果樹脫毒技術研究進展

陳沖 曹貴壽 王國平 劉偉 樊新平 霍辰思 史華平

摘?要：果樹病毒病是無藥可治的系統性病害，嚴重威脅果樹的生長發育和果業生產。綜述了果樹病毒的種類，并將脫毒方法總結為五大類進行闡釋：物理脫毒法，化學脫毒法，生物組織脫毒法，變溫、抗病毒劑、超低溫與莖尖組培結合脫毒法和抗病毒基因工程脫毒法。并對果樹脫毒的發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：果樹;脫毒技術;進展

文章編號：2096-8108（2021）01-0072-04?中圖分類號：S66?文獻標識碼：A

Abstract：Fruit tree virus disease is a systemic disease that can not be treated by medicine， which seriously threatens the growth and development of fruit trees and the production of fruit industry. the types of virus in fruit trees were summarized， and the virus-free methods were summarized into five categories： physical virus-free method， chemical virus-free method， biological tissue virus-free method， variable temperature， anti-virus agent， combination of ultra-low temperature and shoot tip tissue culture， and virus-free genetic engineering method. Finally， the development trend of virus-free fruit trees was analyzed.

Keywords：fruit tree;virus free technique;progress

1?概述

病毒病是果樹的重要病害種類之一，是影響果樹產量和品質的重要原因。目前已發現的高等植物病毒病害已超過700種，每種果樹病毒危害都有幾種甚至十幾種[1]（見表1）。果樹是多年生營養繁殖為主的植物，寄生病毒侵染后全身發病且終生帶毒，而且，隨著營養繁殖系數增大而傳播速率加快。病毒破壞樹體的生理機能，導致樹勢、產量和品質下降，嚴重時全株衰退枯死，尤其是一些潛隱性病毒危害更大。

目前，果樹病毒病無藥可治。在實際防治中，除了嚴格檢疫、消除傳毒源、防治傳播蟲媒外，最有效的措施是使用脫毒繁殖材料。應該注意的是：這里所說的脫毒，是指不具有經濟重要性的、按要求應脫除的病毒，而非不帶任何病毒[2]。

2?果樹脫毒技術

2.1?物理脫毒法

2.1.1?熱處理法

熱處理法也叫溫熱療法，可分為恒溫處理和變溫處理，其原理是利用病毒和寄主植物對高溫（35～38 ℃的熱水或熱氣）忍耐性的差異，病毒部分或全部鈍化失活，失去侵染的能力而逐漸消亡，從而得到一小部分不含病毒的植物分生組織，然后進行組織復壯培育。值得注意的是：在高溫處理過程中，溫度選擇應當處在植物最高耐受溫度和殺死病毒溫度的之間的區域，并且這個區域越大，越有利于脫毒。

張尊平等[3]（2013）用熱處理脫毒技術研究了8個葡萄品種5種葡萄病毒（葡萄斑點病毒、葡萄扇葉病毒、沙地葡萄莖痘相關病毒、葡萄卷葉相關病毒-1、葡萄卷葉相關病毒-2）的試管苗，研究結果表明：62個莖尖中29個莖尖脫除了上述5種病毒。康曉育等[4]（2016）等研究發現：相同熱處理條件下，不同的蘋果基因型脫毒率存在差異。王林脫毒效率最高，脫除率100%;金矮生ACLSV（蘋果褪綠葉斑病毒）和ASPV（蘋果莖痘病毒）兩種病毒的同時脫除率為100%;ASGV（蘋果莖溝病毒）的脫除率也在80%以上;首紅、株美海棠、天汪1號、L-6的脫除率較低。

熱處理脫毒法要求的設備條件簡單，操作也比較容易，是被世界多個國家應用最廣的技術。但是，熱處理法僅對球狀和類似紋狀的病毒導致的病害才有效，對桿狀和線狀病毒就不能用這種方法脫除，因而具有一定的局限性，須與別的方法配合使用。

2.1.2?超低溫脫毒

近幾年，超低溫脫毒是研究的熱點，它是建立在超低溫保存基礎上的一門新型高效脫毒技術。原理主要是利用莖尖分生組織細胞與分化細胞結構上的差異，選擇只允許有限數量外植體存活的條件，從而消除一大批感染病毒的組織，莖尖超低溫的脫毒率很高[5]。

