CN103947547B - 一种沉水植物人工胚乳的改良制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种沉水植物人工胚乳的改良制作方法。包括有如下步骤：1）制作由海藻酸钠+霍格兰氏+NAA+细沙或石英沙+2?莰酮组成的人工胚乳；2）用人工胚乳将沉水植物的不定芽包被；3）用滴管将包含植物的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应；4）固化反应后取出，即得沉水植物人工种子。本发明能自动沉入水底，可以防止水生动物采食，使制成的沉水植物人工种子具有高的发芽率，可直接进行水体人工播种。本发明是一种可以直接应用于水体的生态修复的沉水植物人工胚乳的改良制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种沉水植物人工胚乳的改良制作方法，采用改良人工胚乳技术应用于沉水植物人工种子的制作，属于沉水植物人工胚乳的改良制作方法的创新技术。
背景技术
人工种子技术是将植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织(芽、愈伤组织、胚状体等)包埋在含有营养物质和具有保护功能的人工胚乳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。人工种子与天然种子相比，具有繁殖速度快、生产周期短,可工厂化大规模制备、贮藏、迅速推广、生产不受季节限制等优点。而在人工种子技术中，人工胚乳起到关键性作用，在自然种子中,胚乳为合子胚发育的营养仓库，人工胚乳的目的也是通过组合各种植物生长发育所必需的物质, 为植物繁殖体创造一个适宜的营养环境 ,以保证繁殖体转化成苗。Gardi等(1999)为寻找最好的营养组合,研究了10种林木的人工种子包被技术,通过研究7种溶液发现,人工胚乳一般由基本培养基成分、生长调节剂和碳源组成。
Strickland等（1986）发现在半量的SH培养基中, 以1.5%麦芽糖代替蔗糖显著地提高了苜蓿人工种子的转株率。Redenbaugh等（1987）也证实麦芽糖代替蔗糖, 人工种子的成株率可达50%-70% ；并在多糖类碳源中, 用1.5%马铃薯淀粉、1.5%玉米淀粉和1.5 % 可溶性马铃薯淀粉, 所得转株率均低于1.5 %麦芽糖对照。目前,人工胚乳的研究范围主要集中于一些重要的粮食作物和经济作物，药用植物，以及观赏植物等，但关于沉水植物人工种子中人工胚乳的研究较少，仅出现在对菹草人工种子的繁殖研究中，中国专利说明书 CN101120655公开了一种沉水植物菹草人工种子制作方法，其制作步骤是：首先是在含激素的固体培养基上进行诱导生芽，待芽长到一定长度时，将诱导出的芽置于盛海藻酸钠+MS+蔗糖+IBA 1.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L的凝胶液中，无菌条件下，用滴管将含有芽的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应，最后用无菌水漂洗，即制成菹草人工种子。该方法的人工胚乳使用的是MS培养基+蔗糖+IBA 1.0
mg/L+6-BA 0.5 mg/L，很容易滋生大量细菌，影响植物的生长和发芽。沉水植物人工种子应用到水体生态修复工程中，必须要达到两个基本要求：一是沉水植物人工种子自动沉入水下生长，二是种子在水体中不被水体中鱼等动物吃食，而该方法未能满足以上两个条件。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能自动沉入水底，防止水生动物采食，使制成的沉水植物人工种子具有高的发芽率，可直接进行水体人工播种的沉水植物人工胚乳的改良制作方法。本发明可以直接应用于水体的生态修复。
本发明的技术方案是：本发明的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，包括有如下步骤：
