CN107439211B

CN107439211B - 一种缩短茄子出芽成苗时间的方法

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Publication number: CN107439211B
Application number: CN201710819275.1A
Authority: CN
Inventors: 陈钰辉; 连勇; 刘富中; 张映
Original assignee: Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: CN107439211A

Abstract

本发明提供了一种缩短茄子出芽成苗时间的方法。该方法是将茄子开花20天以后的果实中的未成熟种子在无菌条件下切除部分种皮及子叶部分，后转至诱导出苗和生根培养基中。本发明提供的的方法及适用培养基应用于茄子遗传育种中，能够大大缩短茄子开花到种子成熟后下代催芽成苗的至少30‑40天时间，加速茄子育种进程。此外，本发明提供的方法也是一种新的茄子外植体培养方法，该方法能够有效挽救种果成熟时间不足的茄子子代，使未成熟种果中的种子诱导成苗，获得子代植株，为加快我国茄果类蔬菜作物遗传育种和遗传研究提供了可靠的技术支持。

Description

一种缩短茄子出芽成苗时间的方法

技术领域

本发明属于植物细胞工程领域,具体涉及一种缩短茄子出芽成苗时间的方法。

背景技术

茄子，学名Solanum melongena L,是我国生产和消费的主要蔬菜品种之一。2014年我国茄子生产面积为802,306ha，产量达到29,490,095t(FAO，2014)，占世界茄子总生产量59％。

茄子属于喜温作物，茄子种子成熟比果实晚，种子成熟需要时间较长。一般情况下，茄子开花授粉40d后，种子才有发芽力，但完全成熟需要50-60天(余风娟，2015)。另外，茄子一般开花后50-55天采收的种子发芽率较低(高维恒等，1991)，新采收的茄子种子普遍存在休眠现象,不同品种间休眠程度差异很大，休眠期2-12个月不等，对新采收种子立即播种一般需要激素前期处理，才能保证发芽率70％以上(王贵余等，2015)。因此，茄子从开花到种子成熟至少2个月的时间，另外，在正常催芽条件下茄子种子还需要2个月以上休眠期，才能保证成熟茄子种子发芽率达到70％以上。由此可见，茄子从开花-种子成熟-种子休眠-催芽下代播种至少需要4个月时间。

目前，有关茄子生物技术育种及品种选育的研究主要方向为茄子各器官的组织培养和植株再生研究，包括幼苗外植体器官如茎、叶、叶炳、子叶、根、下胚轴获取再生植株，这些研究为生物育种、提高茄子育种效率提供了途径，但茄子组织培养普遍存在成苗率都相对较低问题，最高成苗率30％左右，并且部分外植体培养技术操作较为复杂(Isouard etal.,1979；Gleddie et al.,1983；Sharma and Rajam,1995；Magioli et al.,1998)。

发明内容

本发明的目的是提供一种缩短茄子出芽成苗时间的方法，所述方法包括：切除未成熟茄子种子的部分种皮和子叶，所述部分种皮和子叶位于与种脐相对的一侧，得切除处理后的种子；然后诱导培养所述切除处理后的种子发芽。

具体的，所述未成熟茄子种子包括开花后20天以上的茄子果实中的种子；

所述开花具体指花瓣与柱头成90度角时为开花当天时间；

所述部分种皮和子叶包括：所述部分种皮和子叶占未成熟种子总体积的10-20％的部分；

所述诱导培养包括：在含有促进细胞分裂的化合物的培养基上培养所述切除处理后的种子。

所述含有促进细胞分裂的化合物的培养基的pH为5.0-6.5。

具体的，所述促进细胞分裂的化合物包括6-BA、KT和ZT；所述培养基包括MS培养基。

所述MS培养基在使用先还需要加入琼脂和/或蔗糖。

所述6-BA为6-苄氨基腺嘌呤；所述KT为激动素；所述ZT为玉米素；具体的，所述6-苄氨基腺嘌呤为1mg以上，再具体为2mg以上；再具体为2-3mg；所述激动素为1-2mg/L；所述玉米素为1mg/L。

