全 文 ：B U L L T I EN O F B O T AN IC A L R ES A ER C H
第 1 5卷
V O】. 1 5
第 2 期
N O
.
2
1 9 9 5年 4月
A Pril
. ,
19 5
草葛脱病毒苗的诱导及其光合特性的研究
于丽杰 崔继哲
I N D U C T I O N O F V I R U S 一 F R E E S T R A W B E R R Y
A N D R E S E A R C H O N P H O T O S Y N T H E S I S O F P L A N T S
Y u L i一 j i e C u i J i一 z h e
〔摘 要〕 利用茎尖分生组织 ( 0 . 2 ~ 0 . 3m m ) 培养和花药培养 , 产生草毒
脱病毒苗 . 茎尖培养脱病毒率在 72 . 7 一 95 . 5% 间 , 花药培养脱病毒率在 6 . 7 一
79
.
2% 间 . 进行 38 ℃恒温处理茎尖分生组织组培苗 , 可提高脱病毒效果 . 产量比
较试验表明 , 不同品种的草毒脱病毒苗比对照增产 1 . 7 一 26 . 2% , 花药脱病毒苗和
茎尖脱病毒苗的增产效采一致 . 叶绿素含量和光合作用强度测定表明 , 脱病毒苗与
对照相比 , 叶绿素含量增加 2 . 3 一 26 . 9% , 光合作用强度增加 6 . 9 一 12 . 1% .
关键词 草毒 ; 脱病毒苗 ; 组织培养 ; 光合作用
一 、 前 言
栽培草燕主要靠翩甸茎繁殖 . 由于这一繁殖特点 , 使草毒感染病毒后因世代交替传染而
呈退化现象 . 根据小富博文 ( 198 1) 等人的研究 , 草萄母本苗栽植一年后即被蚜传病毒侵
染 , 草毒被一种病毒侵染后可减产 21 一 35 % , 被两种以上病毒侵染后减产 43 一 59 % . 根据
王国平等 ( 19 0) 、 李光裕等 ( 1992) 的研究 , 我国草毒主要栽培区及黑龙江省 , 大部分草
毒都已受草毒斑驳病毒 、 草燕轻型黄边病毒 、 草毒镶脉病毒和草毒皱缩病毒侵染 , 侵染株率
达 80 % 以上 , 其中单株病毒侵染株率达 41 . 6% , 两种或两种以上病毒侵染率为 38 . 6% , 造成
草毒不同品种减产 7 . 80 一 45 . 08% . P . W . M i l l e r 等 ( 196 3 )用茎尖组织培养法获得草毒
脱病毒植株 , 大泽等 ( 19 72) 从草萄的花药培养中诱导出脱病毒植株 。 此后 , 在世界上草毒
生产较发达的欧美及日本等国 , 均采用脱毒苗解决草萄退化问题 。 我国自本世纪 80 年代后
本文作者单位 : 哈尔滨 , 哈尔滨师范大学生物系 ( B i o lo盯 D印 a r t m e n t o f H a r b i n N o rm a l U n i v e r s ity , H ar b in
150 80 )
。
. 本研究为黑龙江省教委资助项 目。
l , , 4年 5月收到本文 。
6 2 4
.植 物 研 究 5 1卷
期才开展有关草幕病毒病和脱病毒等方面的研究工作 .但有关草毒脱病毒苗光合特性的研
究未见报道 .目前黑龙江省生产上使用的草墓苗基本上是田间无性繁殖的带病毒苗 .为解
决黑龙江省草落的品种退化问题 , 大面积推广使用脱病毒苗并探讨草毒脱病毒苗的增产机
理 、 作者自 19 90 年开展了该项目研究 . 现将研究结果报道如下 :
二 、 材料与方法
l
、 供试品种
供试品种为宝交早生 、 戈雷拉 、 盛岗 16 、 维斯塔尔 ( 1983 年引自黑龙江省尚志市石头
河子镇三燕实验站 ) 、 P aj ar o( 19 84 年引自美国 ) 、 哈师 87 一 1( 为本课题组选育品系) .
