一种金线莲种苗的扩繁方法
技术领域
本发明涉及一种金线莲种苗的扩繁方法,属于金线莲种苗高效扩繁育苗技术领域。
背景技术
金线莲(Anoecthilus roxburghii)为兰科开唇兰属多年生草本植物,别名为金线兰、金丝草、树草莲、金线虎头蕉等。通常生长在荫蔽阔叶林下的肥沃腐叶土中,是我国传统的珍贵药材,有清凉解毒、滋阴降火、消炎止痛的功效,且无毒副作用,在民间素有“药王”的美誉。金线莲株高8~20cm,株型小巧,叶型优美,叶脉金黄色、呈网状排列,又是观赏价值极高的室内观叶珍品。随着信息社会的日益发达,金线莲的功效被越来越多的医学家们的认可和推崇。但是金线莲种子微小,胚发育不完全,在自然条件下极难出芽,对生长环境的要求极为苛刻,生长缓慢,天然产量极低。若以分根或扦插繁殖,则耗时长且繁殖系数低,而且金线莲赖以生存的自然环境发生变化,野生资源锐减,加之长期采挖,种质资源稀缺,已濒临灭绝,已不能满足临床需求。目前福建台湾等地虽有一批专业种植户涌现,但是其栽培种植工艺保守,导致金线莲培育效率低下,产量无法满足国内需求。目前在江浙地带,金线莲的需求量日益增长,巨大的市场需求无法得到满足,在利益驱动下,产生了一些非正常的金线莲育苗手段,导致金线莲产品更加良莠不齐。
应用植物组培快繁方法在一定程度上解决了金线莲种苗短缺的现象,有关金线莲的快速繁殖技术国内多有报道。但是现有的应用植物组培的方法生产金线莲种苗,消耗大量的人力、物力,生产成本居高不下,且培养周期长,种苗质量不高,仍不能满足药农的需求。另外在中国专利文献CN101213942A中披露了一种药用金线莲组织培养一步成苗快速繁殖方法,但是培养时间过长,效率低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种金线莲种苗的扩繁方法,该扩繁方法步骤简单,生产周期与传统工艺相比大幅减短,成本也降低,对环境友好,适合工业化生产,既能够大幅度提高金线莲的种苗培育效率,又可以提高整个市场金线莲产品的质量。
按照本发明提供的技术方案:一种金线莲种苗的扩繁方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)外植体的培养和接种:挑选高度为7~10cm、带有4~6片叶、具有3~4节间的成年金线莲原种植株,在至少连续三个太阳照射之后的晴天,采集整株植株作为外植体,先用碱性清洁剂清洗,再用清水反复冲洗至无泡沫为止;然后将外植体灭菌,灭菌后无菌切去叶片、顶芽和根须,切1~2节间为一段,接种到J1固体培养基中,进行诱导休眠芽生长,诱导培养条件为:光照强度3000~5000Lx,光照时间16~18小时/天,温度22~28℃,培养时间35~45天;休眠芽诱导成功后,挑选强壮的植株作为扩繁种苗;
(2)通过摇床进行高效率扩繁:将扩繁种苗移入到J2液体培养基中,放置于摇床上进行第一次继代培养,第一次继代培养条件为:摇床光照强度3000~5000Lx,温度22~28℃,摇动频率95次/分钟,培养时间20天;第一次继代培养获得扩繁比率为1:(20~30)的胚芽体,然后将胚芽体切分为2~3个主苗,发芽较多的主苗留在摇床上用新的J2液体培养基继续培育新芽,进行第二次的继代培养,其余主苗移入J1固体培养基作种植前期培养;
(3)固体培养基内生长培养:移入J1固体培养基中的主苗作种植前期培养,培养条件为:光照强度3000~5000Lx,光照时间16~18小时/天,温度22~28℃;每35天继代培养1次,每次继代培养时都有一部分主苗长成3~5cm高的成熟种苗,成熟种苗移入J3固体培养基作生根培养;其余主苗继续在J1固体培养基中进行生长培养;
(4)固体培养基内生根培养:移入J3固体培养基中的成熟种苗作生根培养,培养条件与步骤3中生长培养条件相同或直接连瓶移入种植大棚苗床上培养,培养35~45天即可见生出大量根须,此时便可开始炼苗;