具体的，所述诱导培养包括培养7天以上；所述诱导培养的培养条件包括温度为26-30℃；光周期为12-16h光照期和12-8h暗期；光照强度20000lx-24000lx。

所述7天以上具体包括7-10天。

具体的，所述方法还包括，在所述诱导培养完成后，还进行生根培养。

具体的，所述生根培养包括在生根培养基上培养7天以上，所述生根培养基包括含有促进生根的激素或化合物的培养基。

所述含有促进生根的激素或化合物的培养基的pH为5.0-6.5。

具体的，所述促进生根的激素或化合物为3-吲哚丁酸。

所述培养基具体为MS培养基。

本发明的另一个目的是提供一种缩短茄子出芽成苗时间的培养基，所述培养基为下述1)-4)任一所述的培养基：

1)含2-3mg/L 6-BA的MS培养基；

2)含1-3mg/L IBA的MS培养基；

3)含1-2mg/L激动素KT的MS培养基；

4)含1mg/L玉米素ZT的MS培养基。

本发明的还一个目的是提供下述1)-3)所述培养基中的至少一种培养基在本发明任一所述方法中的应用：

1)MS培养基；

2)含有促进细胞分裂的化合物的培养基；

3)含有促进生根化合物的培养基；

所述含有促进细胞分裂的化合物的培养基包括：含有6-BA、激动素KT或玉米素ZT至少一种的培养基；具体的，所述6-BA的含量为1mg以上，再具体为2mg以上；再具体为2-3mg；所述激动素KT的含量为1-2mg/L；所述玉米素ZT的含量为1mg/L；再具体的，所述培养基为MS培养基。

所述含有促进生根化合物的培养基包括：含有IBA的培养基；具体的，所述IBA的含量为1-3mg/L；再具体的，所述培养基为MS培养基。

本发明的再一个目的是提供本发明任一所述方法的应用。

具体的，所述应用包括下述1)-3)所述应用中的至少一种：

1)缩短茄子生长、育种或出芽成苗周期时间30天以上；

2)缩短茄子生长、育种或出芽成苗周期时间30天以上的同时，使得出芽率达到60％以上；

3)使未成熟茄子种果中的种子诱导成苗。

在一个优选的实施例中，本发明所提供的方法是通过诱导茄子未成熟种子成苗从而缩短时间，其中未成熟种子是指是开花20天后的茄子果实中的未成熟种子，该种子通过切除种脐对一侧10-20％的种皮连同子叶部分，然后放置在诱导培养基及生根培养基后可获得成苗。该方法和常规种子正常成熟到出苗生长周期相比缩短了30天以上，在适宜的激素浓度培养基中培养出芽率可达到60％以上。

另外，在一个优选的实施例中，本发明提供了新的茄子外植体成苗培养方法。

本发明也提供了一种新的外植体即未成熟茄子种子诱导成苗方法，是利用开花20天后未成熟种子，在处理后放置于MS+6-BA(或KT或ZT)培养基中，7天后可见绿色子叶及白色胚轴，后转至生根培养基中(MS+IBA)，7天后可见白色嫩根，抽一片真叶。

本发明的有益效果包括：

1)有效缩短茄子生长周期时间，加速茄子育种进程。本发明提供的方法，缩短了茄子种子发育成熟到下代催芽时间30天以上。常规条件下，茄子种子从成熟到下代使用时间为：茄子开花-种子形成(50-60天)-种子后熟(7-15天)-掏种及晾晒获得种子(7天)-种子休眠(2-12个月)/激素处理-催芽下代使用(4-7天)，最少需要60天以上；本发明方法时间为：茄子开花-未成熟种子处理(开花20天后)-未成熟种子在适用培养基培养出苗，现子叶(7-10天)-生根培养基培养，生根并出1-2片真叶(7-10天)供下代使用，最少需要30天。

