CN113913364A - 一种硼酸盐的新用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硼酸盐的新用途，具体硼酸盐为四水八硼酸二钠，新用途为首次将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养方法中。本发明提供的硼酸盐的新用途，具体为提供一种安全、高效、适用性广和快速溶解的花粉萌发促进剂，用四水八硼酸二钠代替硼酸来提供硼元素，克服了现有花粉萌发技术中存在的多个不足，拓宽了四水八硼酸二钠在植物发育中的应用范围，为实现安全快速检测花粉活力、加速植物新品种育种进程等方面提供了新方法。

Description

一种硼酸盐的新用途
技术领域
本发明涉及已知化合物新用途技术领域，具体涉及一种硼酸盐的新用途。
背景技术
目前，杂交育种仍是植物种质创制及新品种选育的重要手段，花粉活力的高低是杂交育种能否成功的决定性因素之一。掌握花粉活力的检测方法，是进行雄性不育株的选育、杂交育种技术的改良以及结实机理和花粉生理特性研究的重要基础。其中，花粉离体培养是检测花粉活力最直接、可靠的方法。硼是植物生长发育中必需的微量元素，也是花粉萌发及花粉管发育的关键物质，通常被适量添加到花粉离体培养基中，用于促进花粉萌发、花粉管形成和花粉管伸长。在现有花粉离体培养方法中，均是通过添加硼酸来提供硼元素，据《危险化学品安全管理条例》及《危险化学品目录》(2015版)可知，硼酸属于危险化学品，在购买、储存及使用过程中均有诸多不便，稍有不慎便可能带来安全隐患。此外，硼酸在冷水中的溶解度较小，需在60～90℃热水中才能缓慢溶解，且温度降低时会有沉淀析出，可见其在溶液配制、存储和使用环境的温度上要求较高，存在一定的局限性。因此，迫切需要提供一种安全、高效、适用性广和快速溶解的花粉萌发促进剂，用于代替硼酸来提供硼元素，这对于实现安全快速检测花粉活力、加速植物新品种育种进程等方面具有重要的现实意义。
四水八硼酸二钠(Na2B8O13·4H2O)是一种新型高效速溶性硼酸盐，具有含硼量高、溶解迅速、溶解度高、混配性好、易于植物吸收、配制方便、施用安全等诸多优点。而本申请的发明人经过研究发现，近年来，四水八硼酸二钠已被应用于油菜、棉花、果蔬、果树、花卉等多种农作物的培育中，如促进农作物增茎、增花、增蕾，使其果实、颗粒更饱满等有益方面。然而，目前还未见任何关于四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于花粉离体培养的报道。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种硼酸盐的新用途，具体为提供一种安全、高效、适用性广和快速溶解的花粉萌发促进剂，用四水八硼酸二钠代替硼酸来提供硼元素，以克服上述现有技术中存在的诸多问题，为实现安全快速检测花粉活力、加速植物新品种育种进程等方面提供新方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种硼酸盐的新用途，所述硼酸盐为四水八硼酸二钠，所述新用途为首次将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养方法中。
进一步，所述四水八硼酸二钠使用浓度为0.001～0.5％(w/v)的四水八硼酸二钠水溶液。
进一步，所述植物花粉离体培养方法中，利用四水八硼酸二钠为花粉发育提供必需的硼元素，即根据硼的含量，用四水八硼酸二钠等量取代传统培养方法中的硼酸，所述传统培养方法为现有技术中任何使用硼酸作为硼源的花粉离体培养方法；且所述植物花粉离体培养方法中，使用的花粉萌发培养基包括但不限于花粉萌发液体培养基和花粉萌发固体培养基。
进一步，所述植物花粉离体培养方法中使用的花粉萌发培养基为花粉萌发固体培养基，所述花粉萌发固体培养基由如下成分组成：10～20％(w/v)的蔗糖、0.7～1.2％(w/v)的琼脂粉、0.008～0.01％(w/v)的Na2B8O13·4H2O、 0.02～0.03％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.02～0.05％(w/v)的CaCl2及pH为 7.0～8.5的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为6.0～7.0；所述植物花粉离体培养方法中花粉在花粉萌发固体培养基表面的培养条件为：在80％以上的相对湿度和20～28℃温度下避光培养，培养时间为3～24h。
优选的，所述花粉萌发固体培养基由如下成分组成：18％(w/v)的蔗糖、1.0％(w/v)的琼脂粉、0.01％(w/v)的Na2B8O13·4H2O、0.0246％ (w/v)的MgSO4·7H2O、0.0222％(w/v)的CaCl2及pH为7.0的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为7.0；所述植物花粉离体培养方法中花粉在花粉萌发固体培养基表面的培养条件为：在80％以上的相对湿度和24℃温度下避光培养，培养时间为8h。
进一步，所述植物为种子植物，所述种子植物包括但不限于水稻、大豆、玉米、高粱、草莓、油菜、苜蓿、花椰菜、芹菜、三叶草、甜菜、苹果树、葡萄树、萝卜、甘蓝、向日葵、莴苣、棉花、番茄、马铃薯、烟草、胡萝卜、花生、桃树、梨树、板栗树、茶树、百香果、荠菜、拟南芥。
优选的，所述种子植物为油菜、棉花、花生、大豆、向日葵、甜菜、拟南芥等对硼需求量大的植物。
更进一步，所述种子植物为拟南芥。
与现有技术相比，本发明提供的硼酸盐的新用途具有以下优点：