2
、 茎尖分生组织培养
取供试品种甸旬茎先端幼芽 , 流水冲洗后 , 用 70 % 酒精浸泡 30 秒 , 然后转人 0 . 1% 升
汞中消毒 12 分钟 . 无菌条件下 , 剥取 0 . 2 一 0 . 3 m m 茎尖分生组织 , 接种于改良 M S -
+ 2
.
3m gl l6 BA 琼脂培养基上 , 2 一 25 ℃变温光照培养 , 照度 30 0 L嶙光照长度每天 16
小时 .
3
、 花药培养
取供试品种 4 一 s m m 花曹 (花粉为单核靠边期) , 流水冲洗后 , 置于 4 ℃冰箱中预处
理 24 ~ 48 小时 , 消毒方法同茎尖分生组织培养 . 无菌条件下剥取花药 , 接种于改良 M S -
+ .2 3m g / 16 B A + l
·
om gl lN A A 培养基上 , 诱导愈伤组织 , 培养条件同茎尖分生组织 . 当愈
伤组织分化出不定芽后 , 将不定芽转人快速繁殖培养基进行扩繁 .
4
、 热处理培养
将已分化出 3 一 4 片叶的茎尖分生组织 , 转接于 M S + 0 . smg 7L 6BA 培养基中 , 置于 38
℃ 、 照度为 1加OL u x 的恒温培养箱中 , 培养 28 一 30 天 , 进行热处理脱毒培养 .
5
、 光合特性测定
混合液法 (陈裕明 , 19 84) 提取叶绿素 , 用 rA n o n 公式计算叶绿素含量 . 改良半叶法
测定光合作用强度 .
6
、 利用 EM K 、 EM C 、 U C S 、 u c 4草毒病毒指示植物 . 采用小叶嫁接法鉴定脱毒
效果 〔 7 、 12 〕 . 病毒检测在 4 一 5 月间于 巧 一 30 ℃的温室中进行 . 每待检株系接种 3种
指示植物 , 每株系接种同一指示植物 3 一 5 株 , 每株指示植物嫁接 2 片小叶 . 于嫁接成活后
巧 一 45天内重复调查指示植物症状 .
三 、 结果分析与讨论
l
、 茎尖分生组织培养
19 0 年在田间取呈不同退化程度的供试品种甸旬茎 , 进行茎尖分生组织培养 . 试验结
果列于表 1 .
表 l 中的株系数为快速繁殖和生长正常的株系数 , 这一数值比实际诱导出的株系数要
低 , 因为有些株系在培养基上生长迟缓或污染而被淘汰 . 由表 1可见 , 品种间成活率差异较
大 . 维斯塔尔的成活率最低 , 哈师 87 一 1 的成活率最高 . 病毒检测结果表明 , 茎尖分生组
2期 于丽杰等 : 草薄脱病毒苗的诱导及其光合特性的研究
织培养脱病毒率在 7 2 .7 一 95 .5 %之间 , 品种间的差异也很大 。 一般以田间表现退化现象较
重的品种脱毒率较低 , 但维斯塔尔在田间表现退化严重 , 而脱毒效果却高达 95 . 5% .
表 1 茎尖分生组织培养的脱病毒效果
品 种 田间退化程度 接种数 株系数 成活率 你) 鉴定株系彭 脱毒株数 脱毒率 郎 〕
哈师 8 7一 l + + 2 0 6 15 5 7 5 . 2 6 6 4 8 7 2 . 7
宝交早生 + 19 8 14 1 7 1 . 2 I 6 l 4 8 7 . 5
盛岗 16 + 14 6 8 9 6 1 . 0 3 7 3 0 8 1 . 0
维斯塔尔 + + 15 4 8 8 $ 5 7 . 1 2 2 2 l 9 5 . 5
戈雷拉 + + 13 7 8 9 6 5 . 0 3 0 2 2 7 3 , 3
P aj a r o + 1 3 8 9 0 6 5
.
2 3 0 2 4 8 0
.
0
2
、 花药培养的效果
19 9 0年 , 对供试品种进行了花药培养 , 接种两周后开始陆续形成愈伤组织 . 愈伤组织
形成 18 一 20 夭后 , 可直接在脱分化培养基上分化出不定芽 . 花药培养的结果列于表 2 .