盛宏亞、王紅清等[6]（2016）以草莓為材料，通過優化玻璃化超低溫脫毒技術的程序，建立了草莓莖尖（1～2 mm）玻璃化超低溫脫毒體系，利用RT-PCR技術檢測草莓斑駁病毒的脫毒率為100%。李百荃等[7]（2016）采用蘋果莖尖超低溫療法研究表明：1.5 mm和0.5 mm兩種大小莖尖均不能脫除 ASGV，ASPV 的脫毒率均為80%～85%;0.5 mm的莖尖不能再生，1.5 mm莖尖再生率明顯高于1.0 mm的莖尖。

2.2?化學脫毒法

抗病毒藥劑的主要作用是抑制病毒增殖和移動，在三磷酸狀態下阻止病毒RNA帽子結構形成，或使病毒暫時處于無活性狀態。常用的抗病毒化學藥物有三氮唑核苷（病毒唑）、雙乙酰二氫-5-氮尿嘧啶（DA-DHT）、5-二氫尿嘧啶（DHT）、8-氮鳥嘌呤、放線菌素D等。這些抗病毒劑常常通過直接注射或噴施到帶病毒的植株上，或者加到植株生長的培養基上[8]。

晏娜等[9]（2009）用 RT-PCR 技術探討 3 種化學藥劑處理對蘋果繼代苗脫毒效率。結果表明：阿昔洛韋和病毒靈作用下蘋果褪綠葉斑病毒和蘋果莖痘病毒的脫除率均達到 100%，而蘋果莖溝病毒的脫除率分別為 63%和 62%。病毒醚的作用下3種病毒的脫除率均達到 100%。

2.3?生物組織脫毒法

2.3.1?莖尖培養脫毒法

莖尖培養是指對植物頂端的原分生組織和它衍生的分生組織的培養。莖尖培養的材料可以是10～100 μm的莖尖分生組織，也可以是幾十毫米的莖尖或更大的芽。莖尖培養繁育無病毒苗是生產中應用最廣泛的一種方法。

高慶玉等[10]（1993）研究認為：1～3 mm的莖尖起不到培育脫毒苗的效果，只有小于0.5 mm的莖尖才能獲得無病毒母株;但從成活率和接種時間上看，大于0.3 mm草莓莖尖比0.3 mm好。因此，一般以切取0.3～0.5 mm生長點（帶1～2個葉原基）為宜。董淑英等[11]（2001）利用莖尖培養對蘋果進行脫毒技術研究也證實了上述的結論。

2.3.2?微體嫁接脫毒法

木本植物莖尖培養生根困難、生長緩慢。Murashige等在莖尖培養的基礎上，提出了微體嫁接技術，即將莖尖分生組織嫁接在試管中經脫毒培養的實生苗砧木切斷面上而得到完整植株。Murashige等用這種方法脫除了柑橘的兩種病毒[12]。

祁鵬志等[13]（2007）采集帶有典型衰退病癥狀的新余蜜柑莖尖進行了莖尖微芽嫁接，黃龍病和衰退病脫毒率100%。目前微嫁接成功的植物有杏、釀酒葡萄、桃、蘋果和柑橘。

2.3.3?珠心組織脫毒法

此法在柑橘類上應用廣泛[14]。植物受精產生的種子絕大多數只形成一個胚，而柑橘的種子常形成多胚。多胚中只有一個胚是受精后產生的有性胚，而其余是珠心細胞形成的無性胚，一般稱珠心胚。通過珠心胚培養可以得到無病毒的珠心胚苗。由于珠心與維管束系統無直接聯系，因此，用此技術對柑橘的主要病毒與類病毒病原體，包括不能被熱處理除去的病毒均十分有效。

2.3.4?花藥或花粉培養脫毒

這種方法一般適于自交親合或自交不親合植物優良無病毒育種原始材料。由花粉培育出愈傷組織再分化出的完整植株，含有的病毒很少或幾乎不含病毒。大澤勝次（1974）等利用草莓花藥培養法獲得了脫毒苗[15]。高慶玉[10]等（1993）用草莓花藥組培，其脫毒率高于用幼葉和莖尖產生的脫毒苗。所以，花藥培養的植株脫毒率高，可靠性強。