1、本发明提供了一种硼酸盐的新用途，具体为提供一种安全、高效、适用性广和快速溶解的花粉萌发促进剂，用四水八硼酸二钠代替硼酸来提供硼元素，克服了现有花粉萌发技术中存在的多个不足，拓宽了四水八硼酸二钠在植物发育中的应用范围。
2、本发明首次将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养中，其操作安全简便、培养速度快且培养效果明显，为实现安全快速检测花粉活力、加速植物新品种育种进程等方面提供了新方法。
3、本发明将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养中，可以为各类种子植物的花粉离体萌发提供硼元素，为各种植物花粉萌发培养基的设计提供新思路。
4、本发明提供的植物花粉离体培养方法中，四水八硼酸二钠是一种新型高效速溶性硼酸盐，属于常规药品，而传统方法中使用的硼酸属于危险化学品，相比之下，本发明提供的药品在购买、储存和使用时更为安全和方便，更适合推广使用。
5、传统培养方法中采用的硼酸在冷水中的溶解度较小，需在60～90℃热水中才能缓慢溶解，且温度降低时会有沉淀析出，而本发明提供的四水八硼酸二钠在冷水中溶解度大，通常无需热水溶解，对温度条件要求较低，适用性更广，其配制、存储和使用也更方便。
6、本发明将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养中，还因为其具有含硼量高、混配性好和易被植物吸收的特点，这不仅有利于花粉在脱离本体后持久性保持较高活力，还有助于快速培养出健壮的花粉管，节约时间成本。
附图说明
图1是本发明提供的在两种不同花粉萌发培养基上进行拟南芥花粉离体培养的对比效果图；其中，A为不含硼元素的花粉萌发培养基；B为本发明提供的用四水八硼酸二钠补充硼元素的花粉萌发培养基。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。下述实施例仅用于阐明本发明，不应理解为对本发明的限制；下述实施例中的实验方法均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂均可从市面购买；下述实施例中所用的仪器设备均为分子生物学实验室常规仪器设备。在不背离本发明精神和实质的情况下，本领域技术人员对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明提供一种硼酸盐的新用途，所述硼酸盐为四水八硼酸二钠，所述新用途为首次将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养方法中。
作为具体实施例，所述四水八硼酸二钠使用浓度为0.001～0.5％(w/v)的四水八硼酸二钠水溶液。
作为具体实施例，所述植物花粉离体培养方法中，利用四水八硼酸二钠为花粉发育提供必需的硼元素，即根据硼的含量，用四水八硼酸二钠等量取代传统培养方法中的硼酸，所述传统培养方法为现有技术中任何使用硼酸作为硼源的花粉离体培养方法；且所述植物花粉离体培养方法中，使用的花粉萌发培养基包括但不限于花粉萌发液体培养基和花粉萌发固体培养基。
作为具体实施例，所述植物花粉离体培养方法中使用的花粉萌发培养基为花粉萌发固体培养基，所述花粉萌发固体培养基由如下成分组成：10～20％ (w/v)的蔗糖、0.7～1.2％(w/v)的琼脂粉、0.008～0.01％(w/v)的 Na2B8O13·4H2O、0.02～0.03％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.02～0.05％(w/v)的 CaCl2及pH为7.0～8.5的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为6.0～7.0；所述植物花粉离体培养方法中花粉在花粉萌发固体培养基表面的培养条件为：在80％以上的相对湿度和20～28℃温度下避光培养，培养时间为3～24h。
作为优选实施例，所述花粉萌发固体培养基由如下成分组成：18％ (w/v)的蔗糖、1.0％(w/v)的琼脂粉、0.01％(w/v)的Na2B8O13·4H2O、 0.0246％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.0222％(w/v)的CaCl2及pH为7.0的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为7.0；所述植物花粉离体培养方法中花粉在花粉萌发固体培养基表面的培养条件为：在80％以上的相对湿度和 24℃温度下避光培养，培养时间为8h。
作为具体实施例，所述植物为种子植物，所述种子植物包括但不限于水稻、大豆、玉米、高粱、草莓、油菜、苜蓿、花椰菜、芹菜、三叶草、甜菜、苹果树、葡萄树、萝卜、甘蓝、向日葵、莴苣、棉花、番茄、马铃薯、烟草、胡萝卜、花生、桃树、梨树、板栗树、茶树、百香果、荠菜、拟南芥。
作为优选实施例，所述种子植物为油菜、棉花、花生、大豆、向日葵、甜菜、拟南芥。
作为较佳实施例，所述种子植物为拟南芥。
实施例1：花粉萌发培养基的配制
(一)本发明提供的花粉萌发培养基由10～20％(w/v)的蔗糖、0.7～1.2％ (w/v)的琼脂粉、0.008～0.01％(w/v)的Na2B8O13·4H2O、0.02～0.03％ (w/v)的MgSO4·7H2O、0.02～0.05％(w/v)的CaCl2及pH为7.0～8.5的纯水组成，所述花粉萌发固体培养基的pH值为6.0～7.0；在本实施例中，设置为 18％(w/v)的蔗糖、1.0％(w/v)的琼脂粉、0.01％(w/v)的 Na2B8O13·4H2O、0.0246％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.0222％(w/v)的CaCl2及pH为7.0的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为7.0。