(5)炼苗及种植:将生出大量根须的成熟种苗放置于种植大棚苗床上,每天打开瓶盖1~2次,过10~15天后取出,将培养基洗净,即可进行种植。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(1)中外植体灭菌的方法为:在超净工作台范围内,先将冲洗干净的外植体泡在50%(w/v)乙醇溶液中浸润5秒,然后迅速捞出,放在0.1%(w/v)升汞溶液中浸泡12分钟,最后用无菌水冲洗至少3遍后,控干水分。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(1)和(3)中J1固体培养基的组成及含量为:1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂粉3g/L,PH值5.8,常规灭菌。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(2)中J2液体培养基的组成及含量为:1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,PH值5.8,常规灭菌。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(4)中J3固体培养基的组成及含量为:1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,萘乙酸5mg/L,6-苄氨基嘌呤2.5mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂4g/L,PH值5.8,常规灭菌。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(1)中的碱性清洁剂包括洗衣粉。
本发明中,所述的1/2MS大量元素是指该培养基中的MS大量元素用量是全量MS大量元素的1/2量,全量MS大量元素的成分见表1。
表1:全量MS大量元素组成及含量
中文名称 |
化学式 |
用量 |
硫酸镁 |
MgSO4·7H2O |
370mg/L |
硝酸钾 |
KNO3 |
1900mg/L |
硝酸铵 |
NH4NO3 |
16~1850mg/L |
磷酸二氢钾 |
KH2PO4 |
170mg/L |
氯化钙 |
CaCL2·2H2O |
440mg/L |
本发明中,所述的全量MS铁盐的成分见表2。
表2:全量MS铁盐组成及含量
中文名称 |
化学式 |
用量 |
硫酸亚铁 |
FeSO4·7H2O |
27.8mg/L |
乙二胺四乙酸二钠盐 |
Na2-EDTA |
37.3mg/L |
本发明中,所述的全量MS微量元素的成分见表3。
表3:全量MS微量元素组成及含量
中文名称 |
化学式 |
用量 |
碘化钾 |
KI |
0.83mg/L |
硼酸 |
H3BO3 |
6.2mg/L |
硫酸锌 |
ZnSO4·7H2O |
8.6mg/L |
硫酸锰 |
MnSO4·H2O |
22.3mg/L |
钼酸钠 |
Na2MoO4·2H2O |
0.25mg/L |
硫酸铜 |
CuSO4·5H2O |
0.025mg/L |
氯化钴 |
C0Cl2·6H2O |
0.025mg/L |
本发明中,所述的全量MS有机类常规的成分见表4。
表4:全量MS有机类常规组成及含量
名称 |
用量 |
VB1 |
0.5mg/L |
VB6 |
0.5mg/L |
烟酸 |
0.5mg/L |
甘氨酸 |
2mg/L |
肌醇 |
100mg/L |
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
(1)本发明采用MS大量元素和MS微量元素作用于培养物的矿物营养;糖作为植物细胞的碳源,提供建成纤维素的来源,同时对培养基形成一定的渗透压,以便培养物启动生长;6-苄氨基嘌呤(6-BA)作为细胞分裂素,促进植株分裂出新的芽;萘乙酸(NAA)作为诱导素与6-苄氨基嘌呤搭配使用;6-糠氨基嘌呤(KT)作为激动素,防止植株玻璃化。
(2)本发明的扩繁方法步骤简单,生产周期与传统工艺相比大幅减短,成本也降低,对环境友好,无污染,适合工业化生产,既能够大幅度提高金线莲的种苗培育效率(扩繁效率可以达到传统方法的3~5倍以上),在一定程度上解决了金线莲种苗资源短缺的问题,又可以提高整个市场金线莲产品的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明的实施过程。
实施例1
金线莲种苗的扩繁方法,按以下步骤进行:
(1)外植体的培养和接种:
