CN104086314B - 一种增加棕色棉色泽的培养基及其培养方法 - Google Patents

一种增加棕色棉色泽的培养基及其培养方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及棉花纤维领域，特别涉及一种增加棕色棉色泽的培养基及其培养方法。一种增加棕色棉色泽的培养基，在BT培养基中添加第二组分，第二组分选自以下物质中的任一种：蔗糖、甘露醇、氯化钠、氯化钾、硫酸铜和茉莉酸甲酯。本发明提供的一种增加棕色棉色泽的培养基，采用棉花胚珠离体培养方法，排除了全株参与的复杂性，排除了田间条件下，水分、光照、温度等的变化，在离体条件下可以人为的控制条件更好的研究棕色棉纤维色素沉积的机理；通过该培养基培养得到的棕色棉颜色有很大的加深，这对彩色棉的利用和发展提供了很好的发展前景。

Description

一种增加棕色棉色泽的培养基及其培养方法
技术领域
本发明涉及棉花纤维领域，具体而言，涉及一种增加棕色棉色泽的培养基及其培养方法。
背景技术
天然彩色棉是具有天然色素的棉花，作为纺织工业的绿色环保原材料,其应用前景广阔。
目前已知彩色棉品种资源属于棕色和绿色系列，其中棕色棉的研究现状如下：Liangetal(2011)通过类黄酮3’-5’羟化酶和类黄酮F3’5’H羟化酶的时空表达分析发现，棕色棉纤维色素产生与花青素的生物合成途径相关；Lietal.,(2012)对棉花纤维不同发育阶段的原花青素含量检测后，认为棕色棉色素的积累可能是原花青素氧化造成的；汪淼等(2013)对棕色棉纤维发育不同时期纤维的总黄酮、总酚、缩合单宁、PAL与棕色棉色素含量的相关分析，结果表明，总黄酮与色素含量呈显著负相关，总酚、缩合单宁与色素含量呈显著正相关，并且缩合单宁合成对色素含量的直接作用最大，表明缩合单宁可能是棕色棉色素合成的直接前体物质；张美玲(2013)分别从棕絮1号和陇绿棉2号中鉴定出的7种和12种化合物均为黄酮类化合物；虽然对棕色棉的色素的来源进行了较多的研究，但是，其色泽的影响因素以及变化机理还尚未明了。并且棕色棉颜色单调且着色不稳定，在很大程度上限制了彩色棉的利用和发展。因此，急待在方面进行改良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增加棕色棉色泽的培养基及其培养方法，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种增加棕色棉色泽的培养基，在BT培养基中添加第二组分，所述第二组分选自以下物质中的任一种：蔗糖、甘露醇、氯化钠、氯化钾、硫酸铜和茉莉酸甲酯。
优选地，所述第二组分为蔗糖，所述蔗糖的含量为2-7g/L。
优选地，所述蔗糖的含量为4-6g/L。
优选地，所述第二组分为甘露醇，所述甘露醇的含量为25-40g/L。
优选地，所述甘露醇的含量为30-35g/L。
优选地，所述第二组分为氯化钠，所述氯化钠的含量为0.08-0.12mol/L。
优选地，所述氯化钠的含量为0.10mol/L。
优选地，所述第二组分为氯化钾，所述氯化钾的含量为0.05-0.20mol/L。
优选地，所述氯化钾的含量为0.15-0.20mol/L。
优选地，所述第二组分为硫酸铜，所述硫酸铜的含量为0.05-0.20mg/L。
优选地，所述硫酸铜的含量为0.50mg/L。
优选地，所述第二组分为茉莉酸甲酯，所述茉莉酸甲酯的含量为0.05-0.20μmol/L。
优选地，所述茉莉酸甲酯的含量为0.05μmol/L。
优选地，所述BT培养基中加入吲哚乙酸和赤霉素；所述吲哚乙酸的添加量为8-12μmol/L，所述赤霉素的添加量为4-6μmol/L。
本发明的实施例还提供了一种增加棕色棉色泽的培养方法，包括以下步骤：田间棉花开花前一天进行自交并挂牌标记，取开花后三天的幼铃的胚珠，然后采用权利1-9任一项所述的增加棕色棉色泽的培养基进行离体暗培养；培养温度为30℃±2℃。
本发明实施例提供的一种增加棕色棉色泽的培养基，采用棉花胚珠离体培养方法，排除了全株参与的复杂性，排除了田间条件下，水分、光照、温度等的变化，在离体条件下可以人为的控制条件更好的研究棕色棉纤维色素沉积的机理；通过该培养基培养得到的棕色棉颜色有很大的加深，这对彩色棉的利用和发展提供了很好的发展前景。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
1.1试验地点本实验于2014年1月-5月在中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室海南科研中心进行。
1.2试验材料供试材料为棕1-61、棕263，其中，棕-61和棕263为远源棉花系列；所有材料均有中国农业科学院棉花研究所国家中期库提供。所有材料有本实验室每年自交保存。实验用的植物生长调节剂有吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)和茉莉酸甲酯(MeJA)购自阿拉丁。氯化钾、氯化钠、甘露醇均为国产分析纯。胚珠离体培养用的化学试剂购自德国Amresco公司或美国Sigma公司。
BT培养基的配置：BT培养基配方如表1所示。将配方中的物质配制好后，pH调至5.0，所用BT培养基分装在100ml三角烧瓶中，每瓶加50ml培养基，经高压灭菌(121℃，20min)，备用。
