滨 州 职 业 学 院第十二章 马铃薯的组织培养目的要求,
(1)掌握马铃薯脱毒培养的大致过程,
了解马铃薯脱毒苗的鉴定方法 ;
(2)掌握马铃薯的生物学习性:
(3)熟悉微型薯的生产过程滨 州 职 业 学 院微型薯滨 州 职 业 学 院滨 州 职 业 学 院滨 州 职 业 学 院马铃薯是一种全球性的重要经济作物。适应性广,营养价值高,耐贮藏适运输,既是一种重要的粮食作物也是一种调节市场供应的重要蔬菜。
马铃薯原产于拉丁美洲,当被发现可以食用后,很快传到世界各地,成为栽培很广的一种作物。
滨 州 职 业 学 院但是,当发现从外地引种栽培 1~2个周期后,明显发现产量降低,植株变矮,并有卷叶的现象产生,经检测证明这是由于病毒引起的退化现象。
滨 州 职 业 学 院危害马铃薯的病毒有 17种之多,
如 X病毒,S病毒,Y病毒,M病毒、
A病毒、花叶病毒、纺锤形块茎病毒等。由于马铃薯是无性繁殖作物,
病毒逐代积累,日益严重,引起严重退化。马铃薯病毒可使块茎产量减少 50%~80%。
滨 州 职 业 学 院法国 Morel和他的同事们,
1955年从患病马铃薯植株中选取到了无病植株,为治疗作物病毒开辟了新途径。
滨 州 职 业 学 院一、特性和生物学习性
1、马铃薯的形态特性
(1)根 马铃薯的根系由出生根和匍匐根两部分组成。
(2)茎 马铃薯分地上部分和地下部分,地上主茎在形成 16片叶子后,由花芽封顶,
并在花的下部发生两个侧枝,从而构成马铃薯的主要同化系统。地下茎包括主茎的地下部分、匍匐茎和块茎。
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( 3)叶 马铃薯先出土的叶是初生叶,全缘,
心脏形。以后发生的叶奇数羽状全裂单叶,
在叶柄基部与主茎相连处着生有托叶。
( 4)花 马铃薯的花为聚伞花序,第一或第二花序开放,恰是块茎强盛膨大之时,此时是需要不断浇水的形态标志。
(5) 果实、种子 马铃薯果实为球形或椭圆形浆果。种子小。扁平肾形。种子可用来繁殖,但后代性状分离大。
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2,生物学习性马铃薯性喜冷气候,不耐高温和霜冻,解除休眠的块茎 4℃ 下发芽,发芽适温为 12~18℃ 。地上茎叶生长温度为 17~21℃,25℃ 以上时生长不良,叶变小,
超过 30℃ 和 7℃ 以下茎叶停止生长,-1℃ 时受冻。块茎形成要求昼温 14~24℃,夜温 12~14℃,土温
16~18℃ 。土温 20℃ 以上时块茎形成缓慢,而且容易引起退化,高温下养分多用于芽和匍匐茎生长不易形成块茎,25~30℃ 时已经长成的块茎也变成细长茎,结薯期要求 12h左右的短日照和疏松、湿润、肥沃以及通气良好的土壤条件。土壤板结,薯块表面粗糙和薯形不整。
滨 州 职 业 学 院马铃薯生产中普遍存在有种性退化问题,表现为植株长势衰弱,株形矮化,分枝变少,薯块变小,产量逐降低,造成退化的原因和学说多种,综合而言,主要是薯块生长锥细胞发生阶段性衰老而导致种性退化,而病毒和细菌病害的侵染,以及肥水、营养条件不良等都会加剧其退化程度。
滨 州 职 业 学 院二、马铃薯脱毒技术马铃薯在营养繁殖时易受病毒的浸染,当条件适合时,病毒就会在植株内增殖,转运和积累,
随着世代传递,病毒危害逐年加重,一般可造成减产 50%以上。研究发现,有 30多种病毒易感染马铃薯,并引起品种退化,严重影响马铃薯的生产。通过微茎尖组织培养技术能从马铃薯体内脱除 PLRV,PVY,PVA,PAF,PVG、
