CN109566420A - 一种葫芦的组培快繁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种葫芦组培快繁方法,涉及植物组织培养技术领域。本发明所述方法包括以下步骤:1)将去壳的葫芦种子消毒,接种到无菌苗固体培养基表面进行无菌苗培养,得无菌苗;2)剥离所述无菌苗的子叶节,将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中进行诱导培养,得丛生芽;3)分离所述丛生芽后接种于生根培养基中进行生根培养,得葫芦组培快繁苗。利用本发明所述方法,2个月内获得大量遗传性状一致的葫芦成苗;同时增殖系数最高达2.27,生根率最高达95%。本发明所述方法为葫芦的细胞工程和转基因改良育种提供了方法基础,同时为规模化生产高品质葫芦砧木苗提供参考。
Description
技术领域
本发明属于植物组织培养技术领域,具体涉及一种葫芦的组培快繁方法。
背景技术
植物组织培养是一种快速有效的生物工程育种手段,不受季节和地区的限制。植物组织培养又叫离体培养,无菌条件下分离植物组织和器官,在人工控制的条件下进行离体培养,得到成熟的愈伤组织,经过再分化获得再生完整植株。由细胞全能性可知植物的任何组织和器官在一定条件下都可以长成为完整的植株。但是这些离体组织细胞全能性有许多差异,甚至是同一组织器官的不同部位也不一定相同。除此以外,基因型、苗龄、培养基、培养条件等因素控制或影响植物细胞状态,决定培养的效果和结果。
葫芦(Lagenaria siceraria Standl.)属于双子叶植物纲葫芦科葫芦属,在我国南北各地都有种植,一年生攀援草本植物。它是世界上最古老的作物之一,葫芦的果实、叶子和藤蔓在成熟前可作蔬菜使用,具有消肿利尿,清热解暑作用;成熟后的果实表皮木质化严重变得坚硬,可作装饰和容器使用;此外中医发现葫芦可用来治疗黄疸,润肺止咳。现代农业生产中,葫芦被广泛应用于西瓜、南瓜、黄瓜等瓜类蔬菜作物的嫁接砧木,嫁接苗可以提高接穗的抗虫抗病性,保质保产。嫁接技术发展越来越成熟,葫芦砧木普及应用,砧木的抗性强弱直接影响果实的品质。运用生物工程技术培育高抗优良的葫芦新品种是瓜类蔬菜生产的发展方向。然而常规传统育种方式周期长,无法维持优良性状代代稳定遗传,进程慢,很难满足生产的需求。
到目前为止,葫芦组织培养工作研究欠缺,没有一个完善的离体再生体系,制约着转基因技术在葫芦遗传改良育种方面的应用。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种葫芦的组培快繁方法,可以克服常规育种繁琐周期长效率低的缺点,为葫芦的细胞工程和转基因改良育种提供了方法基础;且操作简单,生产成本低,应用价值高,出苗多又快,为规模化生产高品质葫芦砧木苗提供参考。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种葫芦的组培快繁方法,包括以下步骤:1)将去壳的葫芦种子消毒,接种到无菌苗固体培养基中进行无菌苗培养,得无菌苗;所述无菌苗固体培养基以MS培养基为基本培养基,还包括以下质量百分比的组分:0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;所述无菌苗培养包括暗培养2~4d后转入光照培养;
2)剥离所述无菌苗的子叶节,将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中进行诱导培养,得丛生芽;所述丛生芽诱导培养基以MS为基本培养基,还包括:1~4mg/L的6-BA、0.1~0.4mg/L的ZT、分别占所述丛生芽诱导培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;
3)分离所述丛生芽后接种于生根培养基中进行生根培养,得葫芦组培快繁苗;所述生根培养基以1/2MS为基本培养基,还包括:0.1~0.3mg/L的IBA、分别占所述生根培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8。
优选的,步骤1)所述消毒包括依次进行的第一消毒和第二消毒;所述第一消毒为将所述去壳的葫芦种子用体积分数为70~80%乙醇水溶液浸泡70~90s;所述第二消毒为将第一消毒后的种子用质量分数为8~12%的次氯酸钠水溶液消毒10~15min。
优选的,步骤1)所述光照培养的光照强度为1500~3000lx,所述光照培养的光照时间为14~18h/d,所述光照培养的时间为5~9d。
优选的,步骤2)所述剥离的方法,包括剪取所述无菌苗带下胚轴的子叶,沿轴线纵切所述带下胚轴的子叶,切去子叶上部1/3~3/5的组织,并剔除生长点。
优选的,步骤2)所述接种为将所述子叶节近轴面朝上60~85°角斜插接种于所述丛生芽诱导培养基上。
