CN110771507B - 一种黄芪人工种子制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于植物生物技术领域,公开了一种黄芪人工种子制备方法。在超净工作台上,将无菌的黄芪愈伤组织小块茎放入到包埋剂中,混合均匀,然后用吸管每次吸取一个繁殖体,滴到凝固剂中进行离子交换反应5‑15min;而后以无菌水漂洗10‑20min,终止反应;捞起晾干;移栽时,采用木屑:腐殖土:珍珠岩=1‑5:1‑5:1‑5作为移栽基质,进行移栽炼苗,保持基质湿润,空气湿度在70‑90%,每天喷水4‑5次,进行室内炼苗移栽。以现代植物组织培养技术为基础,建立一个具有体系稳定、出苗率高、较为简便实用等优点的黄芪人工种子技术体系,为黄芪苗木快繁奠定基础。

Description

一种黄芪人工种子制备方法
技术领域
本发明属于植物生物技术领域,本发明涉及一种黄芪人工种子制备方法。
背景技术
植物人工种子(Artificial seeds)或合成种子(Synthetic seeds)即人为制造的种子。人工种子技术是在植物离体培养技术基础上发展起来的一门新兴技术。人工种子是一种含有植物胚状体或芽等繁殖体、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。人工种子的概念最早是由Murashige于1978年第4届国际植物组织细胞培养大会上提出的。Murashige认为随着植物组织培养技术的不断发展,可以用少量的外植体同步培养出众多的胚状体,这些胚状体被包埋在某种胶囊内使其具有种子的功能,可以直接用于田间播种。1985年,日本学者Kamada将人工种子的概念延伸,他认为使用适当的方法包埋由组织培养所产生的具有发育成完整植株的分生组织(芽,愈伤组织,胚状体和生长点等),可取代天然种子用于播种的颗粒体均可称为人工种子。1995年,中国科学家陈德富等将人工种子的概念进一步扩展,他们认为植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织(如胚状体、芽和茎段等),包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内,形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体均可称之为人工种子。近年来,该概念已从狭义的体细胞胚的包被发展到对任何合适的植物繁殖体的包被,如不定芽、块茎、腋芽、芽尖、原球茎、愈伤组织和发根等繁殖体的包被。
黄芪,又名绵芪。多年生草本,产于内蒙古、山西、甘肃、黑龙江等地。黄芪的药用迄今已有2000多年的历史,其有增强机体免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗应激、降压和较广泛的抗菌作用。由于长期大量采挖,近几年来野生黄芪的数量急剧减少,有趋于绝灭的危险。为此确定该植物为渐危种,国家三级保护植物。
黄芪的繁殖方式通常采用播种繁殖,且黄芪种子的硬实率较低(30-60%),导致出苗不齐,出苗率较低,后代长势差异较大,不利于管理。人工种子可以提供一种快速繁殖黄芪苗木的途径,且可弥补上述不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种黄芪人工种子制备方法,以现代植物组织培养技术为基础,建立一个具有体系稳定、出苗率高、较为简便实用等优点的黄芪人工种子制备方法技术体系,为黄芪苗木快繁奠定基础。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的:
一种黄芪人工种子制备方法,具体步骤如下:
在超净工作台上,将无菌的黄芪愈伤组织小块茎放入到包埋剂中,混合均匀,然后用吸管每次吸取一个繁殖体,滴到凝固剂中进行离子交换反应5-15min;而后以无菌水漂洗10-20min,终止反应;捞起晾干;移栽时,采用木屑:腐殖土:珍珠岩=1-5:1-5:1-5作为移栽基质,进行移栽炼苗,保持基质湿润,空气湿度在70-90%,每天喷水4-5次,进行室内炼苗移栽。
所述移栽基质优选为木屑:腐殖土:珍珠岩=1:3:1。
所述包埋剂为人工胚乳,配方是:MS+NAA1.0mg/L+IBA1.0mg/L+3wt%蔗糖。
所述凝固剂为人工种皮,配方是:3wt%海藻酸钠+2wt%CaCl2+5wt%纤维素+1wt%半纤维素。
所述的MS是一种植物组织培养的基本培养基,英文全称是Murashige-Skoog。
