CN103416300B - 利用半夏茎快速育种的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用半夏茎快速育种的方法，属于中药资源领域。本发明的技术问题是提供一种利用半夏茎快速育种的方法，该方法繁殖周期短。本发明的技术方案是利用半夏茎快速育种的方法，包括如下步骤：a、接种；b、诱导培养。本发明方法利用半夏的非药用部位进行组织培育、育种速度快、生产成本低，适用于半夏种子的大规模、快速、规范化育种。本发明还提供了用于半夏育种的培养盒，包括盒身和盒盖，其中盒身和盒盖为方形，盒盖上设有通气口，通气口上设有通气盖，通气口与通气盖通过螺纹连接。本发明的用于半夏育种的培养盒能充分利用空间，有利于空气的流通，可以提高育种效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用半夏茎快速育种的方法，属于中药领域。
背景技术
半夏为天南星科多年生草本植物，是一种重要中药材，具有燥湿化痰，和胃止呕等功能。传统的半夏是在实验室生产脱毒苗的基础上，经过移载温室、网室、野外载培完成。这种繁殖方式的繁殖周期一般需要7～16个月，一年只能进行1～2次繁殖，不利于大规模生产。
发明内容
本发明的技术问题是提供一种利用半夏茎快速育种的方法，该方法繁殖周期短。
本发明的技术方案是利用半夏茎快速育种的方法，包括如下步骤：
a、接种：将MS培养基置于培养盒中，在无菌条件下切下脱毒苗的珠芽和叶柄，再将珠芽和叶柄分别切为3～5个节段，切好的节段接种到MS培养基中；其中，脱毒苗是以半夏茎叶培养30～40天得到的；
b、诱导培养：将接种好的节段培养1～2周，节段上长出愈伤组织，再将每个节段切为5～10个小节段，继续培养4～6周，小节段即成为半夏种子；其中，夜间培养温度为10～15℃，白天培养温度为20～25℃。
其中，步骤b中为黑暗培养。
进一步的，步骤b中按1.0×1.0cm～1.5×1.5cm密度接种切好的小节段。
进一步的，步骤b中每个培养盒接种200～240个节段。
进一步的，步骤b中将接种好半夏的培养盒放在培养架上培养，培养架层与层之间的距离为40～50cm。
本发明还提供了用于半夏育种的培养盒，包括盒身和盒盖，其中，盒身和盒盖为方形，盒盖上设有通气口，通气口上设有通气盖，通气口与通气盖通过螺纹连接。
进一步的，所述通气盖上具有至少1个透气孔。所述
进一步的，所述的培养盒由耐120℃高温的材料制成。
进一步的，所述的耐120℃高温的材料为聚丙烯。
进一步的，所述的培养盒高4～5cm，长、宽为20～30cm。
本发明的有益效果：本发明方法具有利用半夏非药用部位培育、育种速度快、应用成本低的优点。其培养周期短，仅1.5～2个月即可得到半夏种子，该种子具有生根发芽的能力，可用于半夏的人工快繁。本发明方法中培养材料来自脱毒苗，为无性繁殖，不易再感染病毒，且性状能得到保持。本发明方法的成种率95％以上，一年可无性繁殖6～7次。本发明方法操作简单，不添加任何激素、添加剂等，生产成本低，适用于半夏种子的大规模、快速、规范化育种。本发明的用于半夏育种的培养盒能充分利用空间，有利于空气的流通，可以提高育种效果。
附图说明
图1半夏植株。
图2叶柄。
图3珠芽。
图4本发明培养盒示意图。
图5本发明培养盒的通气盖的示意图。
图6本发明培养盒使用时的俯视图。
图中标记：通气盖1、通气口2、盒盖3、盒身4、通气孔101。
具体实施方式
本发明利用半夏根茎育种的方法，包括如下步骤：
a、接种：将MS培养基置于培养盒中，在无菌条件下切下脱毒苗的珠芽和叶柄，再将珠芽和叶柄分别切为3～5个节段，切好的节段接种到MS培养基中；其中，脱毒苗是以半夏茎叶培养30～40天得到的；
b、诱导培养：将接种好的节段培养1～2周，节段上长出愈伤组织，再将每个节段切为5～10个小节段，继续培养4～6周，小节段即成为半夏种子；其中，夜间培养温度为10～15℃，白天培养温度为20～25℃。
其中，步骤b中为黑暗培养。
进一步的，步骤b中按1.0×1.0cm～1.5×1.5cm密度接种切好的小节段。
进一步的，步骤b中每个培养盒接种200～240个节段。
进一步的，步骤b中将接种好半夏的培养盒放在培养架上培养，培养架层与层之间的距离为40～50cm。
本发明还提供了用于半夏育种的培养盒，包括盒身4和盒盖3，其中，盒身4和盒盖3为方形，盒盖3上设有通气口2，通气口2上设有通气盖1，通气口2与通气盖1通过螺纹连接。
进一步的，所述通气盖1上具有至少1个透气孔101。
进一步的，所述的培养盒由耐120℃高温的材料制成。
进一步的，所述的耐120℃高温的材料为聚丙烯。
进一步的，所述的培养盒高4～5cm，长、宽为20～30cm。
本发明中半夏的脱毒方法是将半夏茎节置于40℃热空气中处理15h。脱毒后用以培养无病毒苗是防治半夏感染病毒的有效措施。
通常是用直径在6mm以下的新鲜半夏块茎来进行半夏繁殖。半夏药材是由半夏的块茎经炮制得到。本发明中节段(大小约为2×2mm)经培养后开始长愈伤组织，将节段切成小节段，进一步培养后得到的具有发芽能力的直径0.4～2.0mm的半夏种子。该半夏种子具有生根、发芽的能力，可用于半夏的人工快繁。
