CN107079816A - 一种甘蔗新品种粤糖03‑373的组培快繁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甘蔗新品种粤糖03‑373的组培快繁方法,包括外植体的预处理与培养、分化培养、增殖培养、生根培养与移栽;诱导愈伤组织脱分化适宜培养基为MS+2,4‑D 1.0mg/L;诱导愈伤组织再分化的适宜培养基为MS+BA 0.5mg/L+IBA 0.01mg/L;诱导茎尖与腋芽萌发的适宜培养基为MS+BA 1.0mg/L+IBA 0.04mg/L;丛芽继代增殖适宜培养基为MS+BA 1.0mg/L+IBA 0.04mg/L;生根培养基以1/2 MS+ABT 0.20g/L+IBA 0.05mg/L +活性碳0.5g/L为最好;继代培养基中添加不同浓度椰汁、水解酪蛋白和酵母提取物,可降低黄化率。本发明采用简易的沙培方式,组培苗的假植成活率和大田移栽成活率达98%以上,适用于规模化生产。
Description
技术领域
本发明属于甘蔗组织培养技术领域。更具体地,涉及一种甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法。
背景技术
甘蔗是我国重要的糖能作物,与其他能源作物相比,能源甘蔗在原料供应、乙醇产量、生产成本及加工技术等方面具有明显优势;作为食糖,甘蔗是关系国计民生的主要农产品,甘蔗糖业是我国重要的经济产业。选育和推广高产抗逆性强的甘蔗新品种是提高我国甘蔗产量以及提高甘蔗品质的重要手段。粤糖03-373是申请人单位近年来新育成的又一粤糖系列新品种,该品种是以粤糖92-1287为母本、粤糖93-159为父本通过有性杂交选育出的一个优良品种。该品种早中熟、高糖、丰产稳产、分蘖力强、宿根性好、抗逆性较强、农艺性状佳。多年多点试验结果表明,粤糖03-373蔗茎产量为104.03t/hm2,分别比ROC16和ROC22增产15.2%和0.5%;11月至翌年1月平均蔗糖分15.16%,分别比ROC16和ROC22高0.39和0.45个百分点;含糖量15.67t/hm2,分别比ROC16和ROC22增糖17.9%和2.6%,于2009-2010参加全国农技中心组织的全国区试,适合在广东、广西、云南、福建等地种植,并且于2011年8月通过国家品种审定,选育及示范研究于2015年12月通过湛江市成果鉴定。
我国自2010年起,国家农业部农技推广与服务中心组织全国几个主产蔗区全面开展了“全国甘蔗健康种苗推广与示范”项目,为期四年的技术示范与种植推广服务,快速推动了甘蔗健康种苗技术应用,增产增效十分显著。因此,高效的组培快繁综合技术体系的建立,可为该品种种植推广和长期利用、脱毒种苗繁育和基因工程育种奠定基础。
甘蔗组培主要包括愈伤组织途径和茎尖与腋芽繁殖途径。在以往研究过程中发现:大多甘蔗组培苗继代周期均为15-20天,超过20天,植株变黄,增殖能力降低。如专利CN102090340 A公布的甘蔗种芽分生组织经脱毒处理和病毒检测后的组培快繁方法,但通过这些途径获得的甘蔗组培苗在增值分化过程中,由于培养基配方和培养条件的缺陷,容易出现变异,影响了种苗原有的优良遗传性状,且成苗率低,阻碍了甘蔗新品种的快速推广和开发利用。而且关于在培养基质中添加有机物对培养物的分化与增殖有明显的促进作用,很多人做了相关的应用研究,但都是阐述了有机添加物对植物组培过程中的分化与增殖生长的影响,并未对组培物的继代保持有结论。如果能延长继代周期,缩短继代次数,不但有利于降低变异,工厂化生产也极其便利。因此,对目前现有的培养基进行改进或将目前现有的方法综合改良是很有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足,针对甘蔗新品种粤糖03-373,寻找到高效的适合其幼苗生长发育的有机添加物或其组合,可有效提高粤糖03-373组培苗的假植成活率和移栽成活率,降低其变异系数,培养周期短,增殖苗量大,可以满足工厂化快繁的要求,加速新品种粤糖03-373的快速推广和开发利用,是一种更加高效、低成本的粤糖03-373的组培快繁生产方法。