所述NAA全称为萘乙酸,所述IBA全称为吲哚丁酸。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
本发明建立的黄芪人工种子制备方法技术体系稳定性好,制作较为简便,出苗率高。是首次进行黄芪人工种子的研制。本发明经过筛选得到的人工胚乳是最适宜黄芪生根的培养基,即是黄芪最佳的人工胚乳,人工种皮是经过筛选的最佳人工种皮,最有利于人工种子的萌发,移栽基质是经过筛选的最佳基质,最有利于人工种子的成活,珍珠岩透气性和吸水性良好,腐殖土又称营养土,含有较为丰富的有机质核矿质元素,碎木屑疏松透气,渗水性强,三者之间作用协同互补,三者配合可为植物提供一个良好的生长发育环境。木屑:腐殖土:珍珠岩=1:3:1作为移栽基质成活率最高、效果最好。
附图说明
图1为本发明制作得到的黄芪人工种子。
图2为本发明黄芪人工种子萌发初期。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明,但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明,本发明所采用的实验方法均为常规方法,所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
实施例1
在超净工作台上,将无菌的黄芪愈伤组织小块茎放入到包埋剂(人工胚乳,配方是:MS+NAA1.0mg/L+IBA1.0mg/L+3wt%蔗糖)中,混合均匀,然后用吸管每次吸取一个繁殖体,滴到凝固剂(人工种皮,配方是:3wt%海藻酸钠+2wt%CaCl2+5wt%纤维素+1wt%半纤维素)中进行离子交换反应15min。而后以无菌水漂洗20min,终止反应。捞起晾干。移栽时,采用木屑:腐殖土:珍珠岩=1:3:1作为移栽基质,进行移栽炼苗,保持基质湿润,空气湿度在80%,每天喷水4~5次,进行室内炼苗移栽。
实施例2
在超净工作台上,将无菌黄芪愈伤组织小块茎放入到包埋剂(人工胚乳,配方是:1/2MS+NAA0.5mg/L+IBA0.5mg/L+3wt%蔗糖)中,混合均匀,然后用吸管每次吸取一个繁殖体,滴到凝固剂(人工种皮,配方是:1wt%海藻酸钠+1wt%CaCl2+1wt%纤维素+3wt%半纤维素)中进行离子交换反应5min。而后以无菌水漂洗10min,终止反应。捞起晾干。移栽炼苗时三种基质碎木屑、土壤、珍珠岩的比例为5:1:1,保持基质湿润,空气湿度在80%,每天喷水4~5次,进行室内炼苗移栽。
实施例3
在超净工作台上,将无菌黄芪愈伤组织小块茎放入到包埋剂(人工胚乳,配方是:1/4MS+NAA0.5mg/L+IBA0.5mg/L+3wt%蔗糖)中,混合均匀,然后用吸管每次吸取一个繁殖体,滴到凝固剂(人工种皮,配方是:5wt%海藻酸钠+3wt%CaCl2+3wt%纤维素+5wt%半纤维素)中进行离子交换反应10min。而后以无菌水漂洗15min,终止反应。捞起晾干。移栽炼苗时三种基质碎木屑、土壤、珍珠岩的比例为1:1:5,保持基质湿润,空气湿度在80%,每天喷水4~5次,进行室内炼苗移栽。
一、研究实验数据
1.人工胚乳的筛选
首先进行最适生根培养基的筛选,将最适生根培养基去除琼脂作为人工胚乳。以MS、1/2MS、1/4MS为基本培养基,设定NAA浓度为:0.5~2.0mg/L;IBA浓度为:0.5~2.0mg/L;蔗糖浓度均为3%,琼脂浓度均为7%。作3因素3水平正交设计,不考虑交互作用,通过正交试验筛选人工胚乳配方。以茎段生根率为筛选指标(见表1-1)。
实验设计:人工胚乳中,基本培养基为MS(A1)、1/2MS(A2)、1/4MS(A3);NAA浓度设计为0.5mg/L(B1)、1.0mg/L(B2)、2.0mg/L(B3);IBA浓度设计为0.5%mg/L(C1)、1.0%mg/L(C2)、2.0mg/L(C3)。采取正交设计的方法,实验处理组合共9个,每个处理设5次重复。即:
A1B1C1处理1
A1B2C2处理2
A1B3C3处理3
A2B1C2处理4
A2B2C3处理5
A2B3C1处理6
A3B1C3处理7
A3B2C1处理8
A3B3C2处理9
表1-1不同处理的生根率(%)
Figure BDA0002289222950000041
表1-2对表1-1结果的方差分析
Figure BDA0002289222950000042
Figure BDA0002289222950000051
表1-3对表1-1数据的差异显著性检验
处理 平均数 5%差异 1%差异
处理2 76.00 a A