经发明人研究发现，控制夜间培养温度的10～15℃，白天培养温度为20～25℃，诱导培养的半夏种子生长速度快，存活能力强，存活率在95％以上。发明人进一步的对光照条件进行了研究，结果显示，在本发明中以24h黑暗方式培养，可以避免半夏种子的加速老化，保持其生长活性，提高存活和繁殖能力。
本发明中，小节段接种密度过高，营养竞争加剧，病弱组苗将高发至15％以上；接种密度过低，会明显降低规模化组培的产量，成本升高。因此，将接种密度控制在1.0×1.0cm～1.5×1.5cm，既有利于营养物质的充分合理利用，也能保证产量。
采用培养盒代替玻璃培养瓶，可以方便接种后的搬运；培养盒为方形，可充分利用实验室空间，可极大提高单位面积的接种量。本发明中使用的培养盒由可高压灭菌的材料构成，结构简单、性能优良、操作简便。培养盒在使用前应经灭菌处理，因此培养盒的大小以能放入高压灭菌设备中灭菌为宜。聚丙烯可耐120℃高温，适于制备培养盒。设置透气孔用于在培养过程必要时的空气交换和根据需要加入部分培养基成分。透气孔应采用可灭菌的透气材料密封，所述的材料为植物组培瓶透气口常用的密封材料即可。
如图4所示，本发明的用于半夏育种的培养盒，包括盒身4和盒身3，其中，盒身4和盒盖3为方形，盒盖3上设有通气口2，通气口2上设有与其配合的通气盖1，通气盖1上具有至少1个透气孔101。
如图6所示，方形培养盒在放置时培养盒之间不留多余的空间，为可充分利用实验室空间，极大提高单位面积的接种量。
如图5所示，在通气盖1设置透气孔101用于在培养过程必要时的空气交换和根据需要加入部分培养基成分。透气孔101的数目至少为1个。
本发明中使用的MS培养基，不添加任何激素，生产成本低。MS培养基包括大量元素、微量元素、铁盐、有机成分以及蔗糖，具体配方及用量见表1。MS培养基中琼脂(agar)为7g/L。
表1MS培养基的成分
| 大量元素 | 分子量 | 使用浓度(mg/L) |
| 硝酸钾 | 101.21 | 1900 |
| 硝酸铵 | 80.04 | 1650 |
| 磷酸二氢钾 | 136.09 | 170 |
| 7水合硫酸镁 | 246.47 | 370 |
| 2水合氯化钙 | 147.02 | 440 |
| 微量元素 | 分子量 | 使用浓度(mg/L) |
| 碘化钾 | 166.01 | 0.83 |
| 硼酸 | 61.83 | 6.22 |
| 4水合硫酸锰 | 223.01 | 22.3 |
| 7水合硫酸锌 | 287.54 | 8.61 |
| 2水合钼酸钠(Na2MoO4·2H2O) | 241.95 | 0.25 |
| 5水合硫酸铜 | 249.68 | 0.025 |
| 氯化钴 | 237.93 | 0.025 |
| 铁盐 | 分子量 | 使用浓度(mg/L) |
| 乙二胺四乙酸二钠(Na2·EDTA) | 372.25 | 37.34 |
| 7水合硫酸亚铁 | 278.03 | 27.82 |
| 有机成分 | 使用浓度(mg/L) | |
| 肌醇 | 100 | |
| 甘氨酸 | 2.03 | |
| 盐酸硫胺素VB1 | 0.10 | |
| 盐酸吡哆醇VB6 | 0.54 | |
| 烟酸VB5 or VPP | 0.52 | |
| 蔗糖sucrose | 342.31 | 30g/L |
实施例1采用本发明方法进行育种
培养容器的消毒灭菌：采用可高压灭菌处理的植物组织培养盒(材料为聚丙烯，培养盒为25×25cm正方形盒，盒盖上具有1～3个可开合透气孔)，由盒身和盒盖组成盒，整体高4.5cm，高压灭菌备用。
培养基制备：本发明使用的培养基为不含任何生长素液体MS诱导培养基，其见表1。
接种：选择培养30天苗龄的强壮脱毒苗，在无菌工作台内，切下脱毒苗的叶柄和珠芽，将叶柄和珠芽分别切成3～5个节段，将其均匀接种到上述诱导培养基中。培养2周后，节段上长出愈伤组织，将节段切成约5～10个小节段。按1.5×1.5cm密度种植切段，每个培养盒放200个节段，共10盒。
诱导培养：将接种半夏无毒切段苗的培养盒在每天24小时的全黑暗光周期下处理4周，培养温度为夜温10℃，白天温度25℃。在黑暗条件下直接诱导生产出具有发芽能力的小型半夏种。
育种结果见表2。
实施例2采用本发明方法进行育种
培养容器的消毒灭菌：采用可高压灭菌处理的植物组织培养盒，由盒身和盒盖组成盒，整体高4.5cm，长、宽均为25cm，高压灭菌备用。
培养基制备：培养基为不含任何生长素的液体MS诱导培养基，其见表1。
接种：选择培养40天苗龄的强壮脱毒苗，在无菌工作台内，切下脱毒苗的叶柄和珠芽，将叶柄和珠芽分别切成3～5个节段，将其均匀接种到上述诱导培养基中。培养1.5周后，节段上长出愈伤组织，将节段切成5～10个小节段。按1.0×1.0cm密度接种小节段，每培养盒放240段，共10盒。
诱导培养：将接种半夏无毒切段苗的培养盒在每天24小时的全黑暗光周期下处理6周，培养温度为夜温15℃，白天温度25℃。在全黑暗条件下直接诱导生产出具有发芽能力的小型半夏种。
育种结果见表2。
实施例3采用本发明方法进行育种
