Heat treatment and meristem culture for the production of virus-free plant material

To obtain virus-free material from plant species or cultivars which are vegetatively propagated and totally infected with virus, three methods were developed. Heat treatment (with hot water or hot air) resulting in an inactivation or an inhibition of the multiplication of the virus has been successful in several cases (a.o. sugar-cane, fruit trees). However, there are viruses which are not inactivated by heat; to obtain virus-free material from plants infected with such viruses the small tip meristems are isolated and cultivated on nutrient media because in several cases the tip meristem of systemically infected plants appeared to be virus-free. The possibilities of this method and the difficulties in composing suitable nutrient media for further shoot development and rooting are treated in detail. Because the tip meristem is very small (0.1 mm) the percentage of growing meristems is not always satisfactory. To increase this percentage a combination of heat treatment and meristem culture has been applied. This gives the possibility of using somewhat larger stem tips (1 mm) which grow better on the nutrient media and may still be virus-free. It always remains necessary to test the treated material for presence of virus. A list is given of crop plants from which virus-free stocks are obtained in The Netherlands and other countries.Samenvatting Directe chemische bestrijding van virussen in de plant is niet mogelijk zonder de gastheer te schaden. De verspreiding van virussen, die op andere wijze dan door vectoren worden overgebracht, kan evenmin door chemische middelen voorkomen worden. Daardoor kunnen soorten en cultivars, die uitsluitend vegetatief vermeerderd worden, volledig met virus besmet raken. Voor deze plantesoorten of cultivars zijn methoden ontwikkeld door middel waarvan virusvrij plantenmateriaal verkregen kan worden, nl. toepassing van warmte, van meristeemcultuur en van een combinatie van beide. Warmte kan worden toegepast op twee manieren nl. als warm water en als warme lucht. Bij de eerste wordt het zieke gewas behandeld en bij de tweede uit het behandelde gewas virusvrij vermeerderingsmateriaal geïsoleerd en opgekweekt. De eerste methode werd met succes toegepast op sereh-zieke suikerrietstekken; verscheidene fruitgewassen zijn door middel van warme lucht virusvrij gemaakt.Wanneer warmtebehandeling niet tot het gewenste resultaat leidt, kan men door middel van meristeemcultuur proberen virusvrije planten te verkrijgen. Het meristematisch weefsel aan de top blijkt nl. in vele gevallen geen virus te bevatten. Door deze topjes te isoleren en op een voedingsbodem over te brengen is het mogelijk een plant op te kweken, die geen virus bevat. Deze cultuur stelt hoge eisen aan de voedingsbodems; deze zijn voor de scheutvorming en de beworteling zeer verschillend en dikwijls voor elke plantesoort en cultivar ook. Door de plant vóór de isolatie van het topmeristeem een warmtebehandeling te laten ondergaan kan men de stengeltopjes iets groter nemen d.w.z. met twee bladprimordia; daardoor wordt de kans dat het geïsoleerde weefsel zich ook verder tot een plantje ontwikkelt groter. Het blijft altijd noodzakelijk om het behandelde of het opgekweekte materiaal op aanwezigheid van virus te toetsen. Van verscheidene gewassen worden met behulp van meristeemcultuur — al of niet in combinatie met warmtebehandeling — reeds grote hoeveelheden virusvrij materiaal gekweekt. Behalve praktisch belang heeft dit laatste ook grote betekenis voor het onderzoek naar de invloed van een bepaald virus op de produktie en de kwaliteit van een gewas. Plantesoorten en cultivars waarvan in Nederland en andere landen virusvrij materiaal verkregen is worden opgenoemd.Lecture held at the VIth Int. Congr. Plant Protection, Vienna, 30 aug.–6 sept. 1967