CN110934066A

CN110934066A - 一种水稻茎节腋芽再生的水培方法、水培培养液及其应用

Info

Publication number: CN110934066A
Application number: CN201911394613.7A
Authority: CN
Inventors: 陶龙兴
Original assignee: China National Rice Research Institute
Current assignee: China National Rice Research Institute
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN110934066B

Abstract

本发明公开了一种水稻茎节腋芽再生的水培方法、水培培养液及其应用，属于水稻繁殖领域，1)离体水稻植株的获取：选择水稻植株，剪除根系和部分顶茎，剥除茎段上的叶片和叶鞘，使幼小的腋芽露出，得到待培养的离体茎；2)离体茎的培养：对离体茎进行“卧式”培养，获得带有至少两个腋芽的立体茎；3)炼苗处理：将离体茎两个节的中间剪短，使每个腋芽成为独立带根系的小苗，继续在水培容器中光照培养。本发明通过“卧式”培养，平躺式的水稻离体植株消除了生长方向的垂直引力，离体水稻植株体内的营养及植物激素等生长活性物质分布相对均匀，各部位茎节的腋芽可以同时被诱导萌发长成幼苗，幼苗生长的一致性好，繁殖效率高，简单实用且普适性强。

Description

一种水稻茎节腋芽再生的水培方法、水培培养液及其应用

技术领域

本发明主要涉及水稻繁殖领域，特别是涉及一种水稻茎节腋芽再生的水培方法、水培培养液及其应用。

背景技术

在水稻育种中，新发现的雄性不育株、多倍体/单倍体材料或其它特殊的遗传研究材料，一般由于季节的问题或育性的问题，很多情况下不能正常抽穗成熟获得种子，往往需要尽快采用无性繁殖方法扩大群体。传统的水稻无性繁殖一般采用稻蔸分株繁殖方法，方法简单，易于掌握，但繁殖系数较低，且有的材料再生率极低，甚至不能再生。为了提高水稻无性繁殖系数，一些学者进行了水稻带节茎段扦插繁殖技术研究。插繁殖可以大大缩短水稻的生育期，但高位茎段扦插繁殖的成活率较低。因此，如何提高水稻高位茎段扦插繁殖的成活率是一个值得研究的重要问题。

水培是一种新型的植物无土栽培方式，常被应用于科学实验中，以方便观测淹水条件下植物的根系形态、腋芽萌发、通气组织结构及生长状况等。但目前为止，水稻苗在实验室的水培处理一般选择直立式培养，即培养植株与培养液或培养基保持垂直状态。在直立式培养状态下，离体水稻植株体内的营养及植物激素等生长活性物质呈梯度式垂直分布，或分布不平衡，往往只能诱导最底部的一个腋芽萌发，繁殖效率低。并不能很好的进行无性繁殖。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水稻茎节腋芽再生的水培方法、水培培养液及其应用，通过“卧式”培养，平躺式的水稻离体植株消除了生长方向的垂直引力，离体水稻植株体内的营养及植物激素等生长活性物质分布相对均匀，各部位茎节的腋芽可以同时被诱导萌发长成幼苗，幼苗生长的一致性好，繁殖效率高，简单实用且普适性强。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种简单、实用，并且普适性强的水稻离体茎腋芽再生的诱导与培育方法，与传统的培养方法不同的是，本方法的把离体水稻植株平躺在培养液中，即进行“卧”式培养。而在“卧”式培养过程中，

本发明属于水稻栽培技术领域，尤其涉及一种水稻茎节腋芽再生的水培方法。主要包括离体水稻植株的获取、培养液配方、离体茎的“卧式”培养、以及炼苗处理与小苗移栽。茎节休眠芽通过诱导萌发生长，长成幼苗，移栽后正常发育至抽穗成熟，实现水稻材料的快速无性繁殖。

一方面，本发明提供一种水稻茎节腋芽再生的水培方法，包括如下步骤：

1)离体水稻植株的获取：选择生育期在始穗期至黄熟期期间的健康粗壮的水稻植株，剪除根系和部分顶茎，保留从底部向上的3～5节水稻茎段，剥除茎段上的叶片和叶鞘，使幼小的腋芽露出，得到待培养的离体茎；

2)离体茎的培养：在水培容器中水平摆放离体茎，把培养液倒入水培容器中，淹没离体茎1/2～2/3，对离体茎进行“卧式”培养，培养温度25～30℃，湿度在70％～90％，遮光培养7～10天，使离体茎上长出腋芽，然后光照培养7～10天完成水培处理，获得带有至少两个腋芽的立体茎，水培容器中培养液3～5天换一次；