培养容器的消毒灭菌：采用可高压灭菌处理的植物组织培养盒，由盒身和盒盖组成盒，整体高4.5cm，长、宽均为25cm，高压灭菌备用。
培养基制备：培养基为不含任何生长素的液体MS诱导培养基，其见表1。
接种：选择培养35天苗龄的强壮组培脱毒苗，在无菌工作台内，切下脱毒苗的叶柄和珠芽，将叶柄和珠芽分别切成3～5个节段，将其均匀接种到上述诱导培养基中。培养1周后，节段上长出愈伤组织，将节段切成5～10个小节段。按1.3×1.3cm密度种植切段，每培养盒放个230节段，共10盒。
诱导培养：将接种半夏无毒切段苗的培养盒在每天24小时的全黑暗光周期下处理5周，培养温度为夜温13℃，白天温度24℃。在全黑暗条件下直接诱导生产出具有发芽能力的小型半夏种。
育种结果见表2。
表2实施例1～3的育种结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 接种的小节段数目 | 2200 | 2400 | 2300 |
| 获得的小型半夏种的数目 | 2153 | 2321 | 2219 |
| 成种率 | 97.8％ | 96.7％ | 96.5％ |
从上述育种结果可以看出，本发明方法的成种率高，周期短，适于大规模繁殖。而且在实施例1中使用了用于半夏育种的培养盒，从而使的成种率更高。
Claims (15)
1.利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、接种：将MS培养基置于培养盒中，在无菌条件下切下脱毒苗的珠芽和叶柄，再将珠芽和叶柄分别切为3～5个节段，切好的节段接种到MS培养基中；其中，脱毒苗是以半夏茎叶培养30～40天得到的；
b、诱导培养为黑暗培养：将接种好的节段培养1～2周，节段上长出愈伤组织，再将每个节段切为5～10个小节段，继续培养4～6周，小节段即成为半夏种子；其中，夜间培养温度为10～15℃，白天培养温度为20～25℃。
2.根据权利要求1所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：步骤b中按1.0×1.0cm～1.5×1.5cm密度接种切好的小节段。
3.根据权利要求2所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：步骤a中每个培养盒接种200～240个小节段。
4.根据权利要求1～3任一项所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：步骤b中将接种好半夏的培养盒放在培养架上培养，培养架层与层之间的距离为40～50cm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：步骤a所述培养盒，包括盒身(4)和盒盖(3)，盒身(4)和盒盖(3)为方形，盒盖(3)上设有通气口(2)，通气口(2)上设有通气盖(1)，通气口(2)与通气盖(1)通过螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：步骤a所述培养盒，包括盒身(4)和盒盖(3)，盒身(4)和盒盖(3)为方形，盒盖(3)上设有通气口(2)，通气口(2)上设有通气盖(1)，通气口(2)与通气盖(1)通过螺纹连接。
7.根据权利要求5所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述通气盖(1)上具有至少1个透气孔(101)。
8.根据权利要求6所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述通气盖(1)上具有至少1个透气孔(101)。
9.根据权利要求5所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述培养盒由耐120℃高温的材料制成。
10.根据权利要求7所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述培养盒由耐120℃高温的材料制成。
11.根据权利要求9所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述的耐120℃高温的材料为聚丙烯。
12.根据权利要求5所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述的培养盒高4～5cm，长、宽为20～30cm。
13.根据权利要求7所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述的培养盒高4～5cm，长、宽为20～30cm。
14.根据权利要求9所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述的培养盒高4～5cm，长、宽为20～30cm。
15.根据权利要求11所述的利用半夏茎快速育种的方法，其特征在于：所述的培养盒高4～5cm，长、宽为20～30cm。
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