植物脱毒新技术———低温疗法-河南农业科学

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1、DOI:10.15933/j.cnki.1004-3268.2006.12.003河南农业科学植物脱毒新技术———低温疗法陈芳,王子成(河南大学农业生物技术研究所,河南开封475001)摘要:植物病毒能影响植物的生长和发育,降低作物的产量和质量,对植物的危害十分严重。传统的植物病毒脱除方法如茎尖培养和热处理脱毒法对病毒的防治起到了重要的作用,由于传统的脱毒方法有技术操作困难、费时、脱毒率低等局限性,不能根治病毒的危害,致使病毒危害日益严重。近几年发展起来的低温疗法,不仅在保存植物种质方面有独特之处,而且操作简单,快速,

2、脱毒率高,是植物病毒脱除的一种新技术。关键词:植物病毒;脱毒;低温疗法+中图分类号:TB66Q813.12文献标识码:A文章编号:10043268(2006)12001104从第1个植物病毒———烟草花叶病毒(Tobac-难。热处理与茎尖培养相结合的脱毒法比单纯的热comosaicvirus)发现至今,植物病毒种类已达近千处理和茎尖培养的脱毒率和植株成活率高,是目前[1]种。病毒侵染植物后,能破坏细胞的代谢活动,引植物病毒防治较有效的方法。这种方法已应用在了[8]起植物的病理变化,从而影响植物的生长和发育,降许多植物上

3、。化学疗法主要是抗植物病毒剂的应低作物的产量和质量,甚至使植物死亡。植物病毒用,使用方便,操作简单,适于病毒的大面积防治。在细胞内和细胞间的运动是造成病毒局部和系统侵1984年Dawson等人虽提出了抗病毒剂的作用原[2,3][9]染植物的主要原因之一。植物病毒分布广,繁理,但目前抗毒剂的作用机理还不完全清楚,高效[4]殖快,防治难,有植物"癌症"之称。随着生态环境的抗病毒剂仍缺乏,且一些化学药剂对环境能产生[10]的恶化和植物种质的不断引进,病毒种类还在不断不利的影响。基因工程技术脱毒的某些研究领[5]增多,危害呈加

4、重趋势。域已取得了一些重大突破,转基因植物能表现出不[11]据统计,全世界每年由植物病毒造成的经济损同程度的抗、耐病性。由于转基因植物的安全性失约400亿美元。我国是个农业大国,植物病毒病问题及其他各种原因,转基因植物的推广还需时日。发生较严重,损失巨大。调查发现,河南省每年因病鉴于上述脱毒方法的局限性,这里主要介绍一种新毒病造成的经济损失达4亿元,很大程度上影响了的脱毒方法———低温疗法(Cryotheraphy)。农民的生产积极性和经济效益的提高。因此,加强1低温疗法的原理及操作技术对植物病毒的研究,寻找有效的防治

5、措施,是当前和今后农业科技研究的一个重点和难点。近年来,在植物超低温保存研究过程中发现经在植物病毒病害防治上,植物病毒脱毒技术得超低温保存处理后再生的植物材料,其含病毒量降到了广泛的应用,并取得了良好的效果。目前,传统低,大部分材料完全没有病毒,因此,低温疗法应运[6,7][12～14]的植物病毒脱除方法主要有以下几种:热处理而生,已成功的用于几种植物病毒的脱除,并脱毒法、茎尖培养脱毒法、热处理结合茎尖培养脱毒以其简单的操作方法和高脱毒率为植物病毒的脱除法、化学疗法和基因工程技术脱毒法等。热处理脱带来新的希望。毒法操作

6、容易,但费时,脱毒不完全,植株存活率低。1.1低温疗法的原理相对于热处理,茎尖培养脱毒法脱毒率较高,但需在低温疗法是基于超低温保存(Cryopreserva-[15]解剖镜下切取0.1～0.5mm的茎尖,操作和培养困tion)对细胞的选择性破坏的原理,结合组织培养收稿日期:20061011作者简介:陈芳(1975),女,河南开封人,在读硕士研究生,主要从事植物生物技术研究。通讯作者:王子成(1974),男,河南邓州人,副教授,硕士生导师,博士,主要从事植物遗传学及生物技术研究。E-mail:wzc@henu.edu.c

7、n·11·2006年第12期和病毒检测技术达到脱毒的目的。超低温保存是指液)处理一段时间,进一步降低组织的含水量,这样,[23]在80℃以下的超低温保存种质资源的一整套生物可以避免渗透压的剧烈变化对材料的伤害。装技术。常用的冷源有干冰(79℃)、深冷冰箱、液氮载溶液(Loadingsolution)的组成一般是2mol/L甘[24](196℃)及液氮蒸汽相(140℃)。现在常用液氮油+0.4mol/L蔗糖,有的是稀释的玻璃化溶[21]做冷源。超低温保存的原理是在超低温条件下,细液。胞的全部代谢活动近乎完全停止,大大减慢

8、甚至终1.2.1.3冰冻保护剂脱水除一些对脱水极不敏止代谢和衰老过程,保持生物材料的稳定性,减少遗感的材料外,几乎所有的植物材料都要经过冰冻保[16]传变异的发生,达到长期保存的目的。迄今,不护剂的处理,以保证超低温保存后才能成活。常用[25]同的植物材料如愈伤组织、胚轴、茎尖、花粉、根尖、的冰冻保护剂是PVS2溶液:30%(w/