割胚狀體塊成小塊,并將這些小塊置于最適莖葉分化培養(yǎng)基上培養(yǎng);
(4)待莖葉分化階段的無根苗達到較大數(shù)量時,取50~100mg葉片進行主要病毒的檢測,將檢測結(jié)果為陰性的無根苗繼續(xù)在莖葉分化培養(yǎng)基上培養(yǎng),到一定數(shù)量后再將其轉(zhuǎn)到生根培養(yǎng)基中進行生根培養(yǎng),
(5)待長出良好的根系后馴化、移栽。
進一步的,所述的最適胚性細胞培養(yǎng)基包括:1.0~3.5mg/L 6-BA,0.1~0.8mg/L NAA。
進一步的,所述的最適胚狀體誘導培養(yǎng)基包括:0.5~4.0mg/L 6-BA。
進一步的,所述的最適莖葉分化培養(yǎng)基包括:0.01~0.05mg/L 6-BA。
進一步的,所述的生根培養(yǎng)基包括:0.2~3.5mg/L IBA。
所述的馴化為:將長出良好的根系轉(zhuǎn)移到珍珠巖和沙土上進行馴化。
進一步的,所述步驟(5)中,馴化后將根系移栽在中性土壤中。
本發(fā)明另一個目的是請求保護雙子葉植物莖尖plus在組織培養(yǎng)脫毒中的應用。
采用莖尖plus作為外植體,在脫除植物病毒方面具有如下優(yōu)勢:
1、操作方便。傳統(tǒng)的莖尖培養(yǎng)培育脫毒苗,由于所取外植體太小(一般外植體長度不超過1mm),工作人員需要在體視顯微鏡下,才能獲取外植體。而且由于外植體太小,很難用鑷子夾住并將其接種到培養(yǎng)基上,導致操作速度慢,操作不便。采用莖尖plus作為外植體,由于外植體較大(分生區(qū)長度1mm左右,伸長區(qū)的長度為3~5mm,故莖尖plus的長度為4~6mm),不存在上述操作難度大等問題,且無需體視顯微鏡也可以較為準確的切割外植體。
2、分化率和成活率很高,提高無毒苗培育率。傳統(tǒng)的莖尖培養(yǎng)培育脫毒苗,由于外植體太小,外植體分化為組培苗的難度較大,成苗率自然很低,往往導致接種后的外植體死亡,導致實驗研究失敗。采用莖尖plus作為外植體,由于外植體較大,分化率和成活率相對較高。
3、采用莖尖plus作為外植體,即使生成極少量的脫毒苗,也可以通過組培快速地繁殖起來,不影響脫毒培養(yǎng)。
附圖說明
圖1為蘋果主要病毒ACLSV RT-PCR產(chǎn)物電泳圖;
圖2為甜櫻桃主要病毒PNRSV RT-PCR產(chǎn)物電泳圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明,但本發(fā)明不以任何形式受限于實施例內(nèi)容。實施例中所述試驗方法如無特殊說明,均為常規(guī)方法;如無特殊說明,所述試劑和生物材料,均可從商業(yè)途徑獲得。
實施例1:
選雙子葉植物“紅富士”蘋果生長期的莖尖plus作為外植體,流水沖洗后,放入到30%大蒜水溶液滅菌30min,立即接種在最適胚性細胞培養(yǎng)基中(LS+BA2.0mg/L+NAA0.4mg/L+3%蔗糖+瓊脂7g/L)上。經(jīng)8~10周培養(yǎng)形成大量的胚性細胞團后,轉(zhuǎn)移到最適胚狀體誘導培養(yǎng)基(LS+6-BA 2.0mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中培養(yǎng),經(jīng)4~6周培養(yǎng)形成胚狀體塊,切割胚狀體塊成0.3~1.0cm3小塊,并將這些小塊置于最適莖葉分化培養(yǎng)基(LS+BA 0.02mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)上培養(yǎng)。待莖葉分化階段的無根苗達到較大數(shù)量時,取50~100mg葉片進行主要病毒的檢測,如電泳圖圖1所示。本次檢測的病毒是蘋果主要病毒之一,即蘋果褪綠葉斑病毒(Apple chlorotic leaf spot virus,ACLSV)。檢測結(jié)果為陰性,即圖1中沒有出現(xiàn)長度為358bp病毒特異性片段。然后將無根苗繼續(xù)在莖葉分化培養(yǎng)基上培養(yǎng),到一定數(shù)量后再將其轉(zhuǎn)到適宜的生根培養(yǎng)基中(1/2MS+IBA1.0mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中進行生根培養(yǎng),至長出良好的根系后轉(zhuǎn)移到珍珠巖和沙土上進行馴化,最后移栽在中性壤土中。脫毒成功率可達到3.5~5.6%。
