CN114271190A - 一种用于马铃薯组织培养的培养基及其应用 - Google Patents

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本发明公开了一种用于马铃薯组织培养的培养基及其应用，属于植物组织培养技术领域。该培养基由每升MS培养基基础上添加0.5‑1.0mg CCPU、0.1‑0.2mg KT、15‑20mg PAA、35‑40g蔗糖和5‑6g琼脂构成。本发明合理调控各植物激素种类与用量的配比，制得的培养基与常规一步成苗培养基相比，本发明能够缩短培养时间15天左右，降低了生产成本，提高了马铃薯组培快繁的经济价值，并且该培养基适用多种品种的马铃薯，为其组培快繁及品种改良提供一条新的有效途径。

Description

一种用于马铃薯组织培养的培养基及其应用
技术领域
本发明涉及植物组织培养技术领域，特别是涉及一种用于马铃薯组织培养的培养基及其应用。
背景技术
马铃薯(学名：Solanum tuberosum L.)，属茄科，一年生草本植物，块茎可供食用，是全球第四大重要的粮食作物，仅次于小麦、稻谷和玉米。马铃薯的栽培条件较差，但是抗逆性比较强，其本身的营养价值较高，对外部环境的适应能力较强。因此马铃薯培养技术在不断发展，现有研究中主要以组织培养和遗传转化进行马铃薯的遗传育种。
植物组织培养通常经过外植体-愈伤组织(诱导培养)-分化幼苗(分化培养)-生根(生根培养)等多个培养程序，称为多步成苗。然而该组培方法需要经多步培养，操作繁琐、再生率较低且诱导时间较长，并且再生系统易受基因型、外植体种类、植物激素的种类及浓度、培养条件和操作技术水平等诸多因素影响，使马铃薯不同品种的再生系统存在较大差异。目前市面上关于马铃薯外植体一步成苗的报道相对较少，本发明拟设计一种可适用于不同品种的马铃薯进行一步成苗组织培养的培养基。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于马铃薯组织培养的培养基及其应用，以解决上述现有技术存在的问题，该培养基能够适用马铃薯多种品种，与常规一体成苗培养基相比，缩短培养时间15天左右，具有良好的经济价值。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种用于马铃薯组织培养的培养基，其由每升MS培养基基础上添加0.5-1.0mg CCPU(氯吡苯脲)、0.1-0.2mg KT、15-20mg PAA、35-40g蔗糖和5-6g琼脂构成。
进一步地，其由每升MS培养基基础上添加0.5mg CCPU、0.2mg KT、15mg PAA、35g蔗糖和5g琼脂构成。
进一步地，所述培养基还需调节其pH为5.8-6.0，再经115-125℃高压灭菌10-15min，冷却至室温制得。
本发明还提供一种马铃薯组织培养的方法，包括以下步骤：
(1)外植体选择：选择苗龄20-30天的马铃薯无菌试管苗，无菌条件下，切取0.5cm-1cm不带腋芽的茎段作为外植体；
(2)组织培养：将步骤(1)的外植体接种于上述的用于马铃薯组织培养的培养基中，于25-27℃、光照强度为4000-4500Lux、光照时间为14h/d的条件下培养，直至形成再生植株。
进一步地，所述再生植株的形成周期为49-53d。
本发明还提供上述的用于马铃薯组织培养的培养基在马铃薯组织培养中的应用。
进一步地，应用于如下任一项：
(1)提高马铃薯外植体形成愈伤组织的诱导率；
(2)提高马铃薯愈伤组织分化形成不定芽的分化率；
(3)缩短马铃薯外植体组织培养周期。
本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的马铃薯外植体组培一步成苗培养基是以MS培养基为基本培养基，其能够满足组培所需无机营养元素和部分有机营养元素，而向其中添加的天然生长素PAA相比于常规的人工合成的植物生长素如NAA、2,4-D，更能有效促进马铃薯外植体快速形成愈伤组织，达到缩短组织培养周期的效果；低浓度CCPU结合低浓度KT相比于传统使用的6-BA，能够显著缩短愈伤组织分化时间，提高分化率。本发明通过研究分析，合理调控各植物激素种类与用量的配比，制得的培养基与常规一步成苗培养基相比，本发明能够缩短培养时间15天左右，降低了生产成本，提高了马铃薯组培快繁的经济价值，并且该培养基适用多种品种的马铃薯，为其组培快繁及品种改良提供一条新的有效途径。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1一种用于马铃薯组织培养的培养基及其组培方法
用于马铃薯组织培养的培养基包括：MS培养基+0.5mg/LCCPU+0.2mg/L KT+15mg/LPAA+35g/L蔗糖+5g/L琼脂；称取上述各组分依次加入MS基础培养基中，搅拌均匀，调pH至6.0，115℃下高压灭菌15min，静置恢复室温后即得马铃薯组培培养基。
一种马铃薯组织培养的方法，包括以下步骤：
(1)外植体选择：
选择苗龄20-30天的马铃薯品种大西洋无菌试管苗，无菌条件下，切取0.5cm-1cm不带腋芽的茎段，接种于上述配制的培养基中；
(2)组织培养：
将上述接种外植体的培养基置于温度为25℃、光照强度为4000Lux、光照时间为14h/d的条件下培养，每日按时观察，作好组织培养数据记录。
实施例2一种用于马铃薯组织培养的培养基及其组培方法
