CN101012448A - 羊草耐盐体细胞突变体筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种羊草耐盐体细胞突变体筛选方法,属于羊草基因工程和遗传育种领域。包括成熟胚诱导愈伤组织再生,体细胞突变体筛选体系的建立,获得耐盐试管苗。优点在于以羊草成熟种子为外植体,筛选的培养基能够高效诱导羊草成熟胚形成愈伤组织并且能够高效再生;该方法操作简便,效果好,适应性广,利用该方法改良羊草品种具有时间短、效率高等特点,培育一个抗盐碱新品种比常规育种方法能提前3~4年完成。
Description
技术领域
本发明属于羊草基因工程和遗传育种领域。
背景技术
羊草(Leymus chinensis)是我省西部地区广泛生长的营养价值较高的优良禾本科牧草,具有一定的抗旱、耐盐碱的能力,发展羊草生产,培育优良羊草品种具有重要的经济和社会意义。
目前,羊草育种研究主要以选择育种为主,育种方法本身限制了羊草品种改良的速度和效率,培育的羊草品种满足不了生产的需要。采用传统的育种方法,选育耐盐品种极为缓慢。植物组织和细胞培养技术的发展提供了作物改良一个新途径,在组织培养过程中,植物的体细胞会发生各种各样的变异。利用植物细胞的全能性,可以将突变细胞培养成完整的植株,从而丰富植物的遗传变异,选育出新的品种和类型。运用生物学的方法进行植物改良、提高作物对高盐环境的适应能力,从而减少盐渍对农业生产的影响,这一途径比较经济有效,因而多年来一直是盐渍化地区作物改良的重要课题。植物组织和细胞培养技术的发展提供了作物改良一个新途径,利用细胞培养系统、直接以盐作为选择压力进行耐盐性突变体的选择,已经在多种植物中得到应用。开展羊草体细胞突变体筛选技术研究,能够为羊草育种和生产开拓新的途经,具有重要的理论和实践意义。
近年来有关植物抗盐性方面的研究日趋深入,研究比较多的是在中性盐(NaCl)胁迫苗期方面的研究,而在组织培养过程中进行耐盐胁迫研究方面很少见到报道。因为生长在盐碱环境中的植物细胞首先面临高盐分引起的渗透胁迫,对细胞渗透调节的研究可能提供植物耐盐性选择的新策略。在牧草方面,利用植物组织、细胞培养技术,从高等植物细胞中筛选耐盐细胞无性系及其变异体或突变体的研究并不多见。有关羊草的抗盐碱研究多在苗期,对于羊草愈伤组织的抗盐碱及突变体筛选技术还没有人进行过研究。
发明内容
本发明提供一种羊草耐盐体细胞突变体筛选方法,目的在于建立一种简便、经济、有效的获得耐盐碱羊草新品种的方法。
本发明采取的技术方案是:包括下列步骤:
一、成熟胚诱导愈伤组织再生:
a.种子的处理:
取充分成熟、结构完整的供试羊草种子,剥去种皮,用赤霉素50-150ppm GA3处理48小时破除休眠,再用70%乙醇和0.1%升汞消毒处理;
b.愈伤组织的诱导和继代:
诱导培养基用MS培养基,激素为2,4-D,浓度为2~4mg/L,将消毒处理后的植物种子接种到诱导培养基上,培养7~15天,获得愈伤组织;
将愈伤组织接种到继代培养基上培养,10~20天继代一次,继代3-5次,该继代培养基采用MS培养基,激素为2,4-D,浓度为2mg/L;
c.愈伤组织的再生:
将继代生长良好的愈伤组织接种到分化培养基上,分化培养基:MS+6-BA,浓度为1.0~2.0mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/g/L;培养温度为26±2℃,每天光照14h,光照强度2000lx;
将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养20~40天,该生根培养基为:1/4MS+NAA,1.0~2.0mg/L;
二、体细胞突变体筛选体系的建立
配置1M的中性盐溶液,含1MNaCl,与MS培养基分别以121℃,20分钟高温灭菌后,按以下比例混合配制含盐培养基;
第一次:设9个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 50 100 150 200 250 300 350 400
第二次:设8个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 80 100 120 140 160 180 200
用已经继代培养3~5代、生长旺盛、状态良好且具有胚性的植物愈伤组织进行耐盐性筛选;首先确定羊草愈伤组织耐盐临界浓度,该临界浓度为在该浓度中,植物愈伤组织成活率为1%~5%,取在MS培养基中继代培养生长状态良好的胚性愈伤组织,分别接种于以上不同盐浓度的含盐培养基中;在26℃温室中进行暗培养,分别于第8天,第16天观察羊草愈伤组织生长情况,按羊草愈伤组织耐盐临界浓度确定的植物愈伤组织成活率为1%~5%,得出:羊草愈伤组织耐盐临界浓度采用180mmol/L,在含盐培养基上,直接从该高于临界浓度的培养基中筛选成活的羊草愈伤组织,相同方法,逐代筛选,共筛选3-4代成活植物愈伤组织;
三、获得耐盐试管苗:
将筛选出的3-4代成活植物愈伤组织接种到分化培养基、生根培养基上,获得耐盐试管苗,产生种子获得耐盐品种;其中分化培养基为:MS+6-BA,浓度为1.0~2.0mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/L;分化培养温度为26±2℃,每天光照14小时,光照强度2000lx;将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养10~30天,该生根培养基为:1/4MS+NAA;1.0~2.0mg/L。
观察发现,羊草体细胞突变体分化时与正常分化苗相比,形成的胚状体有明显的不同。而且长出的植株茎叶直立,颜色浓绿,与同龄植株对照显得十分矮小。通过对羊草愈伤组织的耐盐碱性选择,说明提高植物细胞增强耐盐性的选择途径是有效的。
本发明的优点在于提供了我国特有的优质牧草——羊草体细胞突变体筛选方法。这种方法以羊草成熟种子为外植体,容易获得;筛选的培养基能够高效诱导羊草成熟胚形成愈伤组织并且能够高效再生;本发明首次建立了羊草体细胞突变体筛选技术体系;该方法操作简便,效果好,适应性广,利用该方法改良羊草品种具有时间短、效率高等特点,培育一个抗盐碱新品种比常规育种方法能提前3~4年完成。
具体实施方式
实施例1
一、羊草成熟胚诱导愈伤组织再生
1.羊草种子的处理
取充分成熟、结构完整的供试羊草种子,剥去种皮,用赤霉素50ppm GA3处理48小时破除休眠,再用70%乙醇和0.1%升汞消毒处理。
2.愈伤组织的诱导和继代
诱导培养基用MS培养基,具体为琼脂8g/L,蔗糖40g/L,水解酪蛋白200mg/L,pH6.0,激素为2,4-D,即2,4-2奈氧乙酸,浓度2mg/L,将消毒处理后的植物种子接种到诱导培养基上,培养15天,获得愈伤组织;
将愈伤组织接种到继代培养基上培养,10~20天继代一次,继代3次,继代基本培养基用MS培养基,具体为琼脂8g/L,蔗糖40g/L,水解酪蛋白200mg/LpH6.0,激素为2,4-D,浓度2mg/L;
3.羊草愈伤组织的再生
将继代生长良好的愈伤组织接种到分化培养基上,分化培养基:MS+6-BA,其中6-BA为6-苄基腺嘌呤,浓度为1.0mg/L;2,4-D浓度为1.0mg/L;培养温度设置为26±2℃,每天光照14h,光照强度2000lx;
将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养20~40天,生根培养基:1/4MS+NAA,浓度1.0mg/L,其中1/4MS,即琼脂8g/L,蔗糖10g/L,水解酪蛋白200mg/L,pH6.0;
二、羊草体细胞突变体筛选技术体系的建立
配置1M的中性盐溶液,含1MNaCl,与MS培养基分别以121℃,20分钟高温灭菌后,按以下比例混合配制含盐培养基;
第一次:设9个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 50 100 150 200 250 300 350 400
第二次:设8个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 80 100 120 140 160 180 200
用已经继代培养3~5代、生长旺盛、状态良好且具有胚性的植物愈伤组织进行耐盐性筛选;首先确定羊草愈伤组织耐盐临界浓度,该临界浓度为在该浓度中,植物愈伤组织成活率为1%~5%,取在MS培养基中继代培养生长状态良好的胚性愈伤组织,分别接种于以上不同盐浓度的含盐培养基中;在26℃温室中进行暗培养,分别于第8天,第16天观察羊草愈伤组织生长情况,按羊草愈伤组织耐盐临界浓度确定的植物愈伤组织成活率为1%~5%,得出:羊草愈伤组织耐盐临界浓度采用180mmol/L,在含盐培养基上,直接从该高于临界浓度的培养基中筛选成活的羊草愈伤组织,相同方法,逐代筛选,共筛选3代成活植物愈伤组织;
三、获得耐盐变异系试管苗:
将筛选出的3代成活植物愈伤组织接种到分化培养基、生根培养基上,获得耐盐试管苗,产生种子获得耐盐品种;其中分化培养基为:MS+6-BA,浓度为1.0mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/L;分化培养温度为26±2℃,每天光照14小时,光照强度2000lx;将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养10~30天,该生根培养基为:1/4MS+NAA;1.0mg/L。
实施例2
一、羊草成熟胚诱导愈伤组织再生
1.羊草种子的处理
取充分成熟、结构完整的供试羊草种子,剥去种皮,用赤霉素100ppm GA3处理48小时破除休眠,再用70%乙醇和0.1%升汞消毒处理。
2.愈伤组织的诱导和继代
诱导培养基用MS培养基,具体为琼脂8g/L,蔗糖40g/L,水解酪蛋白200mg/L,pH6.0,激素为2,4-D,即2,4-2奈氧乙酸,浓度3mg/L,将消毒处理后的植物种子接种到诱导培养基上,培养10天,获得愈伤组织;