表 2 花药培养的脱毒结果
品 种 接种花药数 出愈数 出愈率 仍 ) 分化成苗数 苗 l 愈 (% ) 1 1扮 理鱼 1 月日口 脱毒数 脱毒数 ( % ). 比 人匕阅 `
哈师 87 一 1 3 2 9 1 3 1 3 9 . 7 l 2 9 . 1 10 7 70 . 0
盛岗 16 2 4 0 9 3 3 8 . 7 I 8 19 . 4 l 7 13 7 6 . 5
戈雷拉 4 10 15 8 3 8 . 5 6 3 . 8 3 2 6 6 . 7
P aj a r o 3 5 0 2 7 2 7 7
.
9 3 9 14
.
3 2 4 .l9 7 9
.
2
宝交早生 3 9 0 3 2 「万三一 - 6 18 . 8 4 3 7 5 . 0
维斯塔尔 4 2 0 18 6 4 4 . 3 2 5 13 . 4 l 9 14 7 3 . 7
表 2可见 , 不同品种的花药在脱分化培养基上形成愈伤组织的能力差异很大 , 出愈率在
8
.
2 ~ 7
.
9% 间 。 由于愈伤组织不经茎叶分化培养而直接在脱分化培养基上分化成苗 . 因此
简化了培养程序 . 不同品种由愈伤组织直接分化成苗率 (苗 / 愈 ) 差异也很大 , 但这种差异
低于品种间出愈率的差异 。 品种间花药形成愈伤组织能力和愈伤组织形成不定芽的能力可能
与品种的基因型有关 。 品种间花药组培苗的脱毒效果比较接近 . 本试验结果表明 , 花药培养
脱病毒率平均为 73 . 5 1% . 若利用这一手段诱导脱毒苗 , 病毒检测是不可少的程序 。 与茎尖
分生组织培养相比 , 花药培养诱导分化成苗率很低 , 培养周期长 , 不利于快速繁殖 .
266植 物 研 究 5 1卷
3
、 热处理脱毒培养效果
利用哈师8 7一 l, P aj ar 。 和戈雷拉的茎尖分生组织诱导出的组培苗 , 进行了热处理培
养 . 每品种选 10 个株系 , 每株系选 3瓶生长比较一致的组培苗 . 在热处理过程中 , 组培苗
生长迟缓或不生长 , 叶片稍微失绿 , 琼脂培养基有些软化 . 热处理结束后 , 转人生根培养
基 , 生长很快恢复正常 . 移栽后成活率与未经处理的相同 . 利用指示植物进行病毒检验 , 均
未发现带毒症状 . 说明热处理茎尖分生组织的组培苗 , 有脱病毒的作用 , 会大大提高茎尖苗
的脱毒率 。 热处理组培苗较热处理母本植株 〔 2 〕 , 条件容易控制 , 设备简单 , 处理苗量
大 , 效果很好 .
4
、 脱病毒苗的增产效果
19 1年 7 月下旬 , 取茎尖分生组织培养脱毒苗和花药培养脱毒苗 3 一 4 片叶龄的甸甸
茎苗与对照的同龄苗定植于哈师大生物系农园内 , 进行脱毒苗生产效果测定 . 种植密度为 10
株 / m Z , 小区面积为 1o m Z , 有灌溉条件 . 脱毒苗增产效果检测采用同一品种脱毒苗和对照相
邻 , 不同品种顺序排列的方式种植 , 重复 3次 , 测产结果列于表 3 .
