蓝莓茎尖脱毒繁育技术的建立 [复制链接]

蓝莓为杜鹃花科蓝莓属（Vacciniumspp.）小灌木水果，因所含花青素生理活性好于其他植物且具特色保健功能而风靡全球。我国从20世纪80年代开始引種栽培蓝莓，由于其病害发生率高且严重而导致减产[1]。引起蓝莓发病主要的真菌性病原有葡萄座腔菌科真菌Neofusicoccumparvum和N.austral、细极链格孢菌（Alternariatenuissima）、尖孢镰刀菌（Fusariumoxysporum）、炭疽病菌（Colletotrichum）、棒状拟盘多毛孢（Pestalotiopsisclavispora）等[2-6]，能引起蓝莓叶片或枝条发病，使蓝莓叶片出现不规则坏死斑点，斑点边缘为棕褐色、棕红色或黑色，枝顶芽枯萎、死亡或主干枯萎等；蓝莓主要病毒病害有蓝莓枯焦病毒（blueberryscorchvirus，BLScV）、蓝莓急性坏死病毒（blueberryshockvirus，BLShV）[7]。另外，蓝莓还受蓝莓根瘤病的危害[8]。

传统的蓝莓繁育方式为分株、扦插等，不仅耗时、耗工，而且种苗不均一、携带病原，而通过植物分生组织或愈伤组织育苗可去除植物中已感染的病毒[9]。因此，本研究建立蓝莓茎尖脱毒繁育技术，一方面可去除其致病病原物，另一方面可为蓝莓生产提供“种源可靠，数量充足”的良种，以满足蓝莓迅猛发展之需。1材料与方法1.1试验材料夏普蓝”（sharpblue）蓝莓，由重庆市天沛农业科技有限公司种质资源圃提供，选取年春季新生无病虫害、生长健壮的幼嫩新梢作为外植体。植物激素玉米素（Zeatin，ZT），购自Sigama化学试剂中国代理公司；DNA聚合酶，购于Promega公司；DNA基因组试剂盒，购于Omega公司；扩增引物由上海生工生物工程有限公司合成。

1.2外植体的诱导将采集到的外植体剪除叶片，剪成5～6cm茎段，用清水洗净；超净工作台上用0.1%HgCl2溶液消毒3min，置于无菌水中浸泡3～5min，用无菌水清洗3～5次；切成带1～2个叶腋的茎段，接种于添加3mg/LZT的CQWL培养基上培养，培养条件为温度（25±2）℃，光照度30～50μmol/（m2·s）、光照10h/d；诱导幼芽连续培养2代，每代时间约为30d，转至添加1.5mg/LZT的CQWL培养基上，每瓶接种无菌芽6株，连续继代培养3代。

1.3茎尖剥离与增殖将丛生不定芽从基部单个分离，并自芽基部以上0.5cm左右处切断；解剖镜下用无菌解剖刀小心逐层剥离外层叶鞘，直至露出长0.3～0.5mm的茎尖；用未使用过的无菌解剖刀将茎尖从母体材料上切下，立即接种于茎尖伸长诱导培养基中，（25±1）℃、光照强度10～20μmol/（m2·s）、光照12h/d条件下进行培养，将获得的不定芽接种到添加1.5mg/L[KG*2/3]ZT的CQWL培养基进行增殖培养。经3次检测的脱毒蓝莓苗按同样方法进行增殖。

1.4再生植株RT-PCR快速检测1.4.1脱细菌与真菌检测利用DNA基因组试剂盒提取经茎尖脱毒的蓝莓组培苗及培养基中可能存在的细菌基因组DNA。称取0.3g组培苗的根，液氮研磨，将粉末转移至预热A液，涡旋振荡器振荡，称取0.3g培养基于预热A液中充分溶化，65℃水浴至少5min；r/min离心5min；取μL上清液至离心管中，加入等体积的溶液B充分混匀，冰浴5min，r/min室温离心5min；上清液转移至1.5mL离心管中，加入μL氯仿，振荡30s，r/min室温离心5min；上清液转移至新的离心管中，加入2倍体积的无水乙醇，混匀，r/min离心10min；弃上清液，加入1mL75%乙醇洗涤，干燥，产物加入20μLTE缓冲液溶解。

采用16SrRNA通用引物F：5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′、R：5′-ACGGCTACCTTGTTACGACTT-3′[10]，以提取物为基因组DNA模板，进行16SrRNA扩增；采用真菌核糖体基因转录间隔区通用引物ITS1：5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′、ITS2：5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′[6]对病原菌基因组DNA进行PCR扩增。扩增体系为：ddH2O17.5μL，10×Buffer2.5μL，2.5mmol/LdNTP1.5μL，引物各0.5μL，25mmol/LMgCl21.5μL，Taq酶0.5μL，总DNA1μL。反应条件为：95℃预变性4min；94℃变性40s，55℃退火40s，72℃延伸80s，30个循环；72℃延伸10min。取5μLPCR产物1%琼脂糖凝胶电泳，EB染色，采用紫外分光光度计检测。