将愈伤组织接种到继代培养基上培养,10~20天继代一次,继代4次,继代基本培养基用MS培养基,具体为琼脂8g/L,蔗糖40g/L,水解酪蛋白200mg/LpH6.0,激素为2,4-D,浓度2mg/L;
3.羊草愈伤组织的再生
将继代生长良好的愈伤组织接种到分化培养基上,分化培养基:MS+6-BA,其中6-BA为6-苄基腺嘌呤,浓度为1.0~2.0mg/L;2,4-D浓度为1.0mg/L;培养温度设置为26±2℃,每天光照14h,光照强度2000lx;
将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养20~40天,生根培养基:1/4MS+NAA,浓度1.5mg/L,其中1/4MS,即琼脂8g/L,蔗糖10g/L,水解酪蛋白200mg/L,pH6.0;
二、羊草体细胞突变体筛选技术体系的建立
配置1M的中性盐溶液,含1MNaCl,与MS培养基分别以121℃,20分钟高温灭菌后,按以下比例混合配制含盐培养基;
第一次:设9个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 50 100 150 200 250 300 350 400
第二次:设8个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 80 100 120 140 160 180 200
用已经继代培养3~5代、生长旺盛、状态良好且具有胚性的植物愈伤组织进行耐盐性筛选;首先确定羊草愈伤组织耐盐临界浓度,该临界浓度为在该浓度中,植物愈伤组织成活率为1%~5%,取在MS培养基中继代培养生长状态良好的胚性愈伤组织,分别接种于以上不同盐浓度的含盐培养基中;在26℃温室中进行暗培养,分别于第8天,第16天观察羊草愈伤组织生长情况,按羊草愈伤组织耐盐临界浓度确定的植物愈伤组织成活率为1%~5%,得出:羊草愈伤组织耐盐临界浓度采用180mmol/L,在含盐培养基上,直接从该高于临界浓度的培养基中筛选成活的羊草愈伤组织,相同方法,逐代筛选,共筛选3-4代成活植物愈伤组织;
三、获得耐盐变异系试管苗:
将筛选出的3-4代成活植物愈伤组织接种到分化培养基、生根培养基上,获得耐盐试管苗,产生种子获得耐盐品种;其中分化培养基为:MS+6-BA,浓度为1.5mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/L;分化培养温度为26±2℃,每天光照14小时,光照强度2000lx;将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养10~30天,该生根培养基为:1/4MS+NAA;1.5mg/L。
实施例3
一、羊草成熟胚诱导愈伤组织再生
1.羊草种子的处理
取充分成熟、结构完整的供试羊草种子,剥去种皮,用赤霉素150ppm GA3处理48小时破除休眠,再用70%乙醇和0.1%升汞消毒处理。
2.愈伤组织的诱导和继代
诱导培养基用MS培养基,具体为琼脂8g/L,蔗糖40g/L,水解酪蛋白200mg/L,pH6.0,激素为2,4-D,即2,4-2奈氧乙酸,浓度4mg/L,将消毒处理后的植物种子接种到诱导培养基上,培养7天,获得愈伤组织;
将愈伤组织接种到继代培养基上培养,10~20天继代一次,继代5次,继代基本培养基用MS培养基,具体为琼脂8g/L,蔗糖40g/L,水解酪蛋白200mg/LpH6.0,激素为2,4-D,浓度2mg/L;
3.羊草愈伤组织的再生
将继代生长良好的愈伤组织接种到分化培养基上,分化培养基:MS+6-BA,其中6-BA为6-苄基腺嘌呤,浓度为2.0mg/L;2,4-D浓度为1.0mg/L;培养温度设置为26±2℃,每天光照14h,光照强度2000lx;
将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养20~40天,生根培养基:1/4MS+NAA,浓度2.0mg/L,其中1/4MS,即琼脂8g/L,蔗糖10g/L,水解酪蛋白200mg/L,pH6.0;
二、羊草体细胞突变体筛选技术体系的建立
配置1M的中性盐溶液,含1MNaCl,与MS培养基分别以121℃,20分钟高温灭菌后,按以下比例混合配制含盐培养基;
第一次:设9个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 50 100 150 200 250 300 350 400
第二次:设8个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 80 100 120 140 160 180 200