本发明的目的是提供一种甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
一种甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,步骤包括外植体的预处理与培养、分化诱导培养、继代增殖培养、生根培养与移栽,所述外植体的预处理与培养包括茎尖培养、腋芽培养或愈伤组织培养;其中,诱导茎尖与腋芽萌发的培养基中BA与IBA的浓度比为1:(0~0.08)mg/L,诱导愈伤组织脱分化的培养基中2,4-D的浓度为0.5~2.5mg/L,诱导愈伤组织再分化的培养基中BA与IBA的浓度比为1:(0~0.08)mg/L,继代增殖培养基中BA与IBA的浓度比为(0.5~1.5)mg/L:(0.01~0.1)mg/L,生根培养基中ABT与IBA的浓度比为(0~1.0)g/L:(0~1.5)mg/L。
更优地,所述诱导愈伤组织脱分化的培养基包括MS培养基,2,4-D 1.0mg/L;所述诱导愈伤组织再分化的培养基包括MS培养基,BA 0.5mg/L,IBA 0.01mg/L;所述诱导茎尖与腋芽萌发的培养基包括MS培养基,BA 1.0mg/L,IBA 0.04mg/L;所述继代增殖培养基包括MS培养基,BA 1.0mg/L,IBA 0.04mg/L;所述生根培养基包括1/2MS培养基,ABT 0.20g/L,IBA0.05mg/L,活性碳0.5g/L。
更优地,所述诱导愈伤组织脱分化的培养基、诱导愈伤组织再分化的培养基、诱导茎尖与腋芽萌发的培养基、继代增殖培养基、生根培养基中均添加有2%~5%蔗糖、0.5%~1.0%卡拉胶,pH值为5.2~6.0。
更优地,所述茎尖与腋芽萌发培养基为:MS培养基+BA 1.0mg/L+IBA 0.04mg/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值为5.8;所述诱导愈伤组织脱分化的培养基为:MS培养基+2,4-D1.0mg/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值为5.8;所述诱导愈伤组织再分化的培养基为:MS培养基+BA 0.5mg/L+IBA 0.01mg/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值为5.8。
更优地,所述继代增殖的培养基为:MS培养基+BA 1.0mg/L+IBA 0.04mg/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值为5.8。
更优地,所述生根培养基为:1/2MS培养基+ABT 0.2g/L+IBA 0.05mg/L+活性炭0.5g/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值为5.8。
更优地,所述外植体的预处理与培养中茎尖培养、腋芽培养的条件为:先弱光照1000~2000lux培养5d,然后强光照2000~5000lux下培养5~10d,温度28±2℃;外植体的预处理与培养中愈伤组织培养的条件为暗培养5~20d,温度28±2℃。
更优地,所述分化诱导培养的条件为:光照培养20~45d,每15d更换一次培养基,每天光照12h,光照度为1500~30001ux,温度(28±2)℃。
更优地,所述继代增殖培养的条件为:光照培养15~25d换一次培养基,增殖培养4~5次,每天光照12h,光照度为2000~30001ux,温度(28±2)℃。