在BT培养基中添加吲哚乙酸和赤霉素是为了胚珠生长状态更好。优选地，所述BT培养基中加入吲哚乙酸和赤霉素；所述吲哚乙酸的添加量为8-12μmol/L，所述赤霉素的添加量为4-6μmol/L。其中，生长素、赤霉素均采用过滤灭菌，过滤灭菌后添加到灭菌后的培养基中。
表1BT培养基配方
1.3试验方法
1.3.1胚珠培养
田间棉花开花前一天时进行自交并挂牌标记；于上午8：00--9：00，取开花后三天的幼龄进行胚珠离体培养，胚珠的幼铃先剥去苞叶和萼片后再用70％酒精对子房消毒3～4min；消毒后用95％的酒精浸润2-3秒；然后接触酒精灯外焰后放到经灭菌的培养皿，待火焰熄灭后用尖头镊子小心剥离出胚珠；胚珠接种于不同处理的培养基上(BT培养基和添加吲哚乙酸和赤霉素的BT培养基)，放置于30℃±2℃的培养室中暗培养。每个处理分3组培养，每组5瓶，每瓶接种10～15枚胚珠。
1.3.2观察田间棉花和BT培养基培养胚珠显色情况观察
开花后5天、10天、15天、20天、25天、30天、35天、40天、45天、50天、55天、60天、70天的田间棉铃观察棉铃生长动态和纤维显色状况；观察DPC＝5、10、15、20、25、30(表示培养后的天数，DPC＝0即胚珠培养当天)生长动态及纤维显色状况并对胚珠照相记录。
田间生长动态显色：在开花后25d时，纤维呈现棕色，之后纤维颜色逐渐加深，直到开花后60d和开花后70d，纤维颜色逐步稳定，其中开花后70d纤维颜色最深。
胚珠培养生长动态显色：添加了吲哚乙酸和赤霉素的BT培养基上的胚珠在培养15天后开始显色，至30天显色稳定，且均匀，胚珠体积也基本不再增加。BT培养基胚珠长势差于添加吲哚乙酸和赤霉素的BT培养基，并且纤维的形成期较迟；色泽没有发生改变。
因此，选择胚珠培养的天数为30天，培养基选用添加吲哚乙酸和赤霉素的BT培养基进行培养。
每个试验组中的材料均包括棕1-61、棕263，每个处理分3组培养，每组5瓶，每瓶接种10-15枚胚珠，分别进行不同培养基培养的胚珠颜色观察。不同培养基培养的同时，设置对照培养基，即只添加相应含量的吲哚乙酸和赤霉素的BT培养基。其中，蔗糖、氯化钾、氯化钠和甘露醇灭菌前加入；茉莉酸甲酯、硫酸铜均采用过滤灭菌，过滤灭菌后添加到灭菌后的培养基中。采用的培养基种类如试验组1-6所示。
试验组1
对照组：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L；
组1：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、蔗糖，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，蔗糖的含量为2g/L；
组2：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、蔗糖，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，蔗糖的含量为5g/L；
组3：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、蔗糖，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，蔗糖的含量为7g/L。
试验组2
对照组：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L；
组1：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、甘露醇，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，甘露醇的含量为25g/L；
组2：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、甘露醇，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，甘露醇的含量为30g/L；
组3：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、甘露醇，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，甘露醇的含量为40g/L。
试验组3
对照组：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L；
组1：胚珠培养基：在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、氯化钠，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，氯化钠的含量为0.10mol/L。
试验组4
对照组：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L；
组1：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、氯化钾，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，氯化钾的含量为0.05mol/L；