2)成苗率高，有效提高了茄子出芽成苗效率。

3)方法简单，易于操作。

4)所用培养基成本低，效果好。

本发明提供的方法和培养基在成苗率高的情况下，有效缩短了茄子的培养周期、从而可提高茄子育种效率。

将本发明提供的的方法及适用培养基应用于茄子遗传育种中，能够大大缩短茄子开花到种子成熟后下代催芽成苗的至少30-40天时间，加速茄子育种进程。

另外，本发明提供的方法也是一种新的茄子外植体培养方法，该方法能够有效挽救种果成熟时间不足的茄子子代，使未成熟种果中的种子诱导成苗，获得子代植株，为加快我国茄果类蔬菜作物遗传育种和遗传研究提供了可靠的技术支持。

附图说明

图1为培养7天时的经灭菌处理，未经切除处理的未出苗的未成熟种子。

图2为培养7天经切除处理的未成熟茄子种子的诱导培养结果图。

图3为培养10天经切除处理的未成熟茄子种子的诱导培养结果图。

图4为未成熟种子诱导成苗的生根培养结果图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所用的MS培养基的具体组成成分如表1所示，表1所示成分中不含琼脂和蔗糖，使用时再加入琼脂(7g·L^-1)、3％蔗糖(质量百分含量)。

表1

实施例1、园杂5号未成熟种子诱导成苗

(一)、园杂5号(购自中蔬种业科技(北京)有限公司)未成熟种子诱导成苗

1、采集未成熟种子种果时间的确定

采集在自然条件下生长健壮植株上采集开花10，20，30天后的园杂5号茄子的果实，果实要求表面无病虫害侵染。

2、未成熟种子的采集及处理

(1)果皮消毒①用75％(体积百分含量)的酒精进行果实表面消毒，消毒时间为30sec；②用6.5％(质量百分含量)的次氯酸钠溶液浸泡15min；③用无菌水洗涤3次，每次5min，然后用无菌纸吸干备用。

(2)未成熟种子的采取在超净工作台上，将消好毒的果实用解剖刀切开，用镊子取下形状完整，未受到解剖刀切伤的种子，将种子放置也无菌纸上。

(3)种皮处理：将种子分别进行种皮灭菌处理和无处理两种，其中种皮灭菌处理方法为①用75％(体积百分含量)的酒精进行种皮表面消毒，消毒时间为30sec；②用6.5％(质量百分含量)的次氯酸钠溶液浸泡15min；③用无菌水洗涤3次，每次5min，然后用无菌纸吸干备用。

(4)未成熟种子的处理：分为切除处理和和无切除处理两种；其中切除处理包括用解剖刀轻轻切除种脐相对一侧部分种子种皮及子叶部分。

3、园杂5号未成熟种子诱导发芽成苗

(1)将不同处理的未成熟种子(种子灭菌与无处理，种子切除及无处理)分别放置在MS+1mg/L 6-BA(6-苄氨基腺嘌呤)，MS+2mg/L 6-BA，MS+3mg/L 6-BA固体培养基中，使用NaOH调解PH值，使上述培养基的pH均为5.0-6.5，7-10天后可见绿色子叶和胚轴，统计出芽率。

(2)将诱导出芽转至MS+1mg/L IBA(3-吲哚丁酸)培养基生根，所述培养基的pH为5.0-6.5，7-10天后可见部分植株白色根。

实验设3次重复，每皿接30粒处理后未成熟种子，7-10天后统计数据，其中：

1)如图1所示，开花10天，种子颜色白色，种子经无菌处理、未经无菌处理、种子经切除处理和未经切除处理，在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后其出芽率均为0；