實施例2:
選雙子葉植物“紅富士”蘋果休眠期的葉芽,流水沖洗后,剝?nèi)パ客饷娴镊[片,放入到50%大蒜水溶液滅菌30min,切取芽前端的莖尖plus作為外植體,立即接種在最適胚性細胞培養(yǎng)基中(LS+BA2.0mg/L+NAA0.4mg/L+3%蔗糖+瓊脂7g/L)上。經(jīng)8~10周培養(yǎng)形成大量的胚性細胞團后,轉(zhuǎn)移到最適胚狀體誘導培養(yǎng)基(LS+BA2.0mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中培養(yǎng),經(jīng)4~6周培養(yǎng)形成胚狀體塊,切割胚狀體塊成小塊,并將這些小塊置于最適莖葉分化培養(yǎng)基(LS+BA0.02mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)上培養(yǎng)。待莖葉分化階段的無根苗達到較大數(shù)量時,取50~100mg葉片進行主要病毒的檢測。本次檢測的病毒是ACLSV。然后將檢測結(jié)果為陰性的無根苗繼續(xù)在莖葉分化培養(yǎng)基上培養(yǎng),到一定數(shù)量后再將其轉(zhuǎn)到適宜的生根培養(yǎng)基中(1/2MS+IBA1.0mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中進行生根培養(yǎng),至長出良好的根系后轉(zhuǎn)移到珍珠巖和沙土上進行馴化,最后移栽在中性壤土中,脫毒成功率可達到3.2~4.6%。
實施例3:
選雙子葉植物“佳紅”甜櫻桃生長期的葉片莖尖plus作為外植體,流水沖洗后,放入到30%大蒜水溶液滅菌30min,立即接種在最適胚性細胞培養(yǎng)基中(LS+BA2.0mg/L+NAA0.3mg/L+3%蔗糖+瓊脂7g/L)上。經(jīng)7~8周培養(yǎng)形成大量的胚性細胞團后,轉(zhuǎn)移到最適胚狀體誘導培養(yǎng)基(LS+BA 1.5mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中培養(yǎng),經(jīng)4~5周培養(yǎng)形成胚狀體塊,切割胚狀體塊成小塊,并將這些小塊置于最適莖葉分化培養(yǎng)基(LS+BA0.05mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)上培養(yǎng)。待莖葉分化階段的無根苗達到較大數(shù)量時,取50~100mg葉片進行主要病毒的檢測,如圖2所示。本次檢測的病毒是甜櫻桃主要病毒之一,即李屬壞死環(huán)斑病毒(Prunus necrotic ring spot virus,PNRSV)。檢測結(jié)果為陰性(即電泳圖中沒有出現(xiàn)長度為449bp病毒特異性片段)然后將檢測結(jié)果為陰性的無根苗繼續(xù)在莖葉分化培養(yǎng)基上培養(yǎng),到一定數(shù)量后再將其轉(zhuǎn)到適宜的生根培養(yǎng)基中(1/2MS+IBA1.5mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中進行生根培養(yǎng),至長出良好的根系后轉(zhuǎn)移到珍珠巖和沙土上進行馴化,最后移栽在中性壤土中,脫毒成功率可達到5.3~7.1%。
實施例4:
選雙子葉植物“佳紅”甜櫻桃休眠期的葉芽,流水沖洗后,剝?nèi)パ客饷娴镊[片,放入到50%大蒜水溶液滅菌30min,切取芽前端的莖尖plus作為外植體,立即接種在最適胚性細胞培養(yǎng)基中(LS+BA2.0mg/L+NAA0.3mg/L+3%蔗糖+瓊脂7g/L)上。經(jīng)7~8周培養(yǎng)形成大量的胚性細胞團后,轉(zhuǎn)移到最適胚狀體誘導培養(yǎng)基(LS+BA 1.5mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中培養(yǎng),經(jīng)4~5周培養(yǎng)形成胚狀體塊,切割胚狀體塊成小塊,并將這些小塊置于最適莖葉分化培養(yǎng)基(LS+BA0.05mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)上培養(yǎng)。待莖葉分化階段的無根苗達到較大數(shù)量時,取50~100mg葉片進行主要病毒的檢測。本次檢測的病毒是李屬壞死環(huán)斑病毒。然后將檢測結(jié)果為陰性的無根苗繼續(xù)在莖葉分化培養(yǎng)基上培養(yǎng),到一定數(shù)量后再將其轉(zhuǎn)到適宜的生根培養(yǎng)基中(1/2MS+IBA1.5mg/L+3%蔗糖+7g/L瓊脂)中進行生根培養(yǎng),至長出良好的根系后轉(zhuǎn)移到珍珠巖和沙土上進行馴化,最后移栽在中性壤土中,脫毒成功率可達4.8~7.6%。