表 3 脱毒苗增产效果 单位 : k g /“ . 7m 2
品 种 戈 雷 拉 哈 师 87 一 l P aj a r o
处 理 脱 毒 对 照 增产 % 脱 毒 对 照 增产 % 脱 毒 对 照 增产 %
9 2年 1 1 2 9 . 2 9 8 7 . 9 14 . 3 9 7 0 . 1 8 5 3 . 2 1 3 . 7 7 8 0 . 5 6 7 5 . 8 15 . 5
9 3年 15 6 7 . 5 1 3 4 2 . 0 16 . 8 1 1 15 . 0 10 1 1 . 8 10 . 2 7 6 2 . 5 6 3 2 . 8 2 0 . 5
两年平均 13 4 8 . 4 l 】6 5 . 0 15 . 7 10 4 2 . 6 9 3 2 . 5 1 1. 7 7 7 1 . 5 6 5 4 . 3 17 . 9
品 种 维 斯 塔 尔 宝 交 早 生 盛 岗 16
处 理 脱 毒 对 照 J曾产 % 脱 毒 对 照 增产 % 脱 毒 对 照 增产 %
9 2年 4 6 3 . 9 3 9 4 . 7 1 7 . 6 9 0 7 . 4 7 5 8 . 0 19 . 7 7 8 3 . 9 6 23 . 1 2 5 . 8
9 3 年 4 5 0 . 6 3 8 6 . 4 ! 6 . 6 10 7 0 . 9 9 4 6 . 0 13 . 2 8 3 8 . 6 6 6 3 . 0 2 6 . 3
两年平均 4 5 7 . 3 3 9 0 . 4 1 7 . 1 9 8 9 . 2 8 5 2 . 0 16 . 1 8 1 1 . 3 6 4 3 . 1 2 6 . 2
表 3 可见 , 不同品种的脱毒苗 , 增产效果均很显著 , 增产幅度在 1 . 7 一 26 . 2% 间 , 其
中盛岗 16 的增产幅度最大 .
将盛岗 16 的花药脱毒苗 , 茎尖分生组织脱毒苗和对照 (未脱毒母株甸甸茎苗 ) , 进行
比较试验 , 采用随机区组试验设计 , 重复 4 次 、 结果列于表 4 。
2 期 于丽杰等 : 草毒脱病毒苗的诱导及其光合特性的研究 26 7
表 4盛岗6 1 不同处理脱毒苗产童比较结果 单位 : g k
处理 重复I lI W总 和 平 均
对 照 5. 1 7 4. 8 2 5. 0 7 5. 0 32 0 .6 3 5. 0 9
花药脱毒苗6 .6 06 . 16 3. 2 56 . 8 2 2 5. 26 6 . 32 .
茎尖脱毒苗6 .6 8 9. 7 3 5. 2 7 7. 3 426 .6 86 .6 7t.
二 纽 二 0 . 0 1
对表 4的数据进行了方差分析 , 结果表明 , 不同处理间小区平均产量差异极显著 , 采用
D u n c a n 、 多重比较对各处理小区的平均产量进行差异显著性测验 , 结果表明无论是花药脱
毒苗 , 还是茎尖脱毒苗 , 其产量均极显著高于对照 , 而花药脱毒苗与茎尖脱毒苗相比 , 其产
量差异不显著 , 说明这两种脱毒苗的增产效果是一致的 .
5
、 脱毒苗的光合特性测定
从形态上观察 , 脱毒苗的叶色较对照浓绿 , 生长势旺盛 , 盛岗 16 的叶色对比最为明
显 . 我们于果实成熟期对四个品种的脱毒苗及对照进行了光合特性测定 , 测定结果列于表
5
。
表 5 叶绿素含量及光合作用强度测定结果
品 种 宝 交 早 生 哈 师 8 7一 l
处 理 脱 毒 对 照 增加 % 脱 毒 对 照 增加 %
叶绿素含量 · m g / d m Z 3 . 0 8 7 4 2 . 9 4 9 9 4 . 7 3 . 2 3 76 2 . 8 3 4 6 1 4 . 2
m g / g 鲜重 1 . 5 5 14 1 . 4 5 5 2 6 . 6 1 . 7 5 5 8 1 . 3 9 8 4 2 5 . 6
光合强度m g 干物重 / d m Z . h 2 ! . 3 9 8 】9 . 6 4 9 9 . 2 19 . 2 5 1 17 . 4 0 5 10 . 6
品 种 P a j a r o 盛 岗 16
处 理 脱 毒 对 照 增加 % 脱 毒 对 照 增 加%
叶绿素含童 m g l d m Z 3 . 24 5 2 3 . 4 8 6 1 一 6 . 9 3 . 15 7 7 2 . 5 4 9 6 2 3 . 9
m g / g 鲜重 1 . 5 0 0 9 】. 4 6 7 4 2 . 3 1 . 3 4 8 6 1 . 0 6 2 7 2 6 . 9