更优地,所述继代增殖培养基中还包括不同浓度的椰汁、水解酪蛋白和酵母提取物。
以上所述中,MS为植物组织培养使用最普遍的一种培养基名称,主要成分为植物生长所需多种化学物质,足以满足植物在营养上和生理上的需求,其配方公开使用;2,4-D为一种植物生长素,化学名称为2,4-二氯苯氧乙酸,BA是一种细胞分裂素,化学名称为苄氨基腺嘌呤;IBA化学名称为吲哚丁酸,是一种植物生长调节剂;ABT又叫生根粉,其主要成分为吲哚丁酸钾和萘乙酸钠。所述的MS培养基、2,4-D、BA、IBA、ABT均可在市场上购买到。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明通过探讨不同植物生长调节剂配比对愈伤组织脱分化和再分化诱导、茎尖与腋芽萌发诱导、丛芽增殖培养、生根培养的影响,不断优化关键增殖培养基的配方和关键培养步骤的条件,并在试验中总结得出适合粤糖03-373甘蔗的最佳综合组培方案,为粤糖03-373甘蔗的快繁生产提供了理论和技术支持。
本发明采用简易的沙培方式,组培苗的假植成活率达99%以上;大田移栽成活率达98%,同时该综合组培方案培养生产的组培苗长得粗壮,叶大、嫩绿,根系更为发达,素质高。因此,本发明通过愈伤组织途径和茎尖与腋芽繁殖途径、移栽驯化建立了该品种的组培快繁综合技术体系,培养周期短,增殖苗量大,可以满足工厂化快繁的要求。
附图说明
图1为本发明粤糖03-373甘蔗组培快繁移栽2周后的假植苗圃。
图2为本发明粤糖03-373甘蔗组培快繁大田移栽。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1 甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁生产方法
1、试验材料:以甘蔗新品种粤糖03-373的成熟种茎为外植体进行试验。
于2015年9月至2016年12月在广州甘蔗糖业研究所湛江甘蔗研究中心的“国家甘蔗健康种苗繁育基地”进行。
2、甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁生产方法,步骤如下:
S1:外植体的预处理与培养
(1)茎尖培养
将供试材料蔗尾截断并剥去外围叶片,用75%的酒精表面消毒,剥去外层鳞片及心叶,剥出1~2mm大小的茎尖,并迅速接种到茎尖培养基上。弱光照(1000~2000lux)培养5d,置于强光照(3000~5000lux)下培养5~10d,温度(28±2)℃。
(2)腋芽培养
选取具有饱满、成熟芽的甘蔗茎,剥去蔗叶,切成双芽茎段,清水洗净,以2%石灰水泡30min,置于河沙中(保证芽点露出),经52℃温汤浸种30~60min、50℃恒温培养进行快速催芽,侧芽萌发率达98%,7d左右生长至约7~10cm。小心取下萌发蔗芽,在超净工作台上用75%(V/V)酒精擦拭,剥去外层鳞片及心叶,切取1~2mm大小的生长点,并迅速接种到腋芽培养基上。弱光照(1000~2000lux)培养5d,置于较强光照(2000~3000lux)下培养5~10d,温度(28±2)℃。
其中,茎尖培养基、腋芽培养基配方均为MS+BA 1.0mg/L+IBA 0.04mg/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值5.8。
(3)愈伤组织培养
将供试材料蔗尾为外植体,先剥去最外层叶鞘,用75%酒精轻轻喷洗表面,放人超净工作台中,剥至见到甘蔗幼嫩叶片,置于灭菌纸上切成1mm薄片,接种于愈伤组织诱导培养基上,每瓶培养基上接种10片,暗培养15~20d,温度28±2℃。
S2:分化诱导培养
(1)茎尖途径与腋芽途径
分化诱导培养45d后,将诱导出的芽转接在丛芽分化培养基上,每个处理重复8次,每个重复接种2个丛芽。培养条件同愈伤组织培养。
