CN112106660A - 一种提高马铃薯扩繁工艺效率的培养基及培养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高马铃薯扩繁工艺效率的培养基及培养方法，本发明涉及的培养基与现有技术中的MS培养基组分相比，不同之处在于氮素含量为MS培养基中氮素含量的0.25～0.5倍，硝酸钾的减少量用硫酸钾补充，其他非氮素组分含量与MS培养基中的非氮素组分含量相同；本发明涉及的培养方法为，将马铃薯组培苗茎段接种到上述培养基上，在温度22～26℃、光周期14‑18h、光照强度2400～3000lux条件下培养，制得马铃薯组培苗；有效降低了组培苗的繁殖成本，提高了组培苗剪切、转接的工作效率；显著提高了马铃薯组培扩繁工艺效率，所产生的技术效果是本领域技术人员预料不到的。

Description

一种提高马铃薯扩繁工艺效率的培养基及培养方法
技术领域
本发明涉及一种提高马铃薯扩繁工艺效率的培养基及培养方法，属于植物组培技术领域。
背景技术
马铃薯是一种分布广泛，适应性强、产量高、营养丰富的宜粮、宜菜、宜饲、宜做工业原料的高产经济作物，也是世界十大营养食品之一。马铃薯中含有蛋白质、碳水化合物、脂肪、钙、磷、锌、铁、硫胺素、核苷酸、维生素等。而且其含有丰富的氨基酸，备受当代营养食品发展的重视。此外，马铃薯还含有碳水化合物、脂肪、糖类、粗纤维、灰分和各种维生素等营养素，这些营养素对人体是不可缺少的物质。目前以马铃薯叶片、茎段、叶柄、根等多种外植体进行的再生植株培养，均采用多步成苗培养。而现在马铃薯的大田栽培主要是采用块茎繁殖，块茎繁殖有着诸多优势，但也存在明显的弊端，即种薯用量大、繁殖系数低和病毒易积累，导致了严重的品质退化。
植物组织培养技术是20世纪初发展起来的技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞、原生质体等在合适的条件进行离体培养，诱导产生愈伤组织、不定芽等，之后形成完整植株的过程。组织培养技术因其具有可以利用各种人工培养条件控制细胞的生长、分化等优点，有力地推动了植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等学科的交叉发展，并广泛应用于农业、林业、园艺、工业、医药业等多种行业，产生巨大的经济效益和社会效益。
目前由于马铃薯组培苗连续多代培养造成的种性退化、徒长、玻璃化和移栽成活率低制约了马铃薯产业化的发展，马铃薯组培苗利用MS培养基组织培养所获得的试管苗往往长势较弱，移栽后成活率低，严重影响组培苗的培养效率和进一步的应用效果；现有技术中1/2MS培养基可诱导组培苗生根，但因营养不足瓶苗枝叶存在干枯死亡现象，所以1/2MS培养基大量元素均减半不能满足马铃薯组培苗生长营养需要；因此，亟需一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基及培养方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高马铃薯扩繁工艺效率的培养基及培养方法。
本发明的技术方案
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基，与现有技术中的MS培养基组分相比，不同之处在于氮素含量为MS培养基中氮素含量的0.25～0.5倍，硝酸钾的减少量用硫酸钾补充，其他非氮素组分含量与MS培养基中的非氮素组分含量相同。
根据本发明优选的，一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基，以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1516.5～1900mg，硝酸铵0～448.22mg，硫酸钾0～331.06mg，磷酸二氢钾，硫酸镁，氯化钙，硫酸锰，硫酸锌，硼酸，碘化钾，钼酸钠，硫酸铜，氯化钴，硫酸亚铁，乙二胺四乙酸二钠，烟酸，盐酸硫胺素，盐酸吡哆醇，甘氨酸，琼脂，蔗糖，余量为水；
所述培养基中的磷酸二氢钾，硫酸镁，氯化钙，硫酸锰，硫酸锌，硼酸，碘化钾，钼酸钠，硫酸铜，氯化钴，硫酸亚铁，乙二胺四乙酸二钠，烟酸，盐酸硫胺素，盐酸吡哆醇，甘氨酸，琼脂，蔗糖的含量与现有技术中MS培养基中相应组分含量相同。
根据本发明优选的，一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基，以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1900mg，硝酸铵448.22mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
根据本发明优选的，一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基，以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1516.5mg，硫酸钾331.06mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