(1.1)外植体采集及清洗:挑选高度为7~10cm、带有4~6片叶、具有3~4节间的成年金线莲原种植株,在连续三个太阳照射之后的晴天,采集整株植株作为外植体,先将外植体放在1000ml的烧杯里,放入少量洗衣粉进行清洗,然后再用清水反复冲洗至无泡沫为止;
(1.2)外植体灭菌:准备50%(w/v)乙醇溶液,0.1%(w/v)升汞溶液和无菌水,在超净工作台范围内,先将冲洗干净的外植体泡在50%(w/v)乙醇溶液中浸润5秒,然后迅速捞出,放在0.1%(w/v)升汞溶液中浸泡12分钟,最后在无菌的容器中用无菌水反复冲洗3遍后,控干水分,灭菌完成;
(1.3)配制J1液体培养基:取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂粉3g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J1液体培养基分装到事先灭菌好的240ml玻璃组培瓶中,每瓶约50ml左右,进行常规的高温高压灭菌;
(1.4)外植体接种:将灭菌好的外植体置于接种盘中,无菌切去叶片、顶芽和根须,切1~2节间为一段,按每瓶1~2段接种到J1固体培养基中,进行诱导休眠芽生长,诱导培养条件为:光照强度3000Lx,光照时间18小时/天,温度28℃,培养时间35天;休眠芽诱导成功后,挑选强壮的植株作为扩繁种苗;
(2)通过摇床进行高效率扩繁:
(2.1)配制J2液体培养基:取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J2液体培养基分装到事先灭菌好的150ml三角瓶中,每瓶75ml,进行常规的高温高压灭菌;
(2.2)第一次继代培养:将扩繁种苗移入到J2液体培养基中,每瓶3~4个点,放置于摇床上进行第一次继代培养,第一次继代培养条件为:摇床光照强度3000Lx,温度28℃,摇动频率95次/分钟,培养时间20天;可见原金线莲扩繁种苗多处冒芽,第一次继代培养获得扩繁比率为1:20的胚芽体;
(2.3)第二次继代培养:将胚芽体切分为2~3个主苗,发芽较多的主苗留在摇床上用新的J2液体培养基继续培育新芽,进行第二次的继代培养,第二次继代培养时,原胚芽体切分后,依旧按照每瓶3~4个点接种,一般是按照1:3的速率扩大群体;其余主苗移入J1固体培养基作种植前期培养;
(3)固体培养基内生长培养:
采用步骤(1.3)配制的J1固体培养基,步骤(2.3)切分出的主苗按每瓶接种3~5个点移入J1固体培养基中,作种植前期培养,培养条件为:光照强度3000Lx,光照时间18小时/天,温度28℃;每35天继代培养1次,每次继代培养时都有一部分主苗长成3~5cm高的成熟种苗,成熟种苗移入J3固体培养基作生根培养;其余主苗继续在J1固体培养基中进行生长培养;
(4)固体培养基内生根培养:
(4.1)取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,萘乙酸5mg/L,6-苄氨基嘌呤2.5mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂4g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J3固体培养基分装到事先灭菌好的240ml玻璃组培瓶中,每瓶50ml,进行常规的高温高压灭菌;
(4.2)种苗的生根培养:将步骤(3)分离出的成熟种苗按照每瓶3~5个点移入到J3固体培养基中,作生根培养,培养条件为:光照强度3000Lx,光照时间18小时/天,温度28℃;与步骤3中生长培养条件相同或直接连瓶移入种植大棚苗床上培养,培养35天即见生出大量根须,此时便可开始炼苗;
(5)炼苗及种植:
(5.1)炼苗:将步骤(4.2)中生出大量根须的成熟种苗连瓶放置于种植大棚中,每天打开瓶盖1~2次,15天后取出,将培养基洗净,即可进行种植;在炼苗过程中,瓶中会逐步产生霉菌,但只要不影响植株健康,就没有关系;
(5.2)种植:将已炼过的种苗移植入苗床,移植时注意保护根须,浅栽轻压,最后浇定植水。
经实际测算,最终成活率达到了98%。
实施例2
金线莲种苗的扩繁方法,按以下步骤进行:
(1)外植体的培养和接种:
(1.1)外植体采集及清洗:挑选高度为7~10cm、带有4~6片叶、具有3~4节间的成年金线莲原种植株,在连续三个太阳照射之后的晴天,采集整株植株作为外植体,先将外植体放在1000ml的烧杯里,放入少量洗衣粉进行清洗,然后再用清水反复冲洗至无泡沫为止;
(1.2)外植体灭菌:准备50%(w/v)乙醇溶液,0.1%(w/v)升汞溶液和无菌水,在超净工作台范围内,先将冲洗干净的外植体泡在50%(w/v)乙醇溶液中浸润5秒,然后迅速捞出,放在0.1%(w/v)升汞溶液中浸泡12分钟,最后在无菌的容器中用无菌水反复冲洗3遍后,控干水分,灭菌完成;
(1.3)配制J1液体培养基:取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂粉3g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J1液体培养基分装到事先灭菌好的240ml玻璃组培瓶中,每瓶约50ml左右,进行常规的高温高压灭菌;
(1.4)外植体接种:将灭菌好的外植体置于接种盘中,无菌切去叶片、顶芽和根须,切1~2节间为一段,按每瓶1~2段接种到J1固体培养基中,进行诱导休眠芽生长,诱导培养条件为:光照强度4000Lx,光照时间17小时/天,温度25℃,培养时间40天;休眠芽诱导成功后,挑选强壮的植株作为扩繁种苗;
(2)通过摇床进行高效率扩繁:
(2.1)配制J2液体培养基:取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J2液体培养基分装到事先灭菌好的150ml三角瓶中,每瓶75ml,进行常规的高温高压灭菌;
(2.2)第一次继代培养:将扩繁种苗移入到J2液体培养基中,每瓶3~4个点,放置于摇床上进行第一次继代培养,第一次继代培养条件为:摇床光照强度4000Lx,温度25℃,摇动频率95次/分钟,培养时间20天;可见原金线莲扩繁种苗多处冒芽,第一次继代培养获得扩繁比率为1:20的胚芽体;
(2.3)第二次继代培养:将胚芽体切分为2~3个主苗,发芽较多的主苗留在摇床上用新的J2液体培养基继续培育新芽,进行第二次的继代培养,第二次继代培养时,原胚芽体切分后,依旧按照每瓶3~4个点接种,一般是按照1:3的速率扩大群体;其余主苗移入J1固体培养基作种植前期培养;
(3)固体培养基内生长培养:
采用步骤(1.3)配制的J1固体培养基,步骤(2.3)切分出的主苗按每瓶接种3~5个点移入J1固体培养基中,作种植前期培养,培养条件为:光照强度4000Lx,光照时间17小时/天,温度25℃;每35天继代培养1次,每次继代培养时都有一部分主苗长成3~5cm高的成熟种苗,成熟种苗移入J3固体培养基作生根培养;其余主苗继续在J1固体培养基中进行生长培养;
(4)固体培养基内生根培养:
(4.1)取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,萘乙酸5mg/L,6-苄氨基嘌呤2.5mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂4g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J3固体培养基分装到事先灭菌好的240ml玻璃组培瓶中,每瓶50ml,进行常规的高温高压灭菌;
(4.2)种苗的生根培养:将步骤(3)分离出的成熟种苗按照每瓶3~5个点移入到J3固体培养基中,作生根培养,培养条件为:光照强度4000Lx,光照时间17小时/天,温度25℃;与步骤3中生长培养条件相同或直接连瓶移入种植大棚苗床上培养,培养35天即见生出大量根须,此时便可开始炼苗;
(5)炼苗及种植:
(5.1)炼苗:将步骤(4.2)中生出大量根须的成熟种苗连瓶放置于种植大棚中,每天打开瓶盖1~2次,15天后取出,将培养基洗净,即可进行种植;在炼苗过程中,瓶中会逐步产生霉菌,但只要不影响植株健康,就没有关系;
(5.2)种植:将已炼过的种苗移植入苗床,移植时注意保护根须,浅栽轻压,最后浇定植水。
经实际测算,最终成活率达到了99%。
实施例2
金线莲种苗的扩繁方法,按以下步骤进行:
(1)外植体的培养和接种:
(1.1)外植体采集及清洗:挑选高度为7~10cm、带有4~6片叶、具有3~4节间的成年金线莲原种植株,在连续三个太阳照射之后的晴天,采集整株植株作为外植体,先将外植体放在1000ml的烧杯里,放入少量洗衣粉进行清洗,然后再用清水反复冲洗至无泡沫为止;
