康曉育 李幗英 趙新紅
摘要:本試驗采用變溫?zé)崽幚斫Y(jié)合莖尖培養(yǎng)對4個蘋果品種和2種砧木組培苗脫除潛隱性病毒的效應(yīng)進行了研究。結(jié)果表明:不同的蘋果品種和砧木耐熱性不同。其中王林、珠美海棠的耐熱性最強,L—6、金矮生的耐熱性居中,首紅、天汪1號耐熱性最差。在相同處理條件下,不同的蘋果基因型脫毒率存在差異。其中王林脫毒效率最高,3種病毒的同時脫除率達到100%;金矮生ACLSV和ASPV兩種病毒的同時脫除率達到100%;ASGV的脫除率也在80%以上;株美海棠、L—6、天汪1號、首紅的脫除率較低。另外,不同病毒種類脫除的難易程度也存有差異,ACLSV最容易脫除,ASGV最難脫除,ASPV居中。
關(guān)鍵詞:蘋果品種;砧木;熱處理;脫毒率
文章編號:1005-345X(2016)04-0001-04 中圖分類號:S661.1 文獻標(biāo)識碼:A
蘋果是世界四大水果之一,以其豐富的營養(yǎng)價值和較高的經(jīng)濟效益而成為世界上主要栽培的經(jīng)濟果樹。病毒病害是蘋果生產(chǎn)上的主要病害之一,蘋果樹受病毒侵染后,病毒在細胞核內(nèi)增殖,干擾、破壞樹體的正常生理機能,導(dǎo)致生長勢減退,產(chǎn)量下降,品質(zhì)變劣,因此,果樹無毒化栽培已成為現(xiàn)代果樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。
蘋果潛隱性病毒包括蘋果莖痘病毒(AS—PV)、蘋果莖溝病毒(ASGV)、蘋果褪綠葉斑病毒(ACLSV)。該類病毒雖無明顯癥狀,但可導(dǎo)致果樹樹勢變?nèi)?,果品品質(zhì)變劣,給果樹生產(chǎn)帶來極大危害。目前主要通過莖尖培養(yǎng)、熱處理結(jié)合莖尖培養(yǎng)進行脫除。傳統(tǒng)的病毒檢測一般采用酶聯(lián)免疫法,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,目前逐漸被先進的RT—PCR方法代替。由于不同的果樹品種有其不同的結(jié)構(gòu)和生理特點,因此脫毒效率各不相同。
本試驗以4個蘋果品種和2種砧木為試材,采用熱處理結(jié)合莖尖培養(yǎng)進行脫毒處理,比較不同基因型和砧木在脫毒過程中的反應(yīng)和脫毒效率,以期為蘋果病毒的脫除方法研究提供指導(dǎo),同時為蘋果品種和砧木無病毒材料的繁育提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
試驗在天水市果樹研究所植物組培室進行。供試材料為組培室現(xiàn)有蘋果砧木試管苗珠美海棠、L—6,蘋果品種試管苗天汪1號、王林、首紅、金矮生及各品種和砧木田間生長旺梢。試管苗的繼代培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.5 mg/L。
1.2試驗方法
1.2.1單純莖尖培養(yǎng) 在新梢生長最快時期(5月中下旬),選擇大田生長健壯的母樹,采集生長旺盛、長約2~3 cm頂梢,去葉后作為外植體,用洗滌劑水浸3 min后,流水沖洗60~90 min;移入超凈工作臺上操作,倒入75%的乙醇浸泡30 s,蒸餾水沖洗后放人0.1%升汞(HgCl2)中消毒10 min,無菌水沖洗3~5次,用滅菌濾紙吸干表面水分,在解剖鏡下迅速剝?nèi)?.5 mm莖尖進行分離培養(yǎng)。所用培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L。
1.2.2高溫?zé)崽幚斫Y(jié)合莖尖培養(yǎng)方法將莖尖培養(yǎng)誘導(dǎo)形成的分化芽轉(zhuǎn)入MS+6-BA0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L的繼代培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)40 d左右時,剪取2~3 cm的芽轉(zhuǎn)接,每品種接10瓶,每瓶4株。先在室溫(24~26℃)條件下培養(yǎng)10 d,然后轉(zhuǎn)移到人工氣候箱中,白天14 h,晚上10 h,從25℃開始每天升高1℃,逐漸升溫至32℃。從32℃開始每天升1℃,繼續(xù)升溫至38℃時,控制溫度白天38℃、光照14 h,夜間32℃、10 h,處理30 d。熱處理結(jié)束后在無菌條件下對存活的組培苗切取未褐變、壞死的莖尖約0.5 mm接種于再生培養(yǎng)基上培養(yǎng)40 d。
1.2.3病毒檢測 對熱處理后的瓶苗剪取0.5 mm莖尖繼續(xù)轉(zhuǎn)接在再生培養(yǎng)基中,以單株系進行擴繁,苗數(shù)達150~200株時,以1個培養(yǎng)瓶為1個樣本,隨機抽取3~4個樣本,每個樣本10~15株,將所選材料送至中國農(nóng)科院果樹研究所中國落葉果樹脫毒中心,利用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT—PCR)檢測方法,檢測蘋果莖痘病毒(ASPV)、蘋果莖溝病毒(ASGV)、蘋果褪綠葉斑病毒(ACLSV)。對于單純莖尖培養(yǎng)脫毒的組培苗采用酶聯(lián)免疫分析法進行脫毒檢測。
