什么是大蒜的脱毒繁殖?
大蒜连作和其他大田作物一样,随着病、虫、草的适应和流行,往往会造成灾害。特别是目前国际上还没有防治病毒性疾病的特效药。一般田间症状发生率在30%左右,严重率为100%。不仅是各种病毒,还有各种载体。一般通过蚜虫、叶蝉、螨虫、线虫等媒介害虫传播,让人防不胜防。它已经发展成为世界大蒜的头号“杀手”。大蒜病毒种类繁多,常造成矮化、花叶、扭曲、不抽薹或茎短细、蒜头小、产量低、品质差、损失重,是目前造成大蒜品种退化的首要因素。
为了有效防治植物病毒病,几十年来人们进行了艰苦的探索,但始终没有找到有效防治病毒病的良药。于是科学家们把目光转向了植物分生组织的细胞克隆和无病毒组织培养的研究(由于遗传和物种进化等原因。),取得了划时代的成就,进入了工业化阶段。根据徐培文的研究报告,山东苍山四代脱毒大蒜平均每蒜薹重量为37克,是中毒苍山大蒜(对照)的2.55倍。符合出口标准(头围≥ 15cm)的大蒜平均占61.25%,是对照的8.8倍。蒜薹和蒜头每667 m 2产量分别为958.75 kg和1560 kg,分别比对照高155.5%和114.0%,增产效果可维持5 ~ 10代。据研究,脱毒大蒜增产的生物学基础是脱毒大蒜叶面积增加765,438+0.0% ~ 65,438+005.0%,叶绿素含量增加65,438+08.1% ~ 47.1%。可见,大蒜的脱毒快繁是恢复和改良其品种的关键技术措施。
正是因为大蒜的脱毒组培快繁技术可以从根本上治疗病毒病,恢复和改良大蒜品种,增产增收,所以近二三十年来国际社会一直非常重视其技术的研发和成果的产业化。我国对脱毒大蒜组织培养的研究始于20世纪80年代初。山东苍山大蒜率先组织成功脱毒大蒜,并将脱毒大蒜种子应用于大田生产。但由于其微繁殖系数低,需要在防虫网室中进行世代扩繁,势必增加脱毒蒜苗感染病毒的机会和生产成本,导致种苗质量低、价格高,难以大面积推广应用。脱毒大蒜室内组培快繁系数是制约其产业化的瓶颈技术环节。于是,围绕提高微繁系数这一关键环节,南京农业大学蔬菜研究所博士生导师李教授带领其研究生一步步攻关,最终被其弟子熊以1999攻克。大蒜脱毒组织爆炸产生新的生长点,形成微型试管鳞茎,直接用于大田播种,微繁殖系数高达70-80,为脱毒大蒜产业化奠定了技术基础,大大加快了其产业化进程。该技术已获得国家专利。
大蒜病毒有很多种。自美国Brierley和Smith于1994年首次报道几乎所有栽培品种都感染大蒜花叶病毒病以来,据文献报道的不完全统计,自然侵染大蒜的病毒种类多达16种,分为10个类群,其中我国主要分布有3个类群的病毒,包括马铃薯Y病毒群、烟草花叶病毒群和香石竹潜伏病毒群。
大蒜病毒可通过昆虫媒介或汁液传播,其中昆虫媒介是重要的传播途径,许多大蒜病毒可通过蚜虫、螨虫、线虫传播。大蒜病毒对昆虫媒介具有很强的特异性,同样的昆虫媒介之间,病毒的传播也存在差异。例如,桃蚜可以传播GLV-G和GMV,而甘蓝蚜、麦蚜和麦蚜不能传播上述两种病毒。汁液的传播是由于健康植物的叶片与患病植物之间的摩擦,或人们在田间劳动,使健康的叶片受轻伤,病毒从伤口传播。大蒜病毒通过以上两种途径传播侵染,再通过鳞茎传递给下一代无性后代,从而在大蒜营养中长期积累,导致产量和品质下降。
病毒在植物中的分布是不均匀的。在受感染的植物中,顶端分生组织通常是无病毒的,或者只有非常低浓度的病毒。在较老的组织中,病毒的数量随着离茎尖的距离而增加。据相关检测,OYDV-G在鳞茎中的含量高于叶片,老叶含量高于嫩叶。除了大蒜植株中的出气球根外,其他任何组织都含有病毒,但分布不均匀。
在大蒜病毒鉴定和组培苗脱毒过程中,可采用目测、指示植物鉴定、血清瓜和电镜观察等多种检测方法。
大蒜脱毒组织培养是防治大蒜病毒病、恢复和改良大蒜品种的有效方法。大蒜脱毒组织培养包括培养基、脱毒材料、试管苗和试管鳞茎培养、脱毒和保纯等微繁殖过程。
迄今为止,已成功地利用大蒜营养茎尖、生殖茎尖、根尖、叶尖、大蒜花瓣、贮藏叶、营养叶、花茎、鳞片芽、花原基、气生根鳞茎和大蒜体细胞进行组织培养,形成脱毒大蒜试管苗。其中以茎尖脱毒组培居多,茎尖大小通常为0.1 ~ 0.9 mm,茎尖越小,脱毒效果越好。大蒜茎尖培养结合热处理可以大大提高脱毒率。熊(1999)利用生殖茎尖直接组织脱毒试管鳞茎,繁殖系数是以前报道的十几倍,为脱毒大蒜种子产业化奠定了技术基础。