处理1 60.00 b B
处理7 58.00 b B
处理3 56.00 b B
处理5 52.00 b B
处理6 52.00 b B
处理9 52.00 b B
处理4 50.00 b B
处理8 50.00 b B
实验结果:处理组合A1B2C2(即:MS+NAA1.0mg/L+IBA1.0mg/L+3wt%蔗糖)是最适宜的生根培养基,在该培养基上生根率最大。
2.人工种皮的筛选
以黄芪愈伤组织小块茎为繁殖体,MS+NAA1.0mg/L+IBA1.0mg/L+3wt%蔗糖为人工胚乳,进行进行适宜的人工种皮的筛选。人工种皮以浓度为1wt%~5wt%的海藻酸钠、浓度为1wt%~3wt%的CaCl2、浓度为1wt%~5wt%的纤维素和浓度为1wt%~5wt%的半纤维素溶液相互配合。作4因素3水平正交设计,不考虑交互作用,通过正交试验筛选人工种皮。以人工种子在MS+3wt%蔗糖培养基上的萌发率为筛选指标(见表2-1)。
实验设计:人工种皮中,海藻酸钠浓度为1%(A1)、3%(A2)、5%(A3);CaCl2浓度为1%(B1)、2%(B2)、3%(B3);纤维素浓度为1%(C1)、3%(C2)、5%(C3);半纤维素浓度为1%(D1)、3%(D2)、5%(D3)。采取正交设计的方法,实验处理组合共9个,每个处理设5次重复。即:
A1B1C1D1处理1
A1B2C2D2处理2
A1B3C3D3处理3
A2B1C2D3处理4
A2B2C3D1处理5
A2B3C1D2处理6
A3B1C3D2处理7
A3B2C1D3处理8
A3B3C2D1处理9
表2-1不同处理的萌发率(%)
Figure BDA0002289222950000061
表2-2对表2-1结果的方差分析
变异来源 自由度 平方和 均方 F值 F0.05 F0.01
处理间 8 1920.00 240.00 3.48** 2.21 3.05
误差 36 2480.00 68.89
总变异 44 4400.00
表2-3对表2-1数据的差异显著性检验
Figure BDA0002289222950000062
Figure BDA0002289222950000071
实验结果:处理组合A2B2C3D1(即:3wt%海藻酸钠+2wt%CaCl2+5wt%纤维素+1wt%半纤维素)是最适宜的人工种皮配方。
3.移栽基质的筛选
采用碎木屑、腐殖土、珍珠岩三种基质按不同比例配比(1~5:1~5:1~5)。进行移栽炼苗,保持基质湿润,空气湿度在80%,每天喷水4~5次,进行室内炼苗移栽。
实验设计:移栽基质中,碎木屑、腐殖土、珍珠岩三种基质采用了三种配比,即碎木屑:腐殖土:珍珠岩=5:1:1、碎木屑:腐殖土:珍珠岩=1:3:1和碎木屑:腐殖土:珍珠岩=1:1:5。考查上述三种配比时,人工种子的成活率(见表3-1)。每个处理每盆移栽10粒种子,设置5次重复。
表3-1不同配比基质上移栽成活率(%)
Figure BDA0002289222950000072
表3-2对表3-1的方差分析
Figure BDA0002289222950000073
Figure BDA0002289222950000081
表3-3对表3-1数据的差异显著性检验
处理 平均数 5%差异 1%差异
处理2 76.00 a A
处理3 62.00 b AB
处理1 58.00 b B
实验结果:碎木屑:腐殖土:珍珠岩=1:3:1的配比是最佳基质,在该基质上移栽成活率最大。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例,而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.一种黄芪人工种子制备方法,其特征是,具体步骤如下:
在超净工作台上,将无菌的黄芪愈伤组织小块茎放入到包埋剂中,混合均匀,然后用吸管每次吸取一个繁殖体,滴到凝固剂中进行离子交换反应5-15min;而后以无菌水漂洗10-20min,终止反应;捞起晾干;移栽时,采用木屑:腐殖土:珍珠岩=1:3:1作为移栽基质,进行移栽炼苗,保持基质湿润,空气湿度在70-90%,每天喷水4-5次,进行室内炼苗移栽;
所述包埋剂为人工胚乳,配方是:MS+NAA1.0mg/L+IBA1.0mg/L+3wt%蔗糖;
所述凝固剂为人工种皮,配方是:3wt%海藻酸钠+2wt%CaCl2+5wt%纤维素+1wt%半纤维素。
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