2)开花20天，种子颜色淡黄色，种子经灭菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出芽率均为0；种子经灭菌和切除处理的未成熟种子，分别放置在MS+1mg/L 6-BA，MS+2mg/L 6-BA，MS+3mg/L 6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为19％，20％，20％；种子未经无菌处理、未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导成芽培养基中培养10天后，出芽率均为0；如图2、图3所示，种子未经无菌处理、后切除处理的未成熟茄子种子，分别放置在MS+1mg/L6-BA，MS+2mg/L 6-BA，MS+3mg/L 6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为51％，60％，73％；

3)开花30天，种子颜色淡黄色，略比开花20天种子颜色加深，种子经灭菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出芽率均为0；种子经灭菌、切除处理的未成熟种子，分别放置在MS+1mg/L 6-BA，MS+2mg/L6-BA，MS+3mg/L 6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为23％，22％，23％；种子未经无菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出芽率均为0；种子未经无菌处理、后切除处理的未成熟茄子种子，分别放置在MS+1mg/L 6-BA，MS+2mg/L 6-BA，MS+3mg/L 6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为60％，76％，72％。

如图4所示，将出苗株转入生根培养基中，7-10天后可见白色嫩根。

试验结果表明：未成熟种子经过灭菌处理及未经过灭菌处理都没出现污染现象，说明未成熟种子不需要经过灭菌处理；未成熟种子切除处理和未经切除处理在出苗率上具显著差异。因此，茄子品种园杂5号未成熟种子诱导成苗经济、易行的方法为：在开花20天以后采集的未成熟种子，不经过无菌处理，后切除部分种皮及子叶处理后未成熟茄子种子转入MS+2-3mg/L6-BA培养基中，7-10天后出苗率达到61％以上，后转至MS+1mg/L IBA生根培养基，7-10天后可见白色根。

实施例2、长杂8号未成熟种子诱导成苗

(一)、长杂8号(购自中蔬种业科技(北京)有限公司)未成熟种子的获取

1、采集未成熟种子种果时间的确定

采集在自然条件下生长健壮植株上采集开花10，20，30天后的长杂8号茄子的果实，果实要求表面无病虫害侵染。

2、未成熟种子的采集及处理

(1)果皮消毒：①用75％(体积百分含量)的酒精进行果实表面消毒，消毒时间为30sec；②用6.5％(质量百分含量)的次氯酸钠溶液浸泡15min；③用无菌水洗涤3次，每次5min，然后用无菌纸吸干备用。

(2)未成熟种子的采取：在超净工作台上，将消好毒的果实用解剖刀切开，用镊子取下形状完整，未受到解剖刀切伤的种子，将种子放置也无菌纸上。

(3)种皮处理：将种子分别进行种皮灭菌处理和无处理两种，其中种皮灭菌处理①用75％(体积百分含量)的酒精进行种子表面消毒，消毒时间为30sec；②用6.5％(质量百分含量)的次氯酸钠溶液浸泡15min；③用无菌水洗涤3次，每次5min，然后用无菌纸吸干备用。

(4)未成熟种子的处理：分为切除处理和无切除处理两种；其中切除处理包括用解剖刀轻轻切除种脐相对一侧部分种子种皮及子叶部分。

(二)长杂8号未成熟种子诱导发芽成苗

(1)将不同处理的未成熟种子(种子灭菌与无处理，种子切除及无处理)分别放置在MS+1mg/L6-BA，MS+2mg/L6-BA，MS+3mg/L6-BA固体培养基中，上述培养基的pH均为5.0-6.5，7-10天后可见绿色子叶和胚轴，统计出芽率。

(2)将诱导出芽转至MS+1mg/LIBA培养基，所述培养基的pH为5.0-6.5，生根，7-10天后可见部分植株白色根。

1)开花10天，种子颜色白色，种子经无菌处理、未经无菌处理、种子经切除处理和未经切除处理，在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后其出芽率均为0；