(2)愈伤组织途径
将生长良好的愈伤组织随机接种于诱导芽分化培养基中,每个组合接种10瓶。每瓶接种10个。光照培养20~25d,光照12h,光照度为2000~30001ux,温度(28±2)℃。
S3:继代增殖培养
将分化诱导培养获得的芽切2~3株一丛,转接到继代增殖培养基中,每个组合中接种10瓶,每瓶接种5丛。光照培养20~25d换一次培养基,继代增殖培养4~5次,光照12h,光照度为2000~30001ux,温度28+2℃。
其中,继代增殖培养基配方为MS+BA 1.0mg/L+IBA 0.04mg/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值5.8。
S4:壮苗生根培养
丛生芽长度经过继代培养的侧芽达到2.0~3.0cm时,切2~3株一丛接种于壮苗生根培养基上,每个处理重复8次.每个重复接种10个单芽。培养条件同分化培养。
其中,生根培养基配方为1/2MS+ABT 0.20g/L+IBA 0.05mg/L+活性碳0.5g/L+蔗糖3%+卡拉胶0.6%,pH值5.8。
S5:甘蔗组培苗炼苗、移栽和驯化
生根培养后,长势健壮的植株,开始进行驯化移栽。
将高6~10cm生根良好的小苗整瓶置于2500~30001ux自然散射光下炼苗1周后,用自来水冲洗干净后置于0.1%多菌灵液中消毒1~2min。移栽于铺设1~2cm厚河沙的苗床基质中,上方设置50~75%遮荫网,2周后统计假植成活率达99%以上(如图1所示,长势好、成活率高)。
1个月后,苗茎秆和叶片颜色浓绿,植株粗壮,根系更为发达,大田移栽成活率为98%以上(如图2所示,长势好、成活率高)。综上所述方法组培快繁粤糖03-373,生长势强、抗逆性强,在组培过程中表现出较强分化能力、易生根,适应性强等特点。
实施例2 不同2,4-D浓度对诱导粤糖03-373甘蔗愈伤组织脱分化的影响
(1)以愈伤组织脱分化培养基中的2,4-D浓度为变量,观察不同2,4-D浓度对粤糖03-373甘蔗愈伤诱导率、愈伤增重和愈伤组织形态的影响。
(2)不同2,4-D浓度对诱导粤糖03-373甘蔗愈伤组织脱分化的影响如表1所示。
表1 不同2,4-D浓度对粤糖03-373甘蔗愈伤组织脱分化的影响
由表l可以看出,当2,4-D浓度较低时,愈伤的诱导率低,且生长增重较慢,质地也比较坚硬;当2,4-D浓度较高时,愈伤的诱导率大幅度增加,生长增重较快,但增加到一定浓度时,其愈伤组织质量会下降,长势逐渐变差,难以分化,甚至分化后出现变异。2号培养基中的愈伤组织长势良好,且质量最好。因此,最适宜诱导粤糖03-373甘蔗愈伤组织脱分化的培养基为MS+2,4-D 1.0mg/L。
实施例3 不同激素配比对粤糖03-373甘蔗愈伤组织再分化的影响
(1)以愈伤组织再分化培养基中的激素配比为变量,愈伤组织转接到诱导其再分化的培养基中先暗培养5天,然后置于较强光照下(1500~2000lux)进行促芽培养5~10天后,芽点逐渐变为紫色或淡绿色;25~35天后,有新芽长出。
(2)统计新芽生长情况,结果如表2。
表2不同激素配比对粤糖03-373甘蔗愈伤组织再分化的影响
+:愈伤组织小;++:愈伤组织一般;+++:愈伤组织较大;++++:愈伤组织大且硬;同列不同字母表示差异分析达极显著(大写,P<0.01)和显著水平(小写,P<0.05)。
从表2中可知,在MS基本培养基中添加不同浓度的BA和IBA,均可明显提高芽的诱导分化能力。7种培养基的培养结果表明:在低浓度的BA处理下,愈伤出芽快、出芽率较高和芽体长势好;对不同激素配比对芽诱导效果的显著性分析表明:2号培养基出芽率与其他6种培养基诱导率差异显著。因此,MS+BA0.5mg/L+IBA0.01mg/L是本试验中诱导愈伤组织再分化的适宜培养基。
实施例4 不同激素配比对诱导粤糖03-373甘蔗茎尖和腋芽萌发的影响