优选的,步骤2)所述诱导培养的温度为22~30℃,所述诱导培养的光照强度为1800~2500lx,所述诱导培养的光照时间为14~18h/d。
优选的,步骤3)所述丛生芽的高度为2~3cm。
优选的,步骤3)所述生根培养的温度为22~30℃,所述生根培养的光照强度为1800~2500lx,所述生根培养的光照时间为14~18h/d。
本发明提供了一种葫芦的组培快繁方法,包括以下步骤:1)将去壳的葫芦种子消毒,接种到无菌苗固体培养基表面进行无菌苗培养,得无菌苗;2)剥离所述无菌苗的子叶节,将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中进行诱导培养,得丛生芽;3)分离所述丛生芽后接种于生根培养基中进行生根培养,得葫芦组培快繁苗。在本发明实施例中,在2个月的时间内获得大量遗传性状一致的葫芦成苗,克服了常规育种繁琐周期长效率低的缺点,为葫芦的细胞工程和转基因改良育种提供了方法基础;同时增殖系数最高达2.27,生根率最高达95%。
具体实施方式
本发明提供了一种葫芦的组培快繁方法,包括以下步骤:1)将去壳的葫芦种子消毒,接种到无菌苗固体培养基中进行无菌苗培养,得无菌苗;所述无菌苗固体培养基以MS培养基为基本培养基,还包括以下质量百分比的组分:0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;所述无菌苗培养包括暗培养2~4d后转入光照培养;
2)剥离所述无菌苗的子叶节,将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中进行诱导培养,得丛生芽;所述丛生芽诱导培养基以MS为基本培养基,还包括:1~4mg/L的6-BA、0.1~0.4mg/L的ZT、分别占所述丛生芽诱导培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;
3)分离所述丛生芽后接种于生根培养基中进行生根培养,得葫芦组培快繁苗;所述生根培养基以1/2MS为基本培养基,还包括:0.1~0.3mg/L的IBA、分别占所述生根培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8。
在本发明所述组培快繁方法中,将去壳的葫芦种子消毒,接种到无菌苗固体培养基中进行无菌苗培养,得无菌苗;所述无菌苗固体培养基以MS培养基为基本培养基,还包括以下质量百分比的组分:0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;所述无菌苗培养包括暗培养2~4d后转入光照培养。本发明对所述葫芦种子的来源没有特殊限定,优选种子外壳无裂痕,大小一致,饱满度一致即可。本发明优选将所述葫芦种子去壳,所述去壳优选为利用剥壳器去壳,获得无损伤、色泽和大小一致的种肉。得到种肉后,本发明优选将所述种肉消毒。本发明所述消毒优选包括第一消毒和第二消毒;所述第一消毒优选为将所述去壳的葫芦种子用70~80%乙醇溶液浸泡70~90s。本发明所述乙醇溶液的体积分数优选为72~78%,更优选为73~76%,最优选为75%。本发明在第二消毒前优选还包括无菌水冲洗经所述第一消毒后的种子,所述冲洗的次数优选为3~5次。本发明所述第二消毒优选为将第一消毒后的种子用8~12%的次氯酸钠消毒10~15min。本发明所述次氯酸钠的质量分数优选为9~11%,更优选为10%。本发明在所述第二消毒后,优选还包括无菌水冲洗和无菌滤纸吸干多余液体。本发明所述无菌水冲洗的次数优选为3~5次。本发明对所述乙醇和次氯酸钠的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规试剂即可。
本发明所述无菌苗固体培养基中包含琼脂,所述琼脂的质量优选为所述无菌苗固体培养基质量的0.45~0.7%,更优选为0.5~0.65%,最优选为0.6%。
本发明所述无菌苗固体培养基中包含蔗糖,所述蔗糖的质量优选为所述无菌苗固体培养基质量的2.5~3.5%,更优选为3%。本发明对所述无菌苗固体培养基中的各成分的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规试剂即可。本发明所述无菌苗固体培养基含有较高含量的无机盐如钾盐、铵盐及硝酸盐,且微量元素种类齐全,碳氮源养分数量及比例均比较合适,适合葫芦苗培养。