光合强度m g 干物 重 / m d Z . h 13 . 56 1 1 2 . 6 8 5 6 . 9 1 5 . 2 6 1 13 . 8 9 9 1 2 . 1
结果表明 , 各品种脱毒苗的叶绿素含量均有不同程度的增加 , 盛岗 16 的脱毒苗与对照
相比 , 叶绿素含量增加 26 % , 这与形态观察的结果是相吻合的 . 有人认为某些病毒能影响叶
绿体的活性 、 或者使叶绿素与叶绿体 68 5 核糖核蛋白体减少 〔 9 〕 . 在感染 T M v 的叶组织
内 , 叶绿体发生畸变 , 新叶绿体的形成受到抑制 lt o 〕 。 当玉米感染 M D M v 病毒后 , 由于
叶绿体内的淀粉粒增多 , 迫使叶绿体膨大变形 , 最后导致叶绿体膜破裂 (安德荣等 ,
19 2)
. 甘蔗感染 S C M V 一 A 病毒 50 天后 , 叶绿素含量极显著地低于健康株 (洪荣标等 ,
2 68 植 物 研 究 15 卷
19) 92
. 大豆感染 SM V病毒后 , 感病品种叶绿素含量明显下降 , 仅为对照的 18 . 75 % ( 寥林
等 , 1993 ) . 本实验结果与前人的研究结果相符 . 由于消除了病毒对叶绿体的不利影响 , 因
此脱病毒苗叶绿素含量与对照 比呈上升趋势应属正常反应 . 各品种脱毒苗的光合作用强度与
对照相比也都有所增加 、 这与脱毒苗叶绿素含量增加的趋势相一致 . 叶绿体是光合作用的场
所 , 叶绿素含量增加会促进光合作用的强度 。 脱毒苗叶绿素含量及光合作用强度增加 , 是脱
毒苗生长势旺盛 、 产量增加的物质基础和生理基础 . 盛岗 16 脱毒苗叶绿素含量和光合作用
强度高 , 因此其增产幅度较对照大 。 然而叶绿素含量 、 光合作用强度与产量变化趋势并非完
全一致 。 P句ar 。 的脱毒苗叶绿素含量与对照相比 , 基本无变化 , 光合作用的差异也不显
著 , 但脱毒苗的增产效果却比较明显 , 说明除光合作用的因素外 , 可能还存在其它影响脱毒
苗增产的因素 , 这有待进一步研究 。
A B S T R A C f
V i r u s 一 fr e e s t r a w b e r r i e s w e r e o b t a in e d b y ru n e r 一 t iP m e r i s t e m
’
e u l t u re a dn
a n th e r e u l t u re
,
a n d t h e fr e q u e n e e y o f v i r u s 一 fr e e Pl a n t s w e r e 72 . 7 ~ 95 . 5% a dn
66
.
7 一 79 . 2% r e s Pe e t i v e ly . H e a t 一 t r e a t m e n t o f P la n t le t s fr o m m e r i s t e m e u l t u r e a t 38
℃ in e r e a s e d t h e fr e q u e n e y o f V i r u s一 fr e e P l a n t s . C o m Pa r e d w i t h t h e e o n t r o l s , th e
v i ur s 一 fr e e s t r a w b e r r i e s i n e r e a , e d 11
.
7 一 26 . 2% in y i e ld , 2 . 3 ~ 26 . 9% in e o n e e n t r a t i-
o n o f e h o r o Ph y l l
,
a n d 6
.
9 一 12 . 1% Ph o t o s j` n t h e s i s r a t e .
K e y w o r ds S t r a w b e r r y : V i r u s 一 fr e e P l a n t s : T i s s u e C u l t u r e : P h o t o s y n t he s i s
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(40 ) 596 一 60()
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