1.4.2脱病毒检测分别取0.5g蓝莓组培苗的根和茎段，放入用液氮预冷的研钵中，加入液氮快速磨成粉末状；转移至1.5mL无核糖核酸内切酶（RNase）的离心管中，按0.1g组织样品加入μLTRIzol的量添加Trizol，充分摇匀，室温放置10min，10r/min、4℃离心10min；取上清液至1.5mL离心管，加氯仿μL，轻轻摇匀，静置5min，0r/min、4℃离心10min；取上清液至1.5mL离心管，加2倍体积异丙醇，轻轻摇匀，静置10min，10r/min、4℃离心10min；弃上清液，加75%乙醇μL，洗涤提取物，干燥；用50μL焦碳酸二乙酯（DEPC）水溶解提取物，电泳检测。分别用蓝莓枯焦病毒衣壳蛋白基因V1：5′-TGTGTCAAACAATATGGC-3′、V2：5′-GCATTTCGATGATTGCGG-3′[11]，蓝莓急性坏死病毒衣壳蛋白基因（GenBank：KF.1）设计引物V3：5′-ATGACGTCAATGGCTTCCGCAC-3′、V4：5′-CTAACCTAACGTGCTTGAAGTTC-3′和反转录cDNA模板进行病毒衣壳蛋白基因扩增；5μLPCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳，EB染色，采用紫外分光光度计检测。endprint

2结果与分析2.1蓝莓外植体的诱导增殖经CQWL+3.0mg/LZT培养基诱导1周，蓝莓幼芽开始启动（图1-A）；经30d继代培养，蓝莓幼芽诱导率为%；经培养3代，蓝莓出现丛生芽、顶芽生长，新梢健壮有活力（图1-B），此时增殖系数约为3。2.2茎尖剥离与增殖显微镜下将顶芽剥为0.3～0.5mm的茎尖，并插入诱导培养基中（图2-A）诱导培养4周，蓝莓茎尖不形成愈伤组织，而是直接发育成完整植株，新生顶芽长势较快，形成3个茎段新梢，叶片墨绿（图2-B）。

2.3蓝莓茎尖RT-PCR快速检测试验结果表明，以茎尖脱毒蓝莓组培种苗的根和固體培养基为混合物提取的基因组DNA作为模板，不能扩增出16SrRNA，而大肠杆菌标准菌株基因组能扩增出16SrRNA，即茎尖繁殖不含致病的细菌（图3-A）；以茎尖脱毒蓝莓组培种苗的根和固体培养基为混合物提取的基因组DNA作为模板，不能扩增出rDNA-ITS序列，即茎尖繁殖不含致病的真菌（图3-B）；茎尖脱毒苗中不含蓝莓枯焦病毒和急性坏死病毒（图3-C）。2.4蓝莓茎尖脱毒的增殖繁育由图4可见，茎尖脱毒材料经3代连续培养，植株健壮，叶片绿色，顶芽直立生长，侧芽萌发伸长；植株发育正常，增殖系数可达5。

3结论与讨论目前，植物病毒及细菌的检测方法主要有生物学、血清学、分子生物学及电镜技术[12-13]。生物学检测简单、灵敏，仅需将少许宿主接种到指示植物即可，但缺点是受病毒滴度、环境、时间限制，病原确定的周期相对较长。以核酸为基础的PCR检测方法具有灵敏、特异、简单、快速的特点，且在宿主发病早期即能检测病原，已在马铃薯、甘薯、柑橘等病毒检测[14-16]中广泛应用。本研究利用PCR技术，对茎尖脱毒的蓝莓种苗及培养基进行细菌16SrRNA检测，结果表明，茎尖脱毒蓝莓和培养基混合基因组不能扩增出16SrRNA，而大肠杆菌标准菌菌株基因组能扩增出16SrRNA，说明利用脱毒组培技术培养的茎尖种苗不含细菌。对真菌核糖体基因转录间隔区扩增结果为阴性，结果表明，茎尖脱毒蓝莓不含真菌病原；参照RNA提取步骤，用Trizol试剂提取茎尖脱毒蓝莓苗茎段的RNA，经RT-PCR检测，结果表明，PCR产物电泳检测无目的条带，检测结果为阴性，这说明茎尖脱毒蓝莓有可能完全脱毒。因此，以此为依据建立的蓝莓良种茎尖脱毒技术可用于蓝莓的离体快繁。