上述培养基在植物组织培养中的应用。
根据本发明优选的，上述培养基在马铃薯组培中的应用。
进一步优选的，利用上述培养基培养马铃薯组培苗的方法，包括如下步骤：
将马铃薯组培苗茎段接种到上述培养基上，在温度22～26℃、光周期14-18h、光照强度2400～3000lux条件下培养，制得马铃薯组培苗。
进一步优选的，所述方法，包括如下步骤：将马铃薯组培苗茎段接种到上述培养基上，在温度26℃、光周期16h、光照强度3000lux条件下培养，制得马铃薯组培苗。
本发明的有益效果
本发明涉及的技术方案，提高了马铃薯扩繁工艺效率；缩短了组培苗的生长周期，提高了组培苗的移栽成活率，降低了马铃薯组培苗的制备成本，大大提高了组培苗剪切、转接的工作效率。
附图说明
图1为实施例1-2与对比例1-2培养栽培马铃薯组培苗的图片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但保护范围不限于此。
以下实施例中除特例说明外，均为本领域内的常规实验方法和操作步骤。
实施例1
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基(1/2N MS培养基)，以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1900mg，硝酸铵448.22mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养方法，包括如下步骤：
a、准确称取上述培养基中除琼脂外的培养基其余组分，加蒸馏水充分溶解后，定容；
b、准确称取琼脂并加入到定容好的溶液中，加热至90℃至琼脂完全溶解；
c、分别用1mol/L的盐酸或1mol/L的氢氧化钠溶液将培养基的pH值调至5.5-5.7；
d、将配制好的培养基分装至组织瓶(直径6cm×高11.5cm)中，于121～125℃、103.43kPa下灭菌20～30min分钟；
e、每10mL培养基中扦插入10个马铃薯组培苗茎段，在环境温度20℃、光周期14h、光照强度2000lux的组培室内培养。
实施例2
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基(1/4N MS培养基)，以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1516.5mg，硫酸钾331.06mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养方法，包括如下步骤：
a、准确称取上述培养基中除琼脂外的培养基其余组分，加蒸馏水充分溶解后，定容；
其他与实施例1中的方法相同。
实施例3
与实施例1的不同之处，在于培养方法的步骤e中，在环境温度26℃、光周期16h、光照强度3000lux的组培室内培养，其他均相同。
对比例1
MS培养基，以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1900mg，硝酸铵1650mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养方法，包括如下步骤：
准确称取上述培养基中除琼脂外的培养基其余组分，加蒸馏水充分溶解后，定容；
其他与实施例1中的方法相同。
对比例2
一种马铃薯组培扩繁培养基(1/8N MS培养基)，与实施例2中培养基的不同之处在于，硝酸钾含量为758.25mg，硫酸钾984.46mg，其他均相同。
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养方法，包括如下步骤：
a准确称取上述培养基中除琼脂外的培养基其余组分，加蒸馏水充分溶解后，定容；
其他与实施例1中的方法相同。
对比例3
与实施例3的不同之处在于，培养基使用MS培养基(与对比例1相同)，其他均相同。
对比例4
与实施例1的不同之处在于，培养植物为甘薯，其他均相同。
对比例5
与对比例1的不同之处在于，培养植物为甘薯，其他均相同。
实验例1
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的方法，与实施例1中涉及的方法不同之处在于，步骤e中的环境温度分别为20℃、22℃、24℃、26℃，其余培养方法步骤与实施例1相同。
实验例2
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的方法，与实施例1中涉及的方法不同之处在于，步骤e中的光周期分别为12h、14h、16h、18h，其余培养方法步骤与实施例1相同。
实验例3
一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的方法，与实施例1中涉及的方法不同之处在于，步骤e中的光照强度分别为2000lux、2200lux、2400lux、2600lux、2800lux、3000lux，其余培养方法步骤与实施例1相同。