1）制作由海藻酸钠+霍格兰氏+NAA+细沙或石英沙+2-莰酮组成的人工胚乳；
2）用人工胚乳将沉水植物的不定芽包被；
3）用滴管将包含植物的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应；
4）固化反应后取出，即得沉水植物人工种子。
沉水植物的人工种子要能沉入水底，同时在萌发成苗前不被水中鱼、虾等动物吃掉，关键是人工种子的胚乳。为了克服现有的方法制成的人工种子不能沉入水底、鱼虾等水中动物喜食等问题，本发明通过改良沉水植物人工种子的人工胚乳，即在人工胚乳中加入干净河沙或石英沙增加人工胚乳的比重，加入无毒无污染的2-莰酮防止水生动物采食，使制成的沉水植物人工种子具有高的发芽率，能自动沉入水底、并且鱼、虾等水生动物不食，可直接进行水体人工播种，直接应用于水体的生态修复。本发明是一种操作简单、周期短、成本低、应用性强、成活率高的沉水植物人工胚乳的改良制作方法。
附图说明
图1是本发明应用于黑藻人工种子的外观结构示意图；
图2 是本发明应用于黑藻人工种子制作过程图；
图3 是改良胚乳与常规胚乳的黑藻人工种子鱼试结果对比图；
图4 是改良胚乳与常规胚乳的黑藻人工种子沉水效果对比图；
图5 是改良胚乳黑藻人工种子成品图；
图6是本发明黑藻人工种子长芽突破种皮图；
图7是本发明黑藻人工种子长根图。
具体实施方式
实施例：
本发明的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，包括有如下步骤：
1）制作由海藻酸钠+霍格兰氏+NAA+细沙或石英沙+2-莰酮组成的人工胚乳；
2）用人工胚乳将沉水植物的不定芽包被；
3）用滴管将包含植物的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应；
4）固化反应后取出，即得沉水植物人工种子。
本实施例中，本发明采用海藻酸钠+霍格兰氏+NAA+干净的、过2mm筛的细沙或石英沙+2-莰酮组成的人工胚乳，将沉水植物的不定芽包被，用滴管将包含植物的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应，10 min后取出，即得沉水植物人工种子。用水凝胶性的海藻酸钠作为包埋基质,它具有生物活性、无毒、成本低、包埋制作工艺简单等优点，在CaCl2溶液中进行固化反应和离子交换，同时氯化钙有利于向培养物供氧，提高人工种子发芽率和贮藏性，霍格兰仕营养液作为人工胚乳，为植物新陈代谢和生长发育提供所需的营养物质,其次霍格兰氏营养液中缺少微生物生长所必须的氨基酸，所以可以有效防止微生物的生长，加入NAA，即萘乙酸，可以促进植物生根，2-莰酮，是一种无毒无污染且可以散发出气味的物质，可以有效防止鱼虾等动物吞食种子，在人工胚乳中加入细沙或石英沙，增加人工种子的密度，可使种子顺利沉入水底萌发。
本技术以沉水植物黑藻的人工种子制作为例，说明改良的胚乳和人工种子的制作过程和效果。
黑藻人工种子所采用的具体方法是： 取黑藻苗，用自来水冲洗1 h，切去植株的所有根及叶，取生长旺盛的植株，用蒸馏水冲洗2-3 次，将带有节间的侧芽和顶芽切下，置于盛1.5%海藻酸钠+50%霍格兰式营养液+
NAA 0.1 mg/L+细沙+2-莰酮的凝胶液中。用滴管将含有芽的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应，10 min后取出，用无菌蒸馏水漂洗5次，终止反应即得黑藻人工种子。刚制成的黑藻人工种子直径约为5-6 mm，百粒重为8—10 g，将制成的人工种子放入自来水中，可迅速沉入水底，一周后芽逐渐长大突破种皮，15天后长出新根。分别用100颗改良胚乳和常规胚乳的黑藻人工种子喂养水生动物草鱼一周后，发现常规胚乳的黑藻人工种子漂浮于水面，仅剩26颗，吃食率达到74%；而改良胚乳的黑藻人工种子全部沉入水底，剩余88颗，吃食率仅为12%，且全部种子完整发芽。