PVM,PSW等病毒。
滨 州 职 业 学 院因此,采用组织培养技术,
通过一定良种繁殖体系,生产优质种薯,是保证马铃薯高产、稳产的一项有效措施。
滨 州 职 业 学 院全国现有马铃薯播种面积 300多万公顷,
且有逐步增加的趋势,每年需合格种薯
45亿公斤,脱毒原种 4亿公斤,脱毒小薯或微型薯 45亿粒。因此,脱毒马铃薯推广具有广阔的市场前景,对于增加农民收入和发展马铃薯产业化生产具有十分重要的意义。
滨 州 职 业 学 院我国的马铃薯平均单产仅为 13.60吨 /公顷,是世界单产最高国这瑞士( 48.80吨 /公顷)的
1/4。造成如此大的差别,最主要的因素就是种薯质量差,品种布局不合理。采用脱毒快繁技术,种用脱毒种薯,一般可增产 30-50%,
甚至成倍增产,充分发挥品种的潜能,提高马铃薯生产能力。如果我国现有马铃薯播种面积的 1/3(即 114万公顷)用脱毒种薯,就可年增产粮食 100多亿公斤。
滨 州 职 业 学 院我国在 70年代用茎尖组织培养方法得到脱毒马铃薯试管苗,并成功地获得脱毒复壮的马铃薯,开始了脱毒种薯的生产和推广。 "八五 "期间,农业部在全国范围内设立了 6个马铃薯原原种基地建设和种薯生产项目,初步形成了脱毒草种薯生产体系。共推广脱毒种薯 36.5-40万公顷,
获经济效益近 30.8亿元。
滨 州 职 业 学 院我国已有许多科研、推广单位开展了脱毒马铃薯的研究和生产,在生产上产生了一定的经济效益和增产效果,但由于长期以来各自为政,技术方法和脱毒标准不尽统一,未能发挥出脱毒种薯应有的增产潜力。
到目前为止,我国仍未建立国家级的脱毒种薯质量监督和病毒检测制度。
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1.脱毒种薯生产程序采用微茎尖组织培养的方法,诱导出苗,采用联免疫吸附试验法或指示植物方法鉴定马铃薯病毒和类病毒,经鉴定后,无主要病毒及类病毒的试管苗可定为脱毒试管基础苗。
滨 州 职 业 学 院试管基础苗在无菌条件下,采用固体、液体培养基相结合的方法,进行扩繁基础苗,在防虫网室栽植或封闭温室扦插,生产出原原种(或称脱毒小薯)。用原原种在一定隔离条件下产生原种 1代,以后逐级称为原种 2代、良种 1代、良种 2代。
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2.茎尖培养脱毒
( 1) 取材和培养一般多采用在室内发芽,芽经热处理
( 38℃ ) 2周。然后取顶芽或侧芽 1厘米的茎尖,在自来水下冲洗干净,无菌条件下先用 70%的酒精浸润组织 15-20秒,
再用 2%的次氯酸钠溶液浸泡 4--5min,
然后用无菌水冲洗 3次。
滨 州 职 业 学 院把消毒好的芽放在解剖镜下仔细剥离,逐层剥去幼叶,露出圆滑的生长点,可以留 1-2个叶原基,0.2—
0.3毫米,随即接种于 MS液体培养基上,每升加 0.1mgNAA,
0.2mgGA3,0.5BA,2%蔗糖,p H
值 5.8。
滨 州 职 业 学 院培养条件,21~25℃,2000-
3000 lx,12h/d。
2-3周愈伤,4-5周绿点,3--6月长成 2-3厘米小芽,越慢越好,
出芽很快的扔掉。
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( 2) 继代和生根培养成功的马铃薯脱毒苗,经 ELISA(试剂盒)鉴定后(试管苗应每 3月检测一次,每年 4
次) 鉴定后,采用固体、液体培养基相结合方法扩繁。取试管苗单节切段扦插在