(二)按照(一)的配方在三角瓶中进行培养基配制，将各成分混匀后置于微波炉小火加热至透明后，将其倒在培养皿或载玻片上，冷却凝固即可用于植物花粉离体培养。
实施例2：拟南芥花粉离体培养
(一)按照实施例1方法配制花粉萌发培养基。
(二)将实施例1(一)配方中的Na2B8O13·4H2O去除，即为本发明实施例的对照组配方，具体为18％(w/v)的蔗糖、1.0％(w/v)的琼脂粉、 0.0246％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.0222％(w/v)的CaCl2及pH为7.0的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为7.0，按照实施例1(二)中方法配制不含硼元素的花粉萌发培养基作为对照。
(三)取盛开的拟南芥花朵，用镊子夹取雄蕊，将花药开裂一面朝向培养基，将成熟花粉均匀涂抹培养基表面，在80％以上的相对湿度和24℃温度下避光培养8h，观察花粉萌发情况。
(四)本发明提供的花粉萌发培养基培养效果为：添加四水八硼酸二钠的培养基中，花粉萌发率达到91％以上，平均花粉管长度约为550μm，培养速度快，实验结果稳定，培养效果理想。
(五)对照组培养效果为：在无硼元素的培养基中，花粉萌发率不足 10％，平均花粉管长度不足50μm，无法有效检测花粉活力的实际水平，具体对比效果图请参考图1所示。
(六)以上结果说明，本发明将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发剂应用于植物花粉离体培养中，能够显著增强花粉活力，增加植物花粉萌发率和花粉管长度，具有明显的促进花粉萌发的效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种硼酸盐的新用途，其特征在于，所述硼酸盐为四水八硼酸二钠，所述新用途为首次将四水八硼酸二钠作为植物花粉萌发促进剂应用于植物花粉离体培养方法中。
2.根据权利要求1所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述四水八硼酸二钠使用浓度为0.001～0.5％(w/v)的四水八硼酸二钠水溶液。
3.根据权利要求1所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述植物花粉离体培养方法中，利用四水八硼酸二钠为花粉发育提供必需的硼元素，即根据硼的含量，用四水八硼酸二钠等量取代传统培养方法中的硼酸，所述传统培养方法为现有技术中任何使用硼酸作为硼源的花粉离体培养方法；且所述植物花粉离体培养方法中，使用的花粉萌发培养基包括但不限于花粉萌发液体培养基和花粉萌发固体培养基。
4.根据权利要求3所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述植物花粉离体培养方法中使用的花粉萌发培养基为花粉萌发固体培养基，所述花粉萌发固体培养基由如下成分组成：10～20％(w/v)的蔗糖、0.7～1.2％(w/v)的琼脂粉、0.008～0.01％(w/v)的Na2B8O13·4H2O、0.02～0.03％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.02～0.05％(w/v)的CaCl2及pH为7.0～8.5的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为6.0～7.0；所述植物花粉离体培养方法中花粉在花粉萌发固体培养基表面的培养条件为：在80％以上的相对湿度和20～28℃温度下避光培养，培养时间为3～24h。
5.根据权利要求4所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述花粉萌发固体培养基由如下成分组成：18％(w/v)的蔗糖、1.0％(w/v)的琼脂粉、0.01％(w/v)的Na2B8O13·4H2O、0.0246％(w/v)的MgSO4·7H2O、0.0222％(w/v)的CaCl2及pH为7.0的纯水，所述花粉萌发固体培养基的pH值为7.0；所述植物花粉离体培养方法中花粉在花粉萌发固体培养基表面的培养条件为：在80％以上的相对湿度和24℃温度下避光培养，培养时间为8h。
6.根据权利要求1所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述植物为种子植物，所述种子植物包括但不限于水稻、大豆、玉米、高粱、草莓、油菜、苜蓿、花椰菜、芹菜、三叶草、甜菜、苹果树、葡萄树、萝卜、甘蓝、向日葵、莴苣、棉花、番茄、马铃薯、烟草、胡萝卜、花生、桃树、梨树、板栗树、茶树、百香果、荠菜、拟南芥。
7.根据权利要求6所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述种子植物为油菜、棉花、花生、大豆、向日葵、甜菜、拟南芥。
8.根据权利要求7所述的硼酸盐的新用途，其特征在于，所述种子植物为拟南芥。
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