(1)以茎尖和腋芽萌发培养基中的激素配比为变量,茎尖和腋芽接种到培养基中置于弱光照(1000~2000lux)培养5天,强光下(2000~3000lux)进行促芽培养5~10天后,芽原基逐渐膨大突起;10天后新芽长出,观察记录出芽数量情况。
(2)出芽情况结果如表3所示。
表3不同激素配比对诱导粤糖03-373甘蔗茎尖和腋芽的影响
注:“*”表示经t检验各处理在0.05水平差异显著。
由表3可知,在MS基本培养基中添加不同浓度的BA和IBA,均可明显提高芽的诱导分化能力。结果表明:3号培养基诱导的出芽率与其他3种培养基差异显著。因次,MS+BA1.0mg/L+IBA0.04mg/L是本试验中诱导出芽的适宜培养基配方。
实施例5 不同激素配比对粤糖03-373甘蔗丛芽增殖的影响
(1)以继代增殖培养基中的激素配比为变量,经愈伤组织途径和茎尖与腋芽途径获得的芽在继代增殖培养基上培养15~20天后,分化出丛生芽;再经过4~5次转接后,获得大量丛芽。
(2)不同激素组合配比对粤糖03-373芽增殖的影响如表4所示。
表4 不同激素配比对粤糖03-373甘蔗丛芽增殖的影响
同列不同字母表示差异分析达极显著(大写,P<0.01)和显著水平(小写,P<0.05)。
由表4可知,BA/IBA值越大,芽的增殖率越高,但芽体越细弱;IBA浓度越高,芽伸长越快,但抑制苗的增殖。当BA/IBA=10~20,BA=(1.0~1.5)mg/L,IBA=(0.05~0.1)mg/L时,叶片伸展,芽体生长正常,增殖系数较高。不同激素配比对丛芽增殖效果经显著性分析表明:5号培养基中芽增殖系数与其它培养基相比差异达极显著水平,芽生长健壮叶片伸展、无玻璃化现象。因此,MS+BA1.0mg/L+IBA0.05mg/L是继代增殖的最佳培养基配方。
实施例6 几种添加物对粤糖03-373甘蔗组培苗继代周期的影响
分别在组培苗继代培养基(增殖培养)中添加不同浓度椰汁、水解酪蛋白和酵母提取物,对组培苗继代时间影响差异见表5,随着继代周期的延长,组培苗黄化率逐渐升高,黄化率由低到高依次为椰汁<水解酪蛋白<酵母提取物<对照。
表5 几种添加物对粤糖03-373甘蔗组培苗的影响
实施例7 不同激素配比对粤糖03-373甘蔗生根的影响
(1)将丛芽分成2~3株一丛,转接到生根培养基中培养10天后,开始有白色根出现;培养2~3周后长出大量白色粗壮的根,观察记录生根情况及长势。
(2)生根情况及长势结果如表6所示。
表6 不同浓度的ABT/IBA组合对粤糖03-373组培苗生根的影响
同列不同字母表示差异分析达极显著(大写,P<0.01)和显著水平(小写,P<0.05)。
由表6可知,低浓度的ABT或IBA均比较容易诱导生根,且生根率在98%以上;而较高浓度的ABT和IBA均抑制组培苗生根。IBA协同ABT生根粉,使组培苗的根系发育良好,茎秆粗壮高大、叶片茂盛且翠绿,比单独使用ABT生根粉或IBA的效果好。对不同激素配比对组培苗生根效果进行显著性分析表明:添加ABT与IBA的5号培养基生根率、平均每株根数与其它培养基相比差异达极显著水平。因此,1/2MS+ABT0.20g/L+IBA0.05mg/L+活性碳0.5g/L是本试验中最佳的生根培养基。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,步骤包括外植体的预处理与培养、分化诱导培养、继代增殖培养、生根培养与移栽,所述外植体的预处理与培养包括茎尖培养、腋芽培养或愈伤组织培养;其中,诱导茎尖与腋芽萌发的培养基中BA与IBA的浓度比为1:(0~0.08)mg/L,诱导愈伤组织脱分化的培养基中2,4-D的浓度为0.5~2.5mg/L,诱导愈伤组织再分化的培养基中BA与IBA的浓度比为1:(0~0.08)mg/L,继代增殖培养基中BA与IBA的浓度比为(0.5~1.5)mg/L:(0.01~0.1)mg/L,生根培养基中ABT与IBA的浓度比为(0~1.0)g/L:(0~1.5)mg/L。