(或平放)固体培养基上,每瓶可插 20
个左右茎段,经 20d左右发育成 5~10cm
高小植株,继续进行切段繁殖,此法速度快,每月可繁殖 5~8倍,试管苗多节接种在液体培养基上,进行浅层静止液体培养。
滨 州 职 业 学 院培养基,MS+NAA0.2-0.5+D-泛酸钙 10,3%蔗糖,20-25度,3000-
4000LX,14-16小时光照,每 3周继代一次,单芽茎段约 1厘米,可插也可平放,原则试管苗用 2年 — 3年。
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(3) 驯化 为增强试管苗对温室内环境条件的适应能力,移植前对试管苗要进行光、温锻炼。
炼苗期温室内的温度:白天 23~27℃,夜间不低于 14℃ 。炼苗的具体方法是:移植前 7d左右,
将长有 3~5片叶、高 2~3cm的试管苗,在不开瓶口的状态下,从培养室移至温室排好。为防止强光、高温灼伤试管苗,在温室顶上加盖一层黑色遮阳网。
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3,脱毒苗切繁 基础苗成活进入正常后便可切繁,但切繁量的多少和质量的高低,除与前边提到的水与温湿度条件有关外,能否掌握正确的切繁方法和适宜的切繁苗龄也是非常重要的。脱毒苗切繁主要是剪取顶部芽尖茎段(主茎芽尖和腋芽芽尖)直接扦插。
滨 州 职 业 学 院微型薯生产,网室内,铺 6厘米蛭石,3%撒可富稀释一倍,喷潮湿即可。
插前浇水湿润,插后浇透。覆膜一周(但不要压紧),湿度 80%以上,期间喷水 2次。
揭膜后喷营养液撒可富 3%,喷水冲洗(每周
2次),每周喷一次 0.5%硫酸铜(叶面),
中后期喷药防病,防早疫、晚疫病,连续喷 2-
3-4次。喷辛硫磷防害虫。
苗高 6— 8厘米培蛭石防绿薯,1-2厘米厚,约
35-40天出现气生薯,不断盖蛭石。
滨 州 职 业 学 院四、马铃薯无病毒苗的鉴定材料
1、指示植物鉴定在马铃薯的病毒鉴定中,汁液鉴定是最常用的方法,X病毒、S病毒和纺锤块状病毒很容易通过汁液来接种。
2、鉴定寄主的准备马铃薯常用的鉴定寄主植物有苋科的千日红,茄科的洋酸浆、毛曼佗罗等。寄主植物应在无虫网室中培养。
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3,接种液制备及接种叶片洗净后。在消毒的研钵中研成糊状,用纱布滤出汁液,再用蒸馏水稀释10倍作为接种物,在鉴定寄主植物的叶面,600目的金刚砂混入接种物中,然后用左手心紧靠在寄主的背面,以右手实指蘸取接种液,均匀的在叶背面擦过,以不造成叶片产生伤痕为度,最后把叶面上多余的接种物用清水冲洗干净,放臵在15~24的防虫室中,一般5-10天可发病 。
滨 州 职 业 学 院五、马铃薯无病毒株的繁殖和保存
1.无病毒株的繁殖通过茎尖培养只能得到很少的无病毒植株,而生产上需要数以万计的健康种薯。
同时无病毒植株并没有对该病毒获得免疫能力,仍会在繁殖中再次侵染。如何在以后繁殖中防止受病毒再侵染是很关键的一环。目前在生产上来用的方法很多,下面介绍主要的几种。
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(1) 直接块茎繁殖
(2) 扦插繁殖
(3) 组织培养切段繁殖
A:继代培养
B:低温保存滨 州 职 业 学 院复习思考题
(1) 对马铃薯脱毒苗的培养大致分几个阶段?各阶段是怎样操作的?
(2) 马铃薯的生物学习性有哪些?