本发明在所述无菌苗固体培养基上进行无菌苗培养,所述无菌苗培养包括暗培养2~4d后转入光照培养。本发明所述暗培养的时间优选为3d。本发明所述暗培养的温度优选为22~30℃,更优选为25~28℃,最优选为26℃。在本发明中,葫芦种子适宜在黑暗条件下萌发,暗培养3d再转为光照培养可以保证种子露白后正常发芽,并且芽的长势保持一致,后续试验方便取材;如将其长期黑暗培养,葫芦种子萌发露白,胚轴细胞盲目伸长,胚芽和子叶生长缓慢,长出黄色高脚苗,子叶小而未展开,无法后续试验,转为光照培养后子叶微展得到绿色健康植株。本发明所述光照培养的光照强度优选为1500~3000lx,更优选为1800~2500lx,最优选为2000lx。本发明所述光照培养的光照时间优选为14~18h/d,更优选为15~17h/d,最优选为16h/d。本发明所述光照培养的时间优选为5~9d,更优选为6~8d,最优选为7d。本发明得到的所述无菌苗,子叶微展,颜色绿色。
得无菌苗后,本发明剥离所述无菌苗的子叶节,将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中进行诱导培养,得丛生芽;所述丛生芽诱导培养基以MS为基本培养基,还包括:1~4mg/L的6-BA、0.1~0.4mg/L的ZT、分别占所述丛生芽诱导培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8。本发明所述剥离的方法,优选包括剪取所述无菌苗带下胚轴的子叶,沿轴线纵切所述带下胚轴的子叶,切去子叶上部1/3~3/5的组织,并剔除生长点。本发明所述带下胚轴的子叶中,所述下胚轴的长度优选为1~3mm,更优选为2mm。本发明优选切去子叶上部1/2的组织。本发明将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中,所述接种优选为将所述子叶节近轴面朝上60~85°角斜插接种于所述丛生芽诱导培养基上,更优选角度为70~80°,最优选为75°。
本发明所述丛生芽诱导培养基中包括6-BA,所述6-BA的浓度优选为2~3mg/L,更优选为2mg/L。
本发明所述丛生芽诱导培养基中包括ZT,所述ZT的浓度优选为0.2~0.3mg/L,最优选为0.3mg/L。
本发明所述丛生芽诱导培养基中包含琼脂,所述琼脂的质量优选为所述丛生芽诱导培养基质量的0.45~0.7%,更优选为0.5~0.65%,最优选为0.6%。
本发明所述丛生芽诱导培养基中包含蔗糖,所述蔗糖的质量优选为所述丛生芽诱导培养基质量的2.5~3.5%,更优选为3%。本发明对所述丛生芽诱导培养基中的各成分的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规试剂即可。
本发明在所述丛生芽诱导培养基上进行诱导培养,所述诱导培养的温度优选为22~30℃,更优选为25~28℃,最优选为26℃。本发明所述诱导培养的光照强度优选为1500~3000lx,更优选为1800~2500lx,最优选为2000lx。本发明所述诱导培养的光照时间优选为14~18h/d,更优选为15~17h/d,最优选为16h/d。本发明所述诱导培养的时间优选为52~65d,更优选为55~62d,最优选为60d。
得丛生芽后,本发明分离所述丛生芽后接种于生根培养基中进行生根培养,得葫芦组培快繁苗;所述生根培养基以1/2MS为基本培养基,还包括:0.1~0.3mg/L的IBA、分别占所述生根培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8。本发明所述丛生芽的高度优选为2~3cm。本发明在所述接种前优选还包括剔除多余的愈伤组织。
本发明所述生根培养基中包括IBA,所述IBA的浓度优选为0.2~0.3mg/L,更优选为0.2mg/L。
本发明所述生根培养基中包含琼脂,所述琼脂的质量优选为所述生根培养基质量的0.45~0.7%,更优选为0.5~0.65%,最优选为0.6%。
本发明所述生根培养基中包含蔗糖,所述蔗糖的质量优选为所述生根培养基质量的2.5~3.5%,更优选为3%。本发明对所述生根培养基中的各成分的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规试剂即可。
本发明在所述生根培养基上进行生根培养,所述生根培养的温度优选为22~30℃,更优选为25~28℃,最优选为26℃。本发明所述生根培养的光照强度优选为1500~3000lx,更优选为1800~2500lx,最优选为2000lx。本发明所述生根培养的光照时间优选为14~18h/d,更优选为15~17h/d,最优选为16h/d。本发明所述生根培养的时间优选为10~18d,更优选为12~16d,最优选为14d。
下面结合实施例对本发明提供的葫芦的组培快繁方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
材料:强势西瓜专用砧木葫芦FR种子,购自湖南雪峰种业有限公司。
挑选表面光滑无裂痕饱满的葫芦种子,剥去种壳,留下完整无损的种仁,在超净工作台内先用75%酒精消毒90s,无菌水冲洗3~5次,再用10%次氯酸钠消毒10min,用无菌水冲洗3~5次,用无菌滤纸吸干多余液体,置于无菌苗固体培养基(MS+0.6%琼脂+3.0%蔗糖组成,pH5.8)中,每瓶8粒种子,黑暗条件下种子萌发培养3d,然后转光照培养,光照时间14h/d,光照强度2000lx,整个培养期间温度为26℃。