試驗例
一.“紅富士”蘋果ACLSV RT-PCR檢測技術(shù)體系:
1.總RNA的提取
⑴取50~100mg葉片(包括待檢測“紅富士”蘋果繼代組培苗、陰性和陽性指示植物GF305葉片),加液氮研磨成粉末狀,迅速移入1.5mL Eppendorf管中,加入600μL RNA提取緩沖液(50mmol/L TrisCl、140mmol/L NaCl、10mmol/L EDTA、1%SDS及2%PVP,用1‰DEPC水配制,pH8.0),1μL RNasin混勻。4℃,12000rpm,離心15min。
⑵取上清,加入等體積氯仿:異戊醇(24∶1)溶液,混勻,4℃,12000rpm,離心10min。重復1~2次,直至不再出現(xiàn)蛋白層。
⑶取水相,加2.5倍體積的無水乙醇及1/10體積3mol/L NaAc(pH5.3),混勻。-20℃靜置2h。取出后,于4℃,12000rpm,離心15min。
⑷棄上清,用200μL 70%無水乙醇洗沉淀,于4℃,12000rpm,5min,清洗多次,至沉淀為純白色。
⑸室溫下干燥后15min左右,溶于30μL 1‰DEPC水中,-20℃保存。
2.RT優(yōu)化體系及程序:
⑴反應體系:dNTPs 125μmol/L;5×Buffer 1.0μl;RNasin 8U;MgCl21.05mmol/L;Cl-Pc 0.60μmol/L;Mo-MLV RTase 50U;總RNA模板0.5μl;用DEPC水補足10μl。
⑵反應程序:37℃,1~1.5h;95℃,5min。
3.PCR優(yōu)化體系及程序:
⑴反應體系:dNTPs 100μmol/L;10×Buffer(10x)2.5μl;MgCl21.5mmol/L;Cl-Pc 0.6μmol/L;Cl-Ph 0.64μmol/L;TaqE 1U;RT產(chǎn)物10μl;用DEPC水補足25μl。
⑵反應程序:94℃1min;52℃2min;72℃2min;循環(huán)25~30次,最后一次延伸5min。
二.“佳紅”甜櫻桃PNRSV RT-PCR檢測技術(shù)體系:
1.總RNA的提取
⑴取50~100mg葉片(包括待檢測“佳紅”甜櫻桃繼代組培苗、陰性和陽性指示植物GF305葉片),加液氮研磨成粉末狀,迅速移入1.5mL Eppendorf管中,加入600μL RNA提取緩沖液(50mmol/L TrisCl、140mmol/L NaCl、10mmol/L EDTA、1%SDS及2%PVP,用1‰DEPC水配制,pH8.0),1μL RNasin混勻。4℃,12000rpm,離心15min。
⑵取上清,加入等體積氯仿:異戊醇(24∶1v/v)溶液,混勻,4℃,12000rpm,離心10min。重復1~2次,直至不再出現(xiàn)蛋白層。
⑶取水相,加2.5倍體積的無水乙醇及1/10體積3mol/L NaAc(pH5.3),混勻。-20℃置2h。取出后,4℃,12000rpm,離心15min。
⑷棄上清,用200μL 70%無水乙醇洗沉淀,4℃,12000rpm,5min,清洗多次,至沉淀為純白色。
⑸室溫下干燥后15min左右,溶于30μL 1‰DEPC水中,-20℃保存。
2.RT優(yōu)化體系及程序:
⑴反應體系:dNTPs 125μmol/L;RT Buffer 1μl;RNasin 8U;MgCl21.13mmol/L;Nr-Pc 0.496μmol/L;Mo-MLV RTase 50U;總RNA模板0.5μl。
⑵反應程序:37℃1~1.5h;95℃5min。
3.PCR優(yōu)化體系及程序:
⑴反應體系:dNTPs 100μmol/L;PCR Buffer 2.5μl;MgCl21.2mmol/L;Nr-Pc0.396μmol/L;Nr-Ph 0.456μmol/L;TaqE 1U;RT產(chǎn)物10μl,用DEPC水補足25μl。⑵反應程序:94℃30sec;54℃1min;72℃1min,循環(huán)25~30次,最后一輪延伸5min。
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