花藥培養脫毒法中，選擇合適大小的花蕾非常關鍵，盡量選取處于密封狀態的小花蕾，此時的花粉發育期為單核靠邊期[16]。利用花藥培養脫毒苗，不僅可以省去病毒鑒定工作，還可快速繁殖出大量脫毒植株。

2.4?變溫、抗病毒劑、超低溫與莖尖組培結合脫毒法

莖尖脫毒培養法具有脫毒率高，脫毒速度快的優勢，但這種方法技術要求較高、植物的存活率低。目前，通常將莖尖培養與其他脫毒方法配合使用，如與熱處理、抗病毒劑、超低溫與莖尖培養相結合脫毒。

董雅鳳等[17]（1998）對蘋果莖溝病毒的研究中發現：梨莖尖培養成活率僅為28%，且脫毒效果差。熱處理后進行莖尖培養，脫毒率和成活率分別增加11.7%和54.3%。因為病毒粒子通常在34～60 ℃下處理一段時間，則會發生鈍化，這樣莖尖外植體大小可在較大的范圍內，提高了培養的成功率。馮超紅等[18]（2014）用蘋果莖尖（≥0.5 mm）結合超低溫處理和熱處理分別脫除了蘋果莖痘病毒和蘋果莖溝病毒。顧沛雯[19]（2008）在脫毒處理中，將熱處理與莖尖培養相結合，使成活率和脫毒率較單純莖尖培養提高7.5%和8.5%，其中變溫比恒溫處理成活率提高15.6%，而脫毒率相差不大;病毒劑處理與微莖尖相結合培養結果表明，病毒劑對葡萄病毒具有良好的抑制作用，但對莖尖的生長發育有影響。胡國君等[20]（2012）以蘋果莖溝病毒和蘋果褪綠葉斑病毒離體砂梨植株為研究材料，比較分析了熱處理、化學處理（病毒醚）及二者相結合對脫除病毒的效果，結果顯示化學處理與熱處理相結合可明顯提高病毒脫除效果。

2.5?抗病毒基因工程

隨著分子生物學和基因工程的飛速發展，特別是1986年首次將煙草花葉病毒（TMV）外殼蛋白基因成功導入煙草，防治病毒病產生了新的途徑，目前已有多種病毒基因被導入到植物的基因組中而產生不同程度的抗病毒效果，這些病毒基因分屬于編碼序列和非編碼列兩大類型。前者有病毒運動蛋白、病毒外殼蛋白、核酶、復制酶等，后者有衛星RNA、缺陷RNA和超敏RNA，目前果樹上采用的抗病毒策略主要有外殼蛋白基因、運動蛋白基因和病毒衛星RNA [1]。

田莉莉等[21]（2013）為創制抗病毒植物新材料，采用 Gateway 技術構建了含 3種蘋果潛隱性病毒 CP 基因片段的 RNAi 植物表達載體，用凍融法將其轉入根癌農桿菌菌株EHA105，并用葉盤法遺傳轉化煙草，經 PCR 鑒定，結果表明目的基因片段已成功轉入煙草中。

3?展望

果樹脫毒技術（表2）不僅可有效地防治病毒病的危害，而且可以脫除其他細菌和真菌病害，可顯著地提高果品產量和質量。無病毒果樹可大幅度提高產量，優質果率增加30%～50%。無病毒苗木抗逆性強，適合25℃以下的山坡瘠薄土地栽培[22]，而且減少化肥農藥用量，符合生態農業要求。因此，實行無病毒栽培已成為當今世界果樹生產發展的方向。

我國這方面起步較晚，脫毒技術體系、病毒檢測和脫毒栽培尚處于試驗、示范階段。我國果樹無病毒栽培面積面積比例低，為了適應當今經濟發展和產業結構調整的需要，建立適合我國國情的無病毒果樹生產體系，并在全國范圍內邊試驗、邊示范、邊推廣，使我國果樹傳統的栽培技術有一個新的變革，推動果樹生產向優質增效方向發展。

研究過程中，不僅要注重脫毒各個操作環節的影響因素，更要注重脫毒機理性的研究，形成系統化的理論體系。同時，須加強科研單位與企業合作，使技術應用商業化，在實際應用中發現更多的問題并解決科研資金不足的問題，這是發展脫毒技術最快捷有效的途徑。再者，加強國際交流，可以適當引進適合我國實際情況的技術，并在此基礎上進行深入的研究。

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