(1.2)外植体灭菌:准备50%(w/v)乙醇溶液,0.1%(w/v)升汞溶液和无菌水,在超净工作台范围内,先将冲洗干净的外植体泡在50%(w/v)乙醇溶液中浸润5秒,然后迅速捞出,放在0.1%(w/v)升汞溶液中浸泡12分钟,最后在无菌的容器中用无菌水反复冲洗3遍后,控干水分,灭菌完成;
(1.3)配制J1液体培养基:取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂粉3g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J1液体培养基分装到事先灭菌好的240ml玻璃组培瓶中,每瓶约50ml左右,进行常规的高温高压灭菌;
(1.4)外植体接种:将灭菌好的外植体置于接种盘中,无菌切去叶片、顶芽和根须,切1~2节间为一段,按每瓶1~2段接种到J1固体培养基中,进行诱导休眠芽生长,诱导培养条件为:光照强度5000Lx,光照时间16小时/天,温度22℃,培养时间45天;休眠芽诱导成功后,挑选强壮的植株作为扩繁种苗;
(2)通过摇床进行高效率扩繁:
(2.1)配制J2液体培养基:取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,6-苄氨基嘌呤4mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J2液体培养基分装到事先灭菌好的150ml三角瓶中,每瓶75ml,进行常规的高温高压灭菌;
(2.2)第一次继代培养:将扩繁种苗移入到J2液体培养基中,每瓶3~4个点,放置于摇床上进行第一次继代培养,第一次继代培养条件为:摇床光照强度5000Lx,温度22℃,摇动频率95次/分钟,培养时间20天;可见原金线莲扩繁种苗多处冒芽,第一次继代培养获得扩繁比率为1:20的胚芽体;
(2.3)第二次继代培养:将胚芽体切分为2~3个主苗,发芽较多的主苗留在摇床上用新的J2液体培养基继续培育新芽,进行第二次的继代培养,第二次继代培养时,原胚芽体切分后,依旧按照每瓶3~4个点接种,一般是按照1:3的速率扩大群体;其余主苗移入J1固体培养基作种植前期培养;
(3)固体培养基内生长培养:
采用步骤(1.3)配制的J1固体培养基,步骤(2.3)切分出的主苗按每瓶接种3~5个点移入J1固体培养基中,作种植前期培养,培养条件为:光照强度5000Lx,光照时间16小时/天,温度22℃;每35天继代培养1次,每次继代培养时都有一部分主苗长成3~5cm高的成熟种苗,成熟种苗移入J3固体培养基作生根培养;其余主苗继续在J1固体培养基中进行生长培养;
(4)固体培养基内生根培养:
(4.1)取1/2MS大量元素,全量MS铁盐,全量MS微量元素,全量MS有机类常规,萘乙酸5mg/L,6-苄氨基嘌呤2.5mg/L,6-糠氨基嘌呤0.2mg/L,蔗糖25g/L,麦芽糖5g/L,琼脂4g/L,配比后放入搪瓷锅加热,不断搅拌至糖和淀粉完全溶解,再继续沸腾5分钟后,调PH值5.8;然后将J3固体培养基分装到事先灭菌好的240ml玻璃组培瓶中,每瓶50ml,进行常规的高温高压灭菌;
(4.2)种苗的生根培养:将步骤(3)分离出的成熟种苗按照每瓶3~5个点移入到J3固体培养基中,作生根培养,培养条件为:光照强度5000Lx,光照时间16小时/天,温度22℃;与步骤3中生长培养条件相同或直接连瓶移入种植大棚苗床上培养,培养35天即见生出大量根须,此时便可开始炼苗;
(5)炼苗及种植:
(5.1)炼苗:将步骤(4.2)中生出大量根须的成熟种苗连瓶放置于种植大棚中,每天打开瓶盖1~2次,15天后取出,将培养基洗净,即可进行种植;在炼苗过程中,瓶中会逐步产生霉菌,但只要不影响植株健康,就没有关系;
(5.2)种植:将已炼过的种苗移植入苗床,移植时注意保护根须,浅栽轻压,最后浇定植水。
经实际测算,最终成活率达到了97%。
需要说明的是,上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明公开的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。