在显微镜下嫁接柑橘类果树

加利福尼亚科学家在向该州引入柑橘品种时使用各项技术,包括在显微镜下嫁接柑橘类果树,预防各种嫁接传播病虫害。由于柑橘类果树易受嫁接传播病虫害的影响,因此加州引进的所有柑橘品种,必须依法通过加州大学河滨分校的柑橘类果树克隆保护项目或称CCPP。通过使用称为茎尖嫁接的技术,CCPP将清除任何致病生物,确保加利福尼亚州引入的柑橘品种是健康的。

柑橘类果树茎尖嫁接。
柑橘类果树茎尖嫁接。

在显微镜下嫁接柑橘类果树——YouTube视频

 

向加利福尼亚州引入新柑橘品种

任何柑橘品种都可以通过CCPP引入加利福尼亚州。我已经申请引进了一些柑橘品种,任何加州人都可以订购加利福尼亚没有的柑橘品种

我正在向加利福尼亚引进的柑橘品种。
我正在向加利福尼亚引进的柑橘品种。

 

向CCPP寄送新柑橘品种的插条

提交给CCPP的新品种插条必须去除叶片并用肥皂水清洗。这是清除插条上可能存在的有害生物的重要步骤。

准备寄往CCPP的柑橘插条。
准备寄往CCPP的柑橘插条。

 

在冲洗并晾干后,用塑料袋密封插条并通过快递寄出。未经批准和适当许可便将接穗寄至CCPP是非法的。想要引进柑橘品种,请点击此处了解如何正确操作。

通过快递服务寄送插条。
通过快递服务寄送插条。快递中应包含相应的许可证。

 

准备茎尖嫁接新的柑橘品种

当插条寄至CCPP实验室后,实验室技术人员首先拍摄它们以记录其状况。

收到柑橘插条的照片。
收到柑橘插条的照片。

 

然后将插条浸入氯漂白溶剂进行表面灭菌。接下来,将插条切成短枝并放入含有植物生长培养基的试管中。

对柑橘插条进行表面灭菌,并将其插入含有植物生长培养基的试管中。
对柑橘插条进行表面灭菌,并将其插入含有植物生长培养基的试管中。

 

然后将试管置于培养箱内。几天之后,插条上的芽开始生长。一旦生长充分,便可将插条从培养箱中取出进行嫁接。

培养箱中萌发的嫩芽。
培养箱中萌发的嫩芽。

 

将砧木种子放入含植物生长培养基的试管中,让其在黑暗的培养箱内生长。下面的照片显示了适合嫁接的砧木幼苗。

柑橘砧木幼苗。
柑橘砧木幼苗。

 

实施柑橘茎尖嫁接

在显微镜下很难准确把握尺寸,所以该演示中使用1美分硬币作为参照。

1美分硬币的直径为19.05毫米。
1美分硬币的直径为19.05毫米。

 

首先将砧木幼苗从试管中取出并置于培养皿上。将幼苗的顶部切除。接下来,将引入品种的新生芽放入培养皿中。

将柑橘砧木幼苗和嫁接芽放入培养皿中。
将柑橘砧木幼苗和嫁接芽放入培养皿中。

 

芽条可能携带致病的细菌、病毒和其他生物,但科学家们发现,芽条的尖端没有致病的生物。这些生物难以侵入被称为顶端分生组织的芽尖端。通过切取这个健康的茎尖部分,可以培育出没有致病微生物的树木。

箭头所指为顶端分生组织。
箭头所指为顶端分生组织。

 

用手术刀剥离小叶片,并且非常小心地切下顶端分生组织。

除去柑橘芽条上的叶片和叶原体。
除去柑橘芽条上的叶片和叶原体。

 

精度至关重要。如果切出的茎尖太少,会导致嫁接失败。如果切出的茎尖太多,则可能含有患病组织。

从柑橘芽条上切下顶端分生组织。
从柑橘芽条上切下顶端分生组织。箭头所指为顶端分生组织。

 

在砧木幼苗上切出三角形的切口,并将茎尖小心地植入切口。即使轻微的失误也会破坏精致的茎尖导致嫁接失败。

柑橘砧木幼苗上的切口,以及植入切口中的茎尖。箭头所指为切割刀上的柑橘茎尖。
柑橘砧木幼苗上的切口,以及植入切口中的茎尖。箭头所指为切割刀上的柑橘茎尖。

 

然后将嫁接后的幼苗放回试管,并置于生长箱中。

将茎尖嫁接后的幼苗插入试管中。
将茎尖嫁接后的幼苗插入试管中。

 

柑橘茎尖嫁接的存活率很低,约为10%,因此必须进行多次嫁接以获得成功的茎尖嫁接植物。

成功的茎尖嫁接植株。
成功的茎尖嫁接植株。

 