3)炼苗处理：将离体茎两个节的中间剪短，使每个腋芽成为独立带根系的小苗，将独立个体的腋芽小苗继续在水培容器中光照培养，小苗长出2～3个叶片时，用于进行移栽土培。

进一步地，所述步骤1)中，选取的水稻植株处于齐穗期。

进一步地，所述步骤1)中，离体茎带有4节水稻茎段。

进一步地，所述步骤1)中，获得离体茎后，用湿纱布包裹，放置在15～20℃备用，备用放置时间不超过12小时。

进一步地，所述步骤2)中，培养液的组成为：赤霉素0～50ppm、6-苄基腺嘌呤0.1～0.4ppm、多效唑50～200ppm、蔗糖200～500mg/L、尿素300～500ppm。

进一步地，所述步骤2)中，光照培养的光照强度为5000～10000lux。

进一步地，所述步骤2)中，在水培容器中摆放若干离体茎，使离体茎的生长朝向一致。

进一步地，所述步骤2)中，所述水培容器为搪瓷方盘或不锈钢方盘。

进一步地，所述步骤2)中，所述水培容器中摆放10～15个水稻植株。

进一步地，所述步骤3)中，独立个体的腋芽小苗在水培容器在新的培养液中培养，培养条件为：更换新培养液，温度25～30℃，湿度70％～90％，光照强度5000～10000lux，培养7～10天，期间更换培养液一次。

进一步地，将步骤3)中得到的小苗进行移栽到盆栽桶中，先进行遮光培养2～3天，然后自然光照培养。

进一步地，所述在盆栽桶中装水稻田土，装土后加水捣碎均匀，在培养环境中温室静置3-5天，使土壤增温与浮土沉淀平衡，温室内温度20～25℃。

另一方面，提供一种能够用于上述水稻茎节腋芽再生的水培培养液，培养液的组成为：赤霉素0～50ppm、6-苄基腺嘌呤0.1～0.4ppm、多效唑50～200ppm、蔗糖200～500mg/L、尿素300～500ppm。

再一方面，提供一种水稻茎节腋芽再生获得水稻幼苗在无性繁殖中的应用，采用所述的的水稻茎节腋芽再生的水培方法获得的水稻幼苗进行五行繁殖。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明通过“卧式”培养，平躺式的水稻离体植株消除了生长方向的垂直引力，离体水稻植株体内的营养及植物激素等生长活性物质分布相对均匀，各部位茎节的腋芽可以同时被诱导萌发长成幼苗，幼苗生长的一致性好，繁殖效率高，简单实用且普适性强。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于下述实施例，任何在本发明的启示下得出的与本发明相同或相近似的产品，均在保护范围之内(注：实施例中各原料的配比均为重量份数)。

本发明提供一种水稻茎节腋芽再生的水培方法的实施例，具体的可以为：

1、离体水稻植株的获取

选择生长健康粗壮的水稻植株，粗壮的植株茎节具有丰富的营养储备，可以为腋芽的萌发提供养分支持，生育期在始穗期至黄熟期(齐穗期最佳)，挖出整丛植株，清洗并清除根系上的泥土；剪除根系(保留植株最底部的节，基部第1节)，剪除最底部向上第4节以上植株，获得水稻植株茎段；用自来水进一步清洗植株茎段后，剪除离体茎段上的所有叶片，小心剥除离体茎段上的叶鞘，使幼小的腋芽露出，在剥除离体茎段上的叶鞘时注意保护茎节上的幼小腋芽，这样就获得了带有4个茎节的离体水稻植株，一般长度在20～35厘米左右(不同水稻品种的株高不同)。用湿纱布包裹离体水稻植株离体茎，放置在15度～20度的环境中备用，放置时间最好不超过12小时。

2、离体茎的“卧式”培养根据离体水稻植株材料的量的多少选择培养器皿的大小及数量，实验室中经常使用的搪瓷方盘(40*30*3.5cm)或不锈钢方盘(40*30*4.8cm)等都可以作为水培容器。把离体水稻植株整齐摆放在培养方盘中，使离体水稻植株的生长朝向一致，一个培养方盘中摆放10至15个水稻植株；把培养液倒入培养方盘中，深度在1.0～1.5厘米(刚好淹没到离体水稻植株2/3为宜)，培养箱温度25度至30度，相当湿度在70％至90％，遮光培养7～10天后，每个离体水稻植株上一般会长出2至3个腋芽，之后进行光照培养，光照强度在5000～10000lux，继续培养7～10天即完成水培处理，培养方盘中培养液每3-5天换一次。