1.2.4數(shù)據(jù)調(diào)查與結(jié)果統(tǒng)計 熱處理28 d后統(tǒng)計莖尖成活率、增殖系數(shù),觀察記錄植株老葉與新梢的表現(xiàn)癥狀。熱處理后試管苗莖尖成活率統(tǒng)計:增殖系數(shù)=1 cm以上的新梢數(shù)量/存活株數(shù);莖尖成活率=(轉(zhuǎn)接的成活莖尖數(shù)/轉(zhuǎn)接莖尖總數(shù))×100%。病毒檢測結(jié)果進行脫毒率統(tǒng)計:脫毒率=(檢測呈陰性樣本數(shù)/檢測樣本總數(shù))×100%。
2結(jié)果與分析
2.1單純莖尖培養(yǎng)脫毒效果
從田間采集6個樣品共135個莖尖進行分離培養(yǎng),成活35個,成活率為25.9%。采用酶聯(lián)免疫分析法檢測結(jié)果顯示,直接莖尖培養(yǎng)法脫毒效果很低,檢測35個蘋果莖尖,有2個莖尖脫除了蘋果褪綠葉斑病毒,有1個莖尖脫除了蘋果莖痘病毒,莖溝病毒則未能脫除。脫除率僅為8.57%(表1)。
2.2熱處理+莖尖培養(yǎng)脫毒效果
2.2.1高溫?zé)崽幚韺ηo尖成活率及植株生長的影響 試管苗的最初培養(yǎng)溫度為25℃,逐步升溫至38℃,熱處理過程中組培苗長期處于高溫高濕的微環(huán)境中,莖尖特別容易受害褐變死亡,而且死亡程度也各不相同。從表2可看出,不同試材的耐熱性存在差異。王林、珠美海棠試材耐熱性最強,莖尖成活率較高,老葉小部分枯死,新梢生長良好;L—6、金矮生的耐熱性居中,植株老葉受害嚴重,但莖尖沒有受害;首紅、天汪1號耐熱性最差,莖尖成活率低,老葉基本全部枯死,較短新梢莖尖死亡,部分較長新梢生長良好。另外,4個蘋果品種和2種砧木增殖系數(shù)也存在明顯差異。珠美海棠增殖系數(shù)顯著高于其余品種或砧木,天汪1號、首紅則顯著低于其余品種或砧木,且二者之間也存在顯著性差異。
2.2.2不同品種和砧木脫毒率的比較 由表3可以看出,3種病毒脫除的難易程度不同,ACLSV最易脫除,6個待檢樣品其脫除率達到100%;ASPV居中,王林和金矮生脫除率達到100%,其他4個脫除率在80%~95%;ASGV最難脫除,只有王林達到100%的脫除率,其他4個脫除率在65.8%~80.5%。單純莖尖培養(yǎng)脫除病毒也表現(xiàn)了這種趨勢。另外,不同的蘋果基因型脫毒效果存在差別,其中王林脫毒效率最高,3種病毒的同時脫除率達到100%。金矮生ACLSV和ASPV兩種病毒的同時脫除率達到100%,ASGV的脫除率也在80%以上。株美海棠、L—6、天汪1號、首紅的脫除率較低。
3討論
在莖尖脫毒技術(shù)中,因外植體大小不同,成活率和脫毒率相互制約,從脫毒這一目標(biāo)來看,要求莖尖越小越好,但是莖尖太小,自身營養(yǎng)就不足,越難分化,加之切分時機械損傷,所以污染率和死亡率也就越高。因此,應(yīng)該綜合考慮成活率和脫毒率兩個指標(biāo)來確定莖尖的大小,本試驗采用的是0.5 mm的長度。目前常用的脫毒方法有兩種:方法1單純莖尖培養(yǎng)和方法2熱處理結(jié)合莖尖培養(yǎng)。綜合來說,方法2的脫毒率顯著高于方法1,這說明單獨使用小莖尖培養(yǎng)很難脫除果樹潛隱性病毒,而熱處理與小莖尖結(jié)合則可以較好地解決這個問題。這與變溫?zé)崽幚斫Y(jié)合莖尖培養(yǎng)獲得的苗子脫毒效果較好研究結(jié)果一致,晏娜等研究報道,采用38℃/32℃變溫?zé)崽幚磉m合大多數(shù)品種和砧木脫除蘋果潛隱性病毒。因此,該試驗采用38℃/32℃變溫?zé)崽幚韺?種試材進行脫毒,發(fā)現(xiàn)在相同熱處理條件下,蘋果基因型不同,病毒脫除效率不同。這與程玉琴等的觀點一致。
該研究中,3種病毒各自的脫除率存在顯著差異??傮w表現(xiàn)為ASGV最難脫,ACLSV最容易脫除,ASPV居中。不同病毒類型脫除率不同的原因,除與熱處理條件和寄主有關(guān)外,還可能與病毒本身的特性和結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。由3種病毒的病原學(xué)研究發(fā)現(xiàn)三者在形態(tài)長度、體外鈍化溫度和體外保存時間均存在明顯差異,且表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。如在體外鈍化溫度上,由高到低為ASGV>ASPV>ACLSV;那么這些特性是否與病毒脫除相關(guān),還需要進一步研究。另外研究也表明凡是脫除了ASGV的試材,其他兩種病毒也都是脫除了的,而脫除了ACLSV和ASPV的試材,ASGV未必脫除。因此,對攜帶有ASGV的試材進行脫毒處理后,可首先通過檢測ASGV進行初選,再對ASGV檢測呈陰性的材料進行其他病毒的檢測。這樣就可以大大減少病毒檢測的成本,提高檢測效率。