当无菌苗苗龄为6d,表现为子叶微展,颜色绿色,剪下2mm下胚轴的子叶,沿轴线纵切1分为2,切去子叶上部的1/2,用解剖刀剔除顶芽生长点,切除叶缘,余下部分称为子叶节,再纵切1分为2,将子叶节近轴面朝上75°角斜插接种于从芽诱导培养基(MS+6-BA1.0~4.0mg/L+ZT0.1~0.4mg/L+0.6%琼脂+3.0%蔗糖,pH5.8)上,每个处理接种30个外植体,设置3个重复,光照时间14h/d,光照强度2000lx,整个培养期间温度为26℃,统计增殖系数,结果如表1所示:
表1不同植物生长调节剂组合对葫芦丛生芽增殖的影响
其中,X1~X4代表极差值,R代表极差值的平均值。
在MS培养基中添加不同激素种类和浓度,影响从芽增殖,从增殖系数的角度看,葫芦子叶节在MS+6-BA2.0mg/L+ZT 0.3mg/L组合下,增殖系数最高,可达到2.27。
实施例2
将实施例1中2~3cm的丛生芽剪下,转接至生根培养基(1/2MS+IBA0.1~0.3mg/L+0.6%琼脂+3.0%蔗糖,pH5.8)中,每个处理接种30个外植体,设置3个重复,光照时间14h/d,光照强度2000lx,整个培养期间温度为26℃,统计生根率和根的生长状态,结果如表2所示:
表2不同培养基对根系分化影响
在1/2MS培养基中添加0.1~0.3mg/L的IBA都能生根,在1/2MS+IBA 0.2mg/L的生根培养基上生根率和状态最佳,可达95%,且根系发达,粗壮,数量较多。
本发明提供了一种葫芦组培快繁方法,在2个月的时间内获得大量遗传性状一致的葫芦成苗,增殖系数可达2.27,克服了常规育种繁琐周期长效率低的缺点,为葫芦的细胞工程和转基因改良育种提供了方法基础。本发明操作简单,生产成本低,应用价值高,出苗多又快,为规模化生产高品质葫芦砧木苗提供参考。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种葫芦的组培快繁方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将去壳的葫芦种子消毒,接种到无菌苗固体培养基中进行无菌苗培养,得无菌苗;所述无菌苗固体培养基以MS培养基为基本培养基,还包括以下质量百分比的组分:0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;所述无菌苗培养包括暗培养2~4d后转入光照培养;
2)剥离所述无菌苗的子叶节,将所述子叶节接种于丛生芽诱导培养基中进行诱导培养,得丛生芽;所述丛生芽诱导培养基以MS为基本培养基,还包括:1~4mg/L的6-BA、0.1~0.4mg/L的ZT、分别占所述丛生芽诱导培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8;
3)分离所述丛生芽后接种于生根培养基中进行生根培养,得葫芦组培快繁苗;所述生根培养基以1/2MS为基本培养基,还包括:0.1~0.3mg/L的IBA、分别占所述生根培养基质量0.4~0.8%的琼脂和2~4%的蔗糖,pH值为5.8。
2.根据权利要求1所述组培快繁方法,其特征在于,步骤1)所述消毒包括依次进行的第一消毒和第二消毒;所述第一消毒为将所述去壳的葫芦种子用体积分数为70~80%的乙醇水溶液浸泡70~90s;所述第二消毒为将第一消毒后的种子用质量分数为8~12%的次氯酸钠水溶液消毒10~15min。
3.根据权利要求1所述组培快繁方法,其特征在于,步骤1)所述光照培养的光照强度为1500~3000lx,所述光照培养的光照时间为14~18h/d,所述光照培养的时间为5~9d。
4.根据权利要求1所述组培快繁方法,其特征在于,步骤2)所述剥离的方法,包括剪取所述无菌苗带下胚轴的子叶,沿轴线纵切所述带下胚轴的子叶,切去子叶上部1/3~3/5的组织,并剔除生长点。
5.根据权利要求1或4所述组培快繁方法,其特征在于,步骤2)所述接种为将所述子叶节近轴面朝上60~85°角斜插接种于所述丛生芽诱导培养基上。
6.根据权利要求1所述组培快繁方法,其特征在于,步骤2)所述诱导培养的温度为22~30℃,所述诱导培养的光照强度为1800~2500lx,所述诱导培养的光照时间为14~18h/d。
7.根据权利要求1所述组培快繁方法,其特征在于,步骤3)所述丛生芽的高度为2~3cm。
8.根据权利要求1所述组培快繁方法,其特征在于,步骤3)所述生根培养的温度为22~30℃,所述生根培养的光照强度为1800~2500lx,所述生根培养的光照时间为14~18h/d。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190405 |