培养液的配方可以为：培养液中含有以下5种主要成分，包括：(1)赤霉素(10～50ppm)，(2)6-BA(6-苄基腺嘌呤，0.1～0.4ppm)，(3)多效唑(50～200ppm)，(4)蔗糖(200～500mg/L)，(5)尿素(300～500ppm)。若有大量材料需要培养且材料充足，可以采用简化的自来水培养方法，用自来水代替培养液，但是腋芽的发生率只有培养液培养的10％～20％左右，采用自来水时需每天换一次。

3、炼苗处理与小苗移栽

炼苗处理：在完成“卧式”培养的基础上，用剪刀把离体水稻植株的两个节的中间剪短，使每个腋芽成为独立带根系的小苗，更换培养液，培养箱温度25度至30度，相当湿度在70％至90％，光照强度在5000～10000lux，独立个体的腋芽小苗继续在培养方盘中培养7～10天即完成炼苗过程，期间更换培养液一次，此时小苗已经长有2～3个叶片。

小苗移栽：盆栽桶的深度为30-50厘米，直径30-40厘米。用水稻田土壤，每桶装干土7～10公斤(干土离水桶顶端10～15cm)，装土后加水并捣碎均匀后，在培养环境中温室静置3-5天，以便土壤增温与浮土沉淀平衡，温室温度保持在20-25度；把完成炼苗处理的腋芽小苗移入盆栽桶，先进行遮光培养2～3天后自然光照，以后的水肥管理同大田水稻生产操作。如果此时正值水稻正常生产季节，移栽后的盆栽桶可以放置在室外自然环境中生长，也可以直接将经过炼苗的小苗直接移栽至大田环境，直至自然成熟。

本发明通过“卧式”培养，平躺式的水稻离体植株消除了生长方向的垂直引力，离体水稻植株体内的营养及植物激素等生长活性物质分布相对均匀，各部位茎节的腋芽可以同时被诱导萌发长成幼苗，幼苗生长的一致性好，配合专用培养液，腋芽诱导成功率高，繁殖效率高，简单实用且普适性强。

本发明通过水培将茎节腋芽诱导获得再生水稻幼苗，这种水稻繁殖方法是一项新技术,有利于水稻无性繁殖,可以保持高速增殖突变体和原始材料。用此法繁殖雄性不孕系,可以加快杂交水稻选育进程,一旦育成杂交良种后就可以用营养体无性繁殖,这样下季种植,就不需年年制种了，特别适用于试验室的小规模育种或珍贵材料的保存与繁殖。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，所述步骤1)中，选取的水稻植株处于齐穗期；

和/或，所述步骤1)中，离体茎带有4节水稻茎段；

和/或，所述步骤1)中，获得离体茎后，用湿纱布包裹，放置在15～20℃备用，备用放置时间不超过12小时。

3.根据权利要求1或2所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，所述步骤2)中，培养液的组成为：赤霉素0～50ppm、6-苄基腺嘌呤0.1～0.4ppm、多效唑50～200ppm、蔗糖200～500mg/L、尿素300～500ppm。

4.根据权利要求1至3任一所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，所述步骤2)中，光照培养的光照强度为5000～10000lux。

5.根据权利要求1至4任一所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，所述步骤2)中，在水培容器中摆放若干离体茎，使离体茎的生长朝向一致；

和/或，所述步骤2)中，所述水培容器为搪瓷方盘或不锈钢方盘；

和/或，所述步骤2)中，所述水培容器中摆放10～15个水稻植株。

6.根据权利要求1至5任一所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，所述步骤3)中，独立个体的腋芽小苗在水培容器在新的培养液中培养，培养条件为：更换新培养液，温度25～30℃，湿度70％～90％，光照强度5000～10000lux，培养7～10天，期间更换培养液一次。

7.根据权利要求1至6任一所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，将步骤3)中得到的小苗进行移栽到盆栽桶中，先进行遮光培养2～3天，然后自然光照培养。

8.根据权利要求7所述的水稻茎节腋芽再生的水培方法，其特征在于，所述在盆栽桶中装水稻田土，装土后加水捣碎均匀，在培养环境中温室静置3-5天，使土壤增温与浮土沉淀平衡，温室内温度20～25℃。

9.一种用于水稻茎节腋芽再生的水培培养液，其特征在于，培养液的组成为：赤霉素0～50ppm、6-苄基腺嘌呤0.1～0.4ppm、多效唑50～200ppm、蔗糖200～500mg/L、尿素300～500ppm。

10.一种水稻茎节腋芽再生获得水稻幼苗在无性繁殖中的应用，其特征在于，采用权利要求1至8任一所述的的水稻茎节腋芽再生的水培方法获得的水稻幼苗进行五行繁殖。