图1中，1表示用海藻酸钠作为包埋基质，形成的人工种皮；2表示霍格兰仕营养液作为人工胚乳；3为带有芽的节间的植物供体。4表示细沙。用海藻酸钠作为包埋基质，将带有芽的节间的植物供体与霍格兰仕营养液包埋并在CaCl2溶液中进行固化反应形成人工种子。用水凝胶性的海藻酸钠作为包埋基质,它具有生物活性、无毒、成本低、包埋制作工艺简单等优点，在CaCl2溶液中进行固化反应和离子交换，同时氯化钙有利于向培养物供氧，提高人工种子发芽率和贮藏性，霍格兰仕营养液作为人工胚乳，为植物新陈代谢和生长发育提供所需的营养物质,其次霍格兰氏营养液中缺少微生物生长所必须的氨基酸，所以可以有效防止微生物的生长，加入NAA，即萘乙酸，可以促进植物生根，2-莰酮，是一种无毒无污染且可以散发出气味的物质，可以有效防止鱼虾等动物吞食种子，在人工胚乳中加入细沙，使种子密度大于水的密度，可以使自动沉入水中生长。
图2中，取生长旺盛的黑藻种苗5，用自来水冲洗1 h，用来除去植物表面的浮游生物，切去冲洗干净植株的所有叶，取生长旺盛的植株，用蒸馏水冲洗2-3 次，将带有节间的侧芽和顶芽6切下，将切下带有节间的侧芽和顶芽7的植物供体3置于盛海藻酸钠+霍格兰仕营养液+ NAA 0.1 mg/L的凝胶液8中，用滴管将含有芽的凝胶滴入CaCl2溶液9中进行固化反应，固化反应结束后，用无菌蒸馏水漂洗5次，即得黑藻人工种子10。
分别用100颗改良胚乳和常规胚乳的黑藻人工种子喂养水生动物草鱼一周后，常规胚乳的黑藻人工种子漂浮于水面，仅剩26颗，吃食率达到74%；而本发明改良胚乳的黑藻人工种子密度大于水，人工种子全部沉入水底，剩余88颗，吃食率仅为12%，远小于常规胚乳的黑藻人工种子，且全部种子完整发芽。
图3 是改良胚乳与常规胚乳的黑藻人工种子鱼试结果对比图；
图4是改良胚乳与常规胚乳的黑藻人工种子沉水效果对比图；
图5中，本发明改良胚乳的黑藻人工种子成品示意图。
图6中，经过一周的生长，本发明改良胚乳的黑藻人工种子芽突破种皮的示意图。
图7中，表示经过两周的生长，本发明改良胚乳的黑藻人工种子长出根的示意图。
Claims (8)
1.一种沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于包括有如下步骤：
1）制作由海藻酸钠+霍格兰氏+NAA+细沙或石英沙+2-莰酮组成的人工胚乳；
2）用人工胚乳将沉水植物的不定芽包被；
3）用滴管将包含植物的凝胶滴入CaCl2中进行固化反应；
4）固化反应后取出，即得沉水植物人工种子。
2.根据权利要求1所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述步骤1）所用的细沙是干净的、过2mm筛的细沙。
3.根据权利要求1所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述步骤4）固化反应10 min后取出，即得沉水植物人工种子。
4.根据权利要求1所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述固化反应10 min后取出，用无菌蒸馏水漂洗5次，终止反应即得人工种子。
5.根据权利要求1至4任一项所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述沉水植物是黑藻苗，制成的人工种子是黑藻人工种子。
6.根据权利要求5所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述黑藻苗在用人工胚乳将其包被前，用自来水冲洗1 h，切去植株的所有根及叶，取生长旺盛的植株，用蒸馏水冲洗2-3 次，将带有节间的侧芽和顶芽切下。
7.根据权利要求6所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述制成的黑藻人工种子直径为5-6
mm，百粒重为8-10 g。
8.根据权利要求7所述的沉水植物人工胚乳的改良制作方法，其特征在于上述制成的人工种子放入自来水中，能迅速沉入水底，一周后芽逐渐长大突破种皮，15天后长出新根。
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