热疗对布基纳法索两种木薯品种分生组织培养的影响:提升种植材料质量的新突破

《Discover Plants》:Effect of thermotherapy on meristem culture response of two local cassava (Manihot esculenta Crantz) cultivars from Burkina Faso

【字体: 时间:2025年03月22日 来源:Discover Plants

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  为解决木薯病毒感染致产量降低问题,研究人员开展热疗对 BFM206 和 BFM260 分生组织培养影响研究,发现热疗对 BFM260 效果显著,有助于提升种植材料质量。

  木薯,作为全球近十亿人的粮食来源,在非洲的粮食安全中占据着举足轻重的地位,尤其在布基纳法索,它是重要的农作物之一。然而,这个 “粮食卫士” 却正遭受着重重危机。一方面,干旱、土壤退化等环境问题使得木薯产量受到影响;另一方面,也是最为棘手的问题,通过营养繁殖的木薯极易受到病毒的侵袭。其中,木薯花叶病(CMD)和木薯褐色条纹病(CBSD)是最常见的 “破坏分子”,它们在木薯植株中肆意蔓延,一代又一代地积累,严重阻碍了木薯的生长,大幅降低了产量。就拿布基纳法索来说,当地广泛种植的甜木薯品种对 CMD 极为敏感,这使得原本就严峻的粮食供应问题雪上加霜,众多小规模农户的生计受到威胁。
在这样的困境下,如何提高木薯产量、保障粮食安全成为了亟待解决的难题。来自布基纳法索的研究人员挺身而出,他们来自约瑟夫?基 - 泽尔博大学(Université Joseph Ki-Zerbo)、环境与农业研究所以及中西部非洲病毒流行病学中心等机构,决定深入探索提升木薯种植材料质量的有效方法。他们将目光聚焦在热疗与分生组织培养技术的结合上,开展了一项极具意义的研究,旨在通过热疗改善感染 CMD 的木薯母株健康状况,进而提高 BFM206 和 BFM260 这两个木薯品种分生组织培养的成功率,相关研究成果发表在《Discover Plants》上。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。他们选用来自布基纳法索不同地区的 BFM206 和 BFM260 木薯品种的插条作为实验材料,这些插条均感染了 CMD。实验采用裂区设计,设置热疗处理组和对照组。热疗处理组的插条在热疗室中接受特定温度变化的处理,而对照组则在田间种植。之后,利用处理后的插条新长出的芽作为母株进行分生组织培养,在无菌条件下对分生组织进行处理和培养。

研究结果如下:

  1. 木薯花叶病的发病率和严重程度:热疗处理后,BFM206 品种的发病率和严重程度呈锯齿状变化,而 BFM260 品种则逐渐下降,且 BFM260 品种在热疗后严重程度下降显著。
  2. 分生组织再生率和愈伤组织形成率:热疗处理下,BFM260 品种的分生组织再生率(MRR)显著高于 BFM206 品种,分别为 60.90±12.58% 和 34.50±10.93%。在对照组中,两个品种的 MRR 相似。而愈伤组织形成率(CFR)在两个品种间无显著差异。
  3. 分生组织生长参数:热疗处理下,BFM260 品种的节点数(5.92±2.36)和茎数(2.62±0.60)显著高于对照组,而 BFM206 品种在热疗和对照组之间这些参数相似。在根的发育方面,对照组两个品种均未生根,热疗处理下 BFM260 品种的根发育更好。叶的数量在两个品种间差异不显著。

研究结论和讨论部分指出,热疗对 BFM260 品种的 CMD 严重程度有显著降低作用,同时增加了该品种植株的节点数和茎数。这一结果表明热疗对 BFM260 品种分生组织培养效果显著,为提高木薯种植材料质量提供了有力支持。然而,研究也发现不同品种对热疗的反应存在差异,这提示在实际应用中需要根据不同品种的特性调整热疗方案。此外,高愈伤组织形成率可能导致植株遗传稳定性问题,未来还需进一步评估。这项研究为布基纳法索乃至其他木薯种植地区带来了新的希望,有望通过优化热疗技术和分生组织培养方法,大规模生产健康的木薯种植材料,提升木薯产量,保障粮食安全,助力当地农业发展。
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