用于马铃薯组织培养的培养基包括：MS培养基+0.6mg/LCCPU+0.1mg/L KT+18mg/LPAA+40g/L蔗糖+6g/L琼脂；称取上述各组分依次加入MS基础培养基中，搅拌均匀，调pH至5.9，120℃下高压灭菌12min，静置恢复室温后即得马铃薯组培培养基。
一种马铃薯组织培养的方法，包括以下步骤：
(1)外植体选择：
选择苗龄20-30天的马铃薯品种陇薯7号无菌试管苗，无菌条件下，切取0.5cm-1cm不带腋芽的茎段，接种于上述配制的培养基中；
(2)组织培养：
将上述接种外植体的培养基置于温度为27℃、光照强度为4500Lux、光照时间为14h/d的条件下培养，每日按时观察，作好组织培养数据记录。
实施例3一种用于马铃薯组织培养的培养基及其组培方法
用于马铃薯组织培养的培养基包括：MS培养基+1.0mg/LCCPU+0.15mg/L KT+20mg/L PAA+38g/L蔗糖+5.5g/L琼脂；称取上述各组分依次加入MS基础培养基中，搅拌均匀，调pH至5.8，125℃下高压灭菌10min，静置恢复室温后即得马铃薯组培培养基。
一种马铃薯组织培养的方法，包括以下步骤：
(1)外植体选择：
选择苗龄20-30天的马铃薯品种陇薯12号无菌试管苗，无菌条件下，切取0.5cm-1cm不带腋芽的茎段，接种于上述配制的培养基中；
(2)组织培养：
将上述接种外植体的培养基置于温度为26℃、光照强度为4000Lux、光照时间为14h/d的条件下培养，每日按时观察，作好诱导分化数据记录。
对比例1
与实施例1的区别在于，将用于马铃薯组织培养的培养基中CCPU替换成6-BA。
对比例2
与实施例1的区别在于，将用于马铃薯组织培养的培养基中PAA替换成2,4-D。
效果例1
统计实施例1-3和对比例1-2的马铃薯外植体组织培养的实验数据，结果如表1所示：
诱导率(％)＝产生愈伤的外植体数/接种外植体数×100％
分化率(％)＝分化芽的愈伤块数/总愈伤块数×100％
组培周期指从外植体接种至培养基至其培养形成再生植株的时间。
表1不同培养基对马铃薯外植体组培成苗结果统计
Figure BDA0003510562690000061
根据表1可以看出，本发明实施例1-3配制的培养基相比于对比例1-2，能够明显促进马铃薯外植体愈伤组织的形成，缩短诱导时间，并且显著提高愈伤组织的分化率，缩短分化时间，进而达到最快只需49天即可由外植体组培收获再生植株；而对比例1-2组培周期均在65天以上，分化时间显著长于实施例1-3。
本发明能够明显缩短愈伤组织形成时间，提高诱导率，在于培养基中主要添加天然PAA替代人工合成的2,4-D或NAA,该生长素能有效地促进马铃薯外植体快速形成愈伤组织，达到缩短组织培养周期的效果；本发明还通过添加CCPU替代常规的6-BA达到提高愈伤组织分化率的效果，其中主要因为CCPU生物活性比6-BA高10-100倍，诱导细胞分裂和促进器官发生的活性远远高于一般嘌呤类细胞分裂素的活性，本发明通过研究分析发现，CCPU在诱导马铃薯丛生芽上起到关键作用，选择浓度为0.5-1.0mg/L的CCPU能够显著缩短愈伤组织分化时间，提高分化率，并结合0.1-0.2mg KT、15-20mg PAA、35-40g蔗糖和5-6g琼脂成分，整体提高组织诱导率、分化率和显著缩短培养周期，与常规一步成苗培养基相比，本发明能够缩短培养时间15天左右，降低了生产成本，并且适用多种品种的马铃薯，为马铃薯的组培快繁及品种改良提供一条新的有效途径。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于马铃薯组织培养的培养基，其特征在于，其由每升MS培养基基础上添加0.5-1.0mg CCPU、0.1-0.2mg KT、15-20mg PAA、35-40g蔗糖和5-6g琼脂构成。
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，其由每升MS培养基基础上添加0.5mgCCPU、0.2mg KT、15mg PAA、35g蔗糖和5g琼脂构成。
3.根据权利要求1或2所述的培养基，其特征在于，所述培养基还需调节其pH为5.8-6.0，再经115-125℃高压灭菌10-15min，冷却至室温制得。
4.一种马铃薯组织培养的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)外植体选择：选择苗龄20-30天的马铃薯无菌试管苗，无菌条件下，切取0.5cm-1cm不带腋芽的茎段作为外植体；
(2)组织培养：将步骤(1)的外植体接种于权利要求1-3任一项所述的用于马铃薯组织培养的培养基中，于25-27℃、光照强度为4000-4500Lux、光照时间为14h/d的条件下培养，直至形成再生植株。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述再生植株的形成周期为49-53d。
6.根据权利要求1-3任一项所述的用于马铃薯组织培养的培养基在马铃薯组织培养中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，应用于如下任一项：
(1)提高马铃薯外植体形成愈伤组织的诱导率；
(2)提高马铃薯愈伤组织分化形成不定芽的分化率；
(3)缩短马铃薯外植体组织培养周期。
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