为制作我的YouTube视频,我经历了许多次失败的尝试,才最终成功地拍摄到茎尖嫁接的延时视频。当茎尖嫁接成功后,嫁接芽会开始随机的生长,这增加了延时视频拍摄的难度。想要获得成功的视频,被观察的茎尖嫁接样本需要选择嫁接存活率较高的柑橘品种。下面的照片显示了五株茎尖嫁接植物中的两个的生长。

茎尖嫁接的柑橘品种在生长箱中的生长。
茎尖嫁接的柑橘品种在生长箱中的生长(中心和最左边的试管)。其他试管中可见的生长全部来自砧木。

 

进行第二次嫁接以达到更快的生长

一旦引入品种的嫁接枝获得充分和良好的生长,便可以将其再嫁接到更大的砧木上。为了生长快速,常用的砧木是粗皮柠檬。首先将柠檬树苗弯曲以克服顶端优势,这有助于嫁接枝的进一步生长。接下来,在柠檬树苗上切出T形切口。

准备用于茎尖嫁接幼苗二次嫁接的柠檬砧木。
准备用于茎尖嫁接幼苗二次嫁接的柠檬砧木。

 

然后从试管中取出引入品种的嫁接幼苗,除去所有的砧木原生芽。在幼苗的砧木部分进行切割。

准备即将嫁接到柠檬砧木上的茎尖嫁接幼苗。
准备即将嫁接到柠檬砧木上的茎尖嫁接幼苗。

 

然后将幼苗的砧木部分插入柠檬树的切口中以形成双嫁接植物。用嫁接胶带非常小心地包裹嫁接处,避免伤害到纤细的小树。

进行第二次嫁接。
进行第二次嫁接。

 

一个清晰的标签和一个牢固的标签被放置到花盆中。然后将双嫁接树置于生长室中直至新嫁接处愈合。

将双嫁接树放入生长室。
将双嫁接树放入生长室。

 

检测嫁接传播的致病生物

当树木充分生长后,采集组织样本以检测所有已知的嫁接传播细菌、病毒和其他致病生物。虽然已经经过了茎尖嫁接,但是茎尖仍可能含有受感染的组织,因此检测过程至关重要。

箭头所示为携带了感染组织的失败茎尖嫁接。
箭头所示为携带了感染组织的失败茎尖嫁接。

分子诊断测试

高科技的分子诊断测试通过识别DNA片段来确定植物组织样本是否含有致病生物。

高科技的实验室设备检测致病微生物的DNA片段。
高科技的实验室设备检测致病微生物的DNA片段。

 

如果检测到这些致病生物的DNA片段,则该树未通过测试。

计算机屏幕上的曲线表明是否存在致病微生物。
计算机屏幕上的曲线表明是否存在致病微生物。

 

使用指示植物进行检测

在其他检测项目中,新树样本被嫁接到特定的指示植物上,如果存在病虫害则该植物上会出现特定的症状。

将样本嫁接到CCPP温室中的柑橘指示植物上。
将样本嫁接到CCPP温室中的柑橘指示植物上。

 

如果看到某些病虫害症状,则该树无法通过检测。

出现病虫害症状的柑橘指示植物。
出现病虫害症状的柑橘指示植物。

 

如果树木未通过所有检测,则需重新进行茎尖嫁接。如果通过所有检测,树木将从隔离区中移出,并可以为所有人提供新品种的接穗。

 

CCPP长期致力于培养和引进新品种,帮助所有加利福尼亚人根据行业和消费者的兴趣种植他们想要的柑橘品种。尽管CCPP已保有数百个柑橘品种,但仍然存在加州人希望种植,却无法从CCPP获得的品种。任何人都可以联系CCPP来要求引进新品种,因此没有理由将接穗偷运至加州。这有助于防止致命的柑橘病入侵加州并蔓延,这些病虫害不仅威胁到我们的柑橘产业,而且还威胁到我们后院的树木。

如果你有兴趣了解有关新品种引入的更多信息,请点击此处了解更多详情。

支持CCPP的使命

你可以通过点击此处向CCPP提供免税捐款来支持CCPP的使命。

致谢

感谢他们对于本文及YouTube视频的帮助:Georgios Vidalakis,Greg Greer,Ning Chen,Sorhab Bodaghi,Silvia Abdulnour,Brandon Ramirez和Rock Christiano。

加利福尼亚州的相关资源

请访问CaliforniaCitrusThreat.org/chinese以获取更多关于阻止致命的柑橘类病害传播的信息。

资金支持

本文由加利福尼亚州柑橘研究委提供资助。

 

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