CN102907328A

CN102907328A - 利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法

Info

Publication number: CN102907328A
Application number: CN2012104534507A
Authority: CN
Inventors: 王俊刚; 赵婷婷; 张树珍; 杨本鹏; 冯翠莲; 王文治; 熊国如
Original assignee: Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: CN102907328B

Abstract

本发明属植物栽培领域，涉及一种利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法，包括诱导培养过程、分化培养过程、增殖培养过程和生根培养过程，所述生根培养基是以MS培养基为基础培养基，并添加NAA、蔗糖、卡拉胶、微量元素；所述微量元素是指游离状的镧离子、铈离子、硅离子、镨离子、钬离子、铒离子、铥离子、镱离子和镥离子。本发明通过在生根培养基中添加微量元素，解决了组培苗单一植株生根数少、二级根系不发达的问题，有效地提高组培苗的生根数，假植效果好，具有成本低、生根数高、移苗成活率高等特点，实用性强，推广性好。

Description

利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法

技术领域

本发明属植物栽培领域，涉及一种甘蔗组培苗生根的方法，具体是一种利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法。

背景技术

甘蔗（Saccharum officinarum L.）是我国最主要的糖料作物，也是世界主要能源作物，甘蔗糖产量占我国食糖总产量的 90％以上。甘蔗是无性繁殖作物，也是多年宿根栽培作物，多年种植尤其是宿根种植易遭一些病原物的反复侵染和危害。甘蔗的主要病害为花叶病、宿根矮化病等，一般宿根矮化病可使甘蔗减产10～30%，花叶病使甘蔗减产10～40%，干旱地区病害更为严重。早在 20世纪 70年代末，巴西等国就开始对甘蔗健康种苗进行研究，80 年代中期，健康种苗生产已获成功，并在甘蔗生产上推广使用。国内的许莉萍等在90 年代开始通过组织培养和腋芽培养的方法培育甘蔗健康种苗，以去除甘蔗花叶病和宿根矮化病，能够提高甘蔗产量15%以上，蔗糖份含量提高0.5%以上。

目前，甘蔗组培苗生产是利用适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下，通过诱导出愈伤组织、不定芽、不定根等培养步骤，最后形成完整的植株，其幼苗根系吸收能力不强，抗逆性较差，假植成活率只有 70％左右，有时甚至低于 50％，大多都是因为瓶苗单一植株生根数少，二级根系不发达，假植后不能适应外界环境而死亡，虽然假植苗成活率受各种因素影响，但苗的生根质量程度对其至关重要。另外，随着基因工程技术的发展，甘蔗分子育种也是性状改良的重要手段，其培育过程同样涉及甘蔗苗的组培，也存在转基因小苗生根问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法，通过在生根培养基中添加微量元素，解决了组培苗单一植株生根数少、二级根系不发达的问题，有效地提高组培苗的生根数，提高假植成活率。

本发明所采用的技术方案：

一种利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法，包括诱导培养过程、分化培养过程、增殖培养过程和生根培养过程，其具体步骤如下：

1、诱导培养过程

取成熟蔗茎并切成带单芽或双芽的茎段，进行预处理；以甘蔗腋芽为外质体，取1～2mm的茎尖分生组织接种到诱导培养基中进行培养；诱导培养基采用现有常用培养基。

2、分化培养过程

选取健壮腋芽生长点，接种到分化培养基中培养至分化出丛生芽；分化培养基采用现有常用培养基。

3、增殖培养过程

选取丛生芽接种到增殖培养基中进行增殖培养，培养 15 天即可增殖出丛芽；增殖培养采用现有常用培养基。

4、生根培养过程

将经过增殖培养的丛生芽分切成单株，接种到生根培养基中，在培养室温度为 25℃～28℃，光照 12 h，光照强度为1300 lx～1600lx 的条件下培养25～35 天，单株苗即可实现长大成生根苗。所述生根培养基是以MS培养基为基础培养基，并添加1.0～1.5mg/L NAA、15.0～25.0g/L蔗糖、 6.0～10.0g/L 卡拉胶、微量元素；所述微量元素是指游离状的镧离子、铈离子、硅离子、镨离子、钬离子、铒离子、铥离子、镱离子和镥离子，其含量分别为0.5～3.0mmol/L。