2)开花20天，种子颜色淡黄色，种子经灭菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出芽率均为0；种子经灭菌和切除处理的未成熟种子，分别放置在MS+1mg/L6-BA，MS+2mg/L6-BA，MS+3mg/L6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为25％，24％，25％；种子未经无菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出芽率均为0；种子未经无菌处理、后经切除处理的未成熟茄子种子，分别放置在MS+1mg/L6-BA，MS+2mg/L6-BA，MS+3mg/L6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为55％，64％，82％；

3)开花30天，种子颜色淡黄色，略比开花20天种子颜色加深，种子经灭菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出苗率均为0；种子经灭菌和切除处理的未成熟种子，分别放置在MS+1mg/L6-BA，MS+2mg/L6-BA，MS+3mg/L6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为26％，27％，29％；种子未经无菌处理和未切除处理的未成熟种子在不同激素水平(1，2，3mg/L 6-BA)诱导出芽培养基中培养10天后，出苗率均为0；种子未经无菌处理、后经切除处理的未成熟茄子种子，分别放置在MS+1mg/L6-BA，MS+2mg/L6-BA，MS+3mg/L6-BA固体培养基中培养10天后，出芽率分别为93％，95％，95％。将出苗株转入生根培养基中，7-10天后可见白色嫩根。

试验结果表明，茄子品种长杂8号在开花20天以后采集的未成熟种子，不经过无菌处理，后切除部分种皮及子叶处理后未成熟茄子种子转入MS+2-3mg/L6-BA培养基中，7-10天后出苗率达到67％以上，苗转至MS+1mg/LIBA生根培养基，7-10天后可见白色根。

实施例3、诱导培养基中不同激素对未成熟种子(园杂5号)诱导成苗影响

(一)、园杂5号未成熟种子诱导成苗

1、未成熟种子的采集及处理

采集在自然条件下生长健壮植株上采集开花20天后的园杂5号茄子的果实，果实要求表面无病虫害侵染。

(3)未成熟种子的处理：用解剖刀轻轻切除种脐相对一侧部分种子种皮及子叶部分。

2、不同激素种类及浓度对园杂5号未成熟种子诱导成苗影响

(1)将切除处理后的未成熟种子分别放置在MS+6-BA(6-苄氨基腺嘌呤)(1mg/L，2mg/L，3mg/L)，MS+ZT(玉米素)((1mg/L，2mg/L，3mg/L))，MS+KT(激动素)((1mg/L，2mg/L，3mg/L)固体培养基中，使用NaOH调解PH值，使上述培养基的pH均为5.0-6.5，7-10天后可见绿色子叶和胚轴，统计出苗率。

实验设3次重复，每皿接15粒处理后未成熟种子，7-10天后统计数据，结果见表2，其中：

KT浓度1-2mg/L时出苗率达到60％以上，ZT浓度1mg/L时出苗率69％，6-BA浓度2-3mg/L时出苗率在60％以上。

表2

Claims

1.一种缩短茄子出芽成苗时间的方法，其特征在于，所述方法包括：切除未成熟茄子种子的部分种皮和部分子叶，所述部分种皮和部分子叶位于与种脐相对的一侧，得切除处理后的种子；然后诱导培养所述切除处理后的种子发芽，所述未成熟茄子种子为开花后20天以上的茄子果实中未成熟的种子；所述部分种皮和部分子叶包括：所述部分种皮和部分子叶占未成熟种子总体积的10-20％的部分；所述诱导培养包括：在含有促进细胞分裂的化合物的培养基上培养所述切除处理后的种子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述促进细胞分裂的化合物包括6-BA、KT和ZT；所述培养基包括MS培养基。

3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，所述诱导培养包括培养7天以上；所述诱导培养的培养条件包括温度为26-30℃；光周期为12-16h光照期和12-8h暗期；光照强度20000lx-24000lx。

4.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述诱导培养完成后，还进行生根培养。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生根培养包括在生根培养基上培养7天以上，所述生根培养基包括含有促进生根的激素或化合物的培养基。

6.权利要求1-5任一所述方法的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，缩短茄子生长、育种或出芽成苗周期时间30天以上。