用已经继代培养3~5代、生长旺盛、状态良好且具有胚性的植物愈伤组织进行耐盐性筛选;首先确定羊草愈伤组织耐盐临界浓度,该临界浓度为在该浓度中,植物愈伤组织成活率为1%~5%,取在MS培养基中继代培养生长状态良好的胚性愈伤组织,分别接种于以上不同盐浓度的含盐培养基中;在26℃温室中进行暗培养,分别于第8天,第16天观察羊草愈伤组织生长情况,按羊草愈伤组织耐盐临界浓度确定的植物愈伤组织成活率为1%~5%,得出:羊草愈伤组织耐盐临界浓度采用180mmol/L,在含盐培养基上,直接从该高于临界浓度的培养基中筛选成活的羊草愈伤组织,相同方法,逐代筛选,共筛选3-4代成活植物愈伤组织;
三、获得耐盐变异系试管苗:
将筛选出的3-4代成活植物愈伤组织接种到分化培养基、生根培养基上,获得耐盐试管苗,产生种子获得耐盐品种;其中分化培养基为:MS+6-BA,浓度为2.0mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/L;分化培养温度为26±2℃,每天光照14小时,光照强度2000lx;将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养10~30天,该生根培养基为:1/4MS+NAA;2.0mg/L。
Claims (1)
1、一种羊草耐盐体细胞突变体筛选方法,包括下列步骤:
一、成熟胚诱导愈伤组织再生:
a.种子的处理:
取充分成熟、结构完整的供试羊草种子,剥去种皮,用赤霉素50-150ppm GA3处理48小时破除休眠,再用70%乙醇和0.1%升汞消毒处理;
b.愈伤组织的诱导和继代:
诱导培养基用MS培养基,激素为2,4-D,浓度为2~4mg/L,将消毒处理后的植物种子接种到诱导培养基上,培养7~15天,获得愈伤组织;
将愈伤组织接种到继代培养基上培养,10~20天继代一次,继代3-5次,该继代培养基采用MS培养基,激素为2,4-D,浓度为2mg/L;
c.愈伤组织的再生:
将继代生长良好的愈伤组织接种到分化培养基上,分化培养基:MS+6-BA,浓度为1.0~2.0mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/L;培养温度为26±2℃,每天光照14h,光照强度20001x;
将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养20~40天,该生根培养基为:1/4MS+NAA,1.0~2.0mg/L;
二、体细胞突变体筛选体系的建立
配置1M的中性盐溶液,含1MNaCl,与MS培养基分别以121℃,20分钟高温灭菌后,按以下比例混合配制含盐培养基;
第一次:设9个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 50 100 150 200 250 300 350 400
第二次:设8个盐浓度梯度为:
含盐量(mmol/L)MS 0 80 100 120 140 160 180 200
用已经继代培养3~5代、生长旺盛、状态良好且具有胚性的植物愈伤组织进行耐盐性筛选;首先确定羊草愈伤组织耐盐临界浓度,该临界浓度为在该浓度中,植物愈伤组织成活率为1%~5%,取在MS培养基中继代培养生长状态良好的胚性愈伤组织,分别接种于以上不同盐浓度的含盐培养基中;在26℃温室中进行暗培养,分别于第8天,第16天观察羊草愈伤组织生长情况,按羊草愈伤组织耐盐临界浓度确定的植物愈伤组织成活率为1%~5%,得出:羊草愈伤组织耐盐临界浓度采用180mmol/L,在含盐培养基上,直接从该高于临界浓度的培养基中筛选成活的羊草愈伤组织,相同方法,逐代筛选,共筛选3-4代成活植物愈伤组织;
三、获得耐盐试管苗:
将筛选出的3-4代成活植物愈伤组织接种到分化培养基、生根培养基上,获得耐盐试管苗,产生种子获得耐盐品种;其中分化培养基为:MS+6-BA,浓度为1.0~2.0mg/L;激素为2,4-D,浓度为1.0mg/L;分化培养温度为26±2℃,每天光照14小时,光照强度20001x;将分化出的丛生芽接种到生根培养基上,培养10~30天,该生根培养基为:l/4MS+NAA;1.0~2.0mg/L。
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CNA200610163263XA CN101012448A (zh) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | 羊草耐盐体细胞突变体筛选方法 |
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CNA200610163263XA CN101012448A (zh) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | 羊草耐盐体细胞突变体筛选方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070808 |