2. 根据权利要求1所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述诱导愈伤组织脱分化的培养基包括MS培养基,2,4-D 1.0 mg/L;所述诱导愈伤组织再分化的培养基包括MS培养基,BA 0.5 mg/L,IBA 0.01 mg/L;所述诱导茎尖与腋芽萌发的培养基包括MS培养基,BA1.0 mg/L,IBA 0.04 mg/L;所述继代增殖培养基包括MS培养基,BA1.0mg/L,IBA 0.04 mg/L;所述生根培养基包括1/2 MS培养基,ABT 0.20 g/L,IBA 0.05 mg/L,活性碳0.5 g/L。
3.根据权利要求1或2所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述诱导愈伤组织脱分化的培养基、诱导愈伤组织再分化的培养基、诱导茎尖与腋芽萌发的培养基、继代增殖培养基、生根培养基中均添加有2%~5%蔗糖、0.5%~1.0%卡拉胶,pH值为5.2~6.0。
4. 根据权利要求3所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述茎尖与腋芽萌发培养基为:MS培养基 + BA 1.0 mg/L + IBA 0.04 mg/L + 蔗糖3% + 卡拉胶0.6%,pH值为5.8;所述诱导愈伤组织脱分化的培养基为:MS培养基 + 2,4-D 1.0 mg/L +蔗糖3% + 卡拉胶0.6%,pH值为5.8;所述诱导愈伤组织再分化的培养基为:MS培养基 + BA0.5mg/L + IBA 0.01mg/L + 蔗糖3% + 卡拉胶0.6%,pH值为5.8。
5. 根据权利要求3所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述继代增殖的培养基为:MS培养基 + BA 1.0 mg/L + IBA 0.04 mg/L+蔗糖3% + 卡拉胶0.6%,pH值为5.8。
6. 根据权利要求3所述的甘蔗新品种粤糖03-373组培快繁的方法,其特征在于,所述生根培养基为:1/2MS培养基 + ABT 0.2 g/L + IBA 0.05 mg/L + 活性
炭0.5 g/L + 蔗糖3% + 卡拉胶0.6%,pH值为5.8。
7.根据权利要求1所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述外植体的预处理与培养中茎尖培养、腋芽培养的条件为:先弱光照1000~2000lux培养5d,然后强光照2000~5000lux下培养5~10d,温度(28±2)℃;外植体的预处理与培养中愈伤组织培养的条件为暗培养5~20d,温度(28±2)℃。
8.根据权利要求1所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述分化诱导培养的条件为:光照培养20~45d,每15d更换一次培养基,每天光照12h,光照度为1500~30001ux,温度(28±2)℃。
9.根据权利要求1或5所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述继代增殖培养的条件为:光照培养15~25d换一次培养基,增殖培养4~5次,每天光照12h,光照度为2000~30001ux,温度(28±2)℃。
10.根据权利要求1或5所述的甘蔗新品种粤糖03-373的组培快繁方法,其特征在于,所述继代增殖培养基中还包括不同浓度的椰汁、水解酪蛋白和酵母提取物。
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