上述生根培养基的制备工艺：按配方先称取卡拉胶、蔗糖，煮沸后再加入配方中的其余各种原料，用蒸馏水定容至所要配制的培养基总量后，再用1mol/L 的 NaOH溶液或1mol/L 的 HCl溶液调节 pH 值至5.8；然后，分装到容器中封口；在 1.2 kg/cm² 压力下灭菌20分钟，冷却凝固后即为生根培养基。

在甘蔗的茎尖培养、腋芽繁殖、转基因的愈伤组织分化培养过程中，经常出现芽丛生长旺盛，而转入生根培养的时，苗的生根率不高，成活率低。为了探讨有效增加甘蔗瓶苗生根数量的的方法，发明人将微量元素作为甘蔗组织培养的添加剂，设计了生根培养基，并作了生根培养基中使用上述游离状的微量元素（浓度梯度分别为0～3mmol/L）对甘蔗单株组培苗生根率影响的试验。结果见表1。

表 1 生根培养基中含不同浓度微量元素对组培苗芽生根的影响

注：表 1 采用字母标记方法来表示多重比较结果，按照统计分析平均数多重比较标记字母法规定，用小写拉丁字母 a、b、c、d......表示差异显著水平 α ＝ 0.05，用大写拉丁字母 A、B、C、D...... 表示差异显著水平 α ＝ 0.01。先将各处理平均数由大到小排列，最大平均数后标记 a 或 A，并将该平均数与以下各平均数相比，差异显著的依次标记 b 或 B。依次类推，不显著的标记同一字母。两平均数之间凡有相同字母的即为差异不显著，否则为差异显著。

结果显示，生根培养基中含0.5～-3.0mmol/L微量元素，可以有效提高甘蔗瓶苗的生根数量；其中，以含1.5mmol/L微量元素的生根效果为最好。微量元素加入能够尽量模拟植物的生长环境，刺激植物本身激素的释，促进植物生根。经多次试验和统计分析，表明甘蔗组织培养分化丛芽后，使用含1.5mmol/L微量元素的生根培养基，平均生根数得到11.5条，提高了一倍，效果显著。所述一级根是指从组培苗基本生长的根，根长 >1.5 mm为统计数，二级根指从一级根上长出的侧根，根长 >1.0 mm为统计数。

对比试验：以MS培养基为基础培养基，分别添加NAA、NAA+微量元素进行对比试验，结果见表 2。

表 2生根培养基中使用NAA与微量元素对比试验结果

结果显示，添加微量元素后生根培养基的生根率较高，每株平均一级生根数达11.8根，比单纯添加NAA的生根培养基的一级生根数提高提高28%，二级有效根数提高了31%，呈显著性差异。从苗的长势上看，添加微量元素的培养基培养的甘蔗苗叶片直立，浓绿，茎硬度增强，而只添加NAA的培养基培养的甘蔗苗叶片下垂，淡绿。

本发明通过在生根培养基中添加微量元素，解决了组培苗单一植株生根数少、二级根系不发达的问题，有效地提高组培苗的生根数，假植效果好，具有成本低、生根数高、移苗成活率高等特点，实用性强，推广性好。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。

实施例一、

1、材料选择：采取成熟FR93-345蔗茎并切成带单芽或双芽的茎段；茎段用洗涤剂进行清洗，再用清水冲洗干净；用热水进行热处理30分钟；然后把处理过的蔗茎置于38-40℃的培养箱中进行恒温热处理出苗。

2、诱导培养：在超净台上，用手术刀取芽基部至顶端15cm处芽基，利用千分之一升汞消毒15分钟剥去外层叶片，取其1～2mm的芽尖分生组织进行培养，接种到pH为 5.8 的诱导培养基【MS+2 mg/L 2.4-D＋30g/L 蔗糖＋8g/L 卡拉胶】中；培养室温度为 25℃～28℃，光培养。

3、分化培养：选取健康芽基本膨大芽顶，接种到pH 值为5.8 的分化培养基【MS+1.0 mg/L BA+0.2 mg/L KT ＋30g/L 蔗糖＋ 8g/L 卡拉胶】中，培养 20天即可分化出丛生芽；培养室温度为 25℃～28℃，光照 10 h，光照强度为1100 lx～1600 lx。

4、增殖培养：分化培养 20 天，将丛生芽转接到pH 为5.8的增殖培养基【MS+2 mg/L BA+30g/L 蔗糖+8g/L卡拉胶】中，每 20天增殖一次；培养室温度为 25℃～28℃，光培养。