效果例
测定上述实施例1-2；对比例1-2；实验例1-3中组培苗株高、茎节数、叶面积及生长周期，所得结果见表1、图1为实施例1-2与对比例1-2培养栽培马铃薯组培苗的图片。
表1不同培养条件对植株组培苗生长的影响
Figure BDA0002716407290000051
Figure BDA0002716407290000061
注：(1)叶面积＝叶重/打孔叶重×打孔叶面积；(2)移栽成活率＝移栽成活数/移栽数*100％
由表1、图1可得出，实施例1-2与对比例1-2相比，在培养方法相同的条件下，本发明涉及的培养基培养的马铃薯组培苗的各指标都优于对比例1-2，且生长周期有效缩短；尤其是实施例1与对比例1相比，在氮素含量减半的条件下，马铃薯组培苗的株高、茎节数、叶面积、叶片数和移栽成活率都相应提高，且培养周期由20天缩短至18天，即培养周期缩短了2天。对比例4与对比例5相比，在相同条件下，甘薯组培苗的株高、茎节数、叶面积、叶片数和移栽成活率均较低，且培养周期由30天延长至33天，即生长周期延长了3天。
通过实验例1-3中培养方法条件的改变，可以得出本发明涉及的培养方法在温度22～26℃、光周期14-16h、光照强度2400～3000lux条件下培养马铃薯组培苗株的效果显著；光照强度的提高，可以显著缩短马铃薯组培苗的培养周期；由实施例1、3与对比例1、3相比可以得出，实施例1、3中培养基相同，培养条件不同，相应马铃薯组培苗的各项检查指标变化显著，尤其是培养周期由原来的18天缩短为15天，缩短了3天；对比例1、3中的培养基相同，培养条件不同，相应马铃薯组培苗的各项检查指标变化较小，虽然培养周期由原来的20天缩短为18天，缩短了2天，但是与本发明涉及的技术方案相比，缩短天数较少。因此，在培养条件改变的情况下，对本发明涉及的技术方案中马铃薯组培苗在培养过程中对外界条件的变化更敏感，由于马铃薯组培苗培养过程是在室内人为控制条件下进行的，这种敏感特性有利于人为控制培养，获得所需的马铃薯组培苗。
综上，本发明涉及的技术方案，有效降低了组培苗的繁殖成本，提高了组培苗剪切、转接的工作效率；显著提高了马铃薯组培扩繁工艺效率，所产生的技术效果是本领域技术人员预料不到的。

Claims (8)

1.一种提高马铃薯组培扩繁工艺效率的培养基，其特征在于，与现有技术中的MS培养基组分相比，不同之处在于氮素含量为MS培养基中氮素含量的0.25～0.5倍，硝酸钾的减少量用硫酸钾补充，其他非氮素组分含量与MS培养基中的非氮素组分含量相同。
2.如权利要求1所述培养基，其特征在于，所述培养基以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1516.5～1900mg，硝酸铵0～448.22mg，硫酸钾0～331.06mg，磷酸二氢钾，硫酸镁，氯化钙，硫酸锰，硫酸锌，硼酸，碘化钾，钼酸钠，硫酸铜，氯化钴，硫酸亚铁，乙二胺四乙酸二钠，烟酸，盐酸硫胺素，盐酸吡哆醇，甘氨酸，琼脂，蔗糖，余量为水；
所述培养基中的磷酸二氢钾，硫酸镁，氯化钙，硫酸锰，硫酸锌，硼酸，碘化钾，钼酸钠，硫酸铜，氯化钴，硫酸亚铁，乙二胺四乙酸二钠，烟酸，盐酸硫胺素，盐酸吡哆醇，甘氨酸，琼脂，蔗糖的含量与现有技术中MS培养基中相应组分含量相同。
3.如权利要求2所述培养基，其特征在于，所述培养基以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1900mg，硝酸铵448.22mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
4.如权利要求2所述培养基，其特征在于，所述培养基以1L培养基计，由以下组分组成：硝酸钾1516.5mg，硫酸钾331.06mg，磷酸二氢钾170mg，硫酸镁370mg，氯化钙440mg，硫酸锰22.3mg，硫酸锌8.6mg，硼酸6.2mg，碘化钾0.83mg，钼酸钠0.25mg，硫酸铜0.025mg，氯化钴0.025mg，硫酸亚铁27.8mg，乙二胺四乙酸二钠37.3mg，肌醇100mg，烟酸0.5mg，盐酸硫胺素0.1mg，盐酸吡哆醇0.5mg，甘氨酸2mg，琼脂7000mg，蔗糖30000mg，余量为水。
5.权利要求1-4任一项所述培养基在植物组织培养中的应用。
6.如权利要求5所述应用，其特征在于，所述培养基在马铃薯组培中的应用。
7.如权利要求6所述应用，其特征在于，利用上述培养基培养马铃薯组培苗的方法，包括如下步骤：
将马铃薯组培苗茎段接种到上述培养基上，在温度22～26℃、光周期14-18h、光照强度2400～3000lux条件下培养，制得马铃薯组培苗。
8.如权利要求6所述应用，其特征在于，所述方法，包括如下步骤：将马铃薯组培苗茎段接种到上述培养基上，在温度26℃、光周期16h、光照强度3000lux条件下培养，制得马铃薯组培苗。
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