组2：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、氯化钾，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，氯化钾的含量为0.10mol/L；
组3：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、氯化钾，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，氯化钾的含量为0.20mol/L。
试验组5
对照组：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L；
组1：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、硫酸铜，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，硫酸铜的含量为0.20mg/L；
组2：胚珠培养基：在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、硫酸铜，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，硫酸铜的含量为0.50mg/L。
试验组6
对照组：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L；
组1：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、茉莉酸甲酯，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，茉莉酸甲酯的含量为0.05μmol/L；
组2：胚珠培养基为在BT培养基中添加吲哚乙酸、赤霉素、茉莉酸甲酯，吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，赤霉素的添加量为5μmol/L，茉莉酸甲酯的含量为0.20μmol/L。
采用试验组1-6的培养基培养胚珠30天，得到的棉花与对照组进行对比分析，颜色的变化由对照组的淡棕色加深至棕褐色，根据视觉对比观察，其颜色增加的程度分为5级，1级为对照组的淡棕色，2级为颜色略微加深的淡棕色，3级为棕色，4级为较深棕色，5级为棕褐色；同时，所有的棉花在同一自然光下拍照，拍照时的光线条件相同，将拍照后的棉花用photoshop提取前景色的多个点的方式进行RGB提取分析，得到的结果如表2所示。
表2不同试验组棕色棉的颜色分析结果
对表2的数据进行分析并结合试验过程中的观察得到以下结论：
对于试验组1来说，蔗糖的含量在2-5g/L，颜色逐渐增加，至蔗糖的含量在5g/L时呈棕褐色；随着蔗糖含量的增加，颜色逐渐变淡，至30g/L大部分呈白色；
对于试验组2来说，甘露醇的含量为5-20g/L，颜色无明显变化；甘露醇的含量为25-40g/L中，30g/L颜色最深，两侧的范围含量有递减的效果；
对于试验组3来说，氯化钠的含量为0.05mol/L时，颜色无明显变化；而氯化钠的含量为0.10mol/L，颜色最深；氯化钠的含量为0.20mol/L，虽然颜色更深，但是，棉花蜷缩变小，影响了棉花的品质；氯化钠的含量为0.30-0.40mol/L，颜色相对于对照组无明显变化，但棉花蜷缩的更小；
对于试验组4来说，随着氯化钾含量的增加，其颜色逐渐加深，但至0.25mol/L，棉花明显蜷缩变小，影响了棉花品质；并且在0.40mol/L时，颜色与对照组无明显变化，但棉花蜷缩非常小；
对于试验组5来说，在0.10-0.50mg/L随着硫酸铜含量的增加，颜色逐渐变深；但1mg/L时颜色变白；5-10mg/L随着硫酸铜含量的增加，棉花蜷缩变小，颜色无明显变化；
对于试验组6来说，茉莉酸甲酯的含量从0.05μmol/L颜色与对照组相比颜色变深，但至0.5-5μmol/L时，颜色变白；10-50μmol/L时，棉花蜷缩变小。
因此，本发明提供的培养基中含有的各物质在添加的范围内，棉花在基本无蜷缩变小的情况下，颜色加深。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种增加棕色棉色泽的培养基，其特征在于，在BT培养基中添加第二组分，所述第二组分选自以下物质中的任一种：蔗糖、甘露醇、氯化钠、氯化钾、硫酸铜和茉莉酸甲酯；
所述蔗糖的含量为2-7g/L；
所述甘露醇的含量为25-40g/L；
所述氯化钠的含量为0.1mol/L；
所述氯化钾的含量为0.05-0.20mol/L；
所述硫酸铜的含量为0.1-0.2mg/L；
所述茉莉酸甲酯的含量为0.05-0.20μmol/L；
所述BT培养基中加入吲哚乙酸和赤霉素；所述吲哚乙酸的添加量为10μmol/L，所述赤霉素的添加量为5μmol/L。
2.根据权利要求1所述的增加棕色棉色泽的培养基，其特征在于，所述蔗糖的含量为4-6g/L。
3.一种增加棕色棉色泽的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：田间棉花开花前一天进行自交并挂牌标记，取开花后三天的幼铃的胚珠，然后采用权利1-2任一项所述的增加棕色棉色泽的培养基进行离体暗培养；培养温度为30℃±2℃。
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