5、生根培养：将经过增殖培养的丛生芽分切成单株苗，接种到生根培养基中【MS+1.5mmol/L 微量元素（游离状的微量元素离子，含量分别为1.5mmol/L）＋1.0mg/L NAA＋30 g/L蔗糖＋8g/L卡拉胶】，pH值为5.8 ；培养 30天后单株苗即可完成生根，培养室温度为 25℃～28℃，光照 12 h，光照强度为1300 lx～1600 lx。

实施例二、

1、材料选择：参照实施例一的材料选择。

2、诱导培养：参照实施例一的诱导培养。

3、分化培养：参照实施例一的分化培养。

4、增殖培养：参照实施例一的增殖培养。

5、生根培养：将经过增殖培养的丛生芽分切成单株苗，接种到生根培养基【MS+0.5mmol/L 微量元素（游离状的微量元素离子，含量分别为0.5mmol/L）＋1.2mg/L NAA＋26 g/L蔗糖＋10g/L卡拉胶】中，pH值为5.8；培养 30天后单株苗即可完成生根，培养室温度为 25℃～28℃，光照 12 h，光照强度为 1300 lx～1600 lx。

实施例三、

1、材料选择：参照实施例一的材料选择。

2、诱导培养：参照实施例一的诱导培养。

3、分化培养：参照实施例一的分化培养。

4、增殖培养：参照实施例一的增殖培养。

5、生根培养：将经过增殖培养的丛生芽分切成单株苗，接种到生根培养基【MS+3mmol/L 微量元素（游离状的微量元素离子，含量分别为3.0mmol/L）＋1.4mg/L NAA＋33 g/L蔗糖＋6g/L卡拉胶】中，pH值5.8；培养 30天后单株苗即可完成生根，培养室温度为25℃～28℃，光照12 h，光照强度为 1300 lx～1600 lx。

对比试验：

以实施例一、实施例二、实施例三所得生根培养基进行组培苗生根实验。对照为：生根培养基（MS＋2.0mg/L NAA）。其他条培养条件相同，结果见表3。

表 3生根培养基中使用NAA与微量元素对比试验结果

有结果可以看出，采用本发明的生根培养基与对照相比，较大幅度地提高组培苗的一级生根数、二级生根数，移苗成活率也较为提高，解决了组培苗生根数少、二级根系不发达的问题，有效地提高组培苗根系吸收能力以及抗逆性，提高成活率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法，其特征在于，包括诱导培养过程、分化培养过程、增殖培养过程和生根培养过程，其具体步骤如下：

1）、诱导培养过程

取成熟蔗茎并切成带单芽或双芽的茎段，进行预处理；以甘蔗腋芽为外质体，取1～2mm的茎尖分生组织接种到诱导培养基中进行培养；

2）、分化培养过程

选取健壮腋芽生长点，接种到分化培养基中培养至分化出丛生芽；

3）、增殖培养过程

选取丛生芽接种到增殖培养基中进行增殖培养，培养 15 天即可增殖出丛芽；

4）、生根培养过程

将经过增殖培养的丛生芽分切成单株，接种到生根培养基中，在培养室温度为 25℃～28℃，光照 12 h，光照强度为1300 lx～1600lx 的条件下培养25～35 天，单株苗即可实现长大成生根苗；所述生根培养基是以MS培养基为基础培养基，并添加1.0～1.5mg/L NAA、15.0～25.0g/L蔗糖、 6.0～10.0g/L 卡拉胶、微量元素；所述微量元素是指游离状的镧离子、铈离子、硅离子、镨离子、钬离子、铒离子、铥离子、镱离子和镥离子，其含量分别为0.5～3.0mmol/L。

2.根据权利要求1所述的利用微量元素促进甘蔗组培苗生根的方法，其特征在于：所述生根培养基的制备工艺：按配方先称取卡拉胶、蔗糖，煮沸后再加入配方中的其余各种原料，用蒸馏水定容至所要配制的培养基总量后，再用1mol/L 的 NaOH溶液或1mol/L 的 HCl溶液调节pH 值至5.8，然后分装到容器中封口；在 1.2 kg/cm² 压力下灭菌 20分钟，冷却凝固后即为生根培养基。