CN114902914A - 一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于农业育种技术领域,具体涉及一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法。
背景技术
野大麦(Hordeum brevisubulatum)是禾本科大麦属多年生草本植物,广泛分布于我国东北、华北、西北等地。野大麦分蘖株丛密,根系发达,根茎短且呈须状,对生长环境要求不严格,因具有较强的耐旱耐涝耐盐碱等特征,其作为建群种被广泛应用于盐化和碱化草甸草原。另外,野大麦草质柔软、发育快、营养价值高,可调制成干草,且具强的耐践踏性和再生能力,适于放牧。因此,野大麦又是一种经济价值较高的优良牧草,其在畜牧业发展以及生态环境修复改良方面有着极大的发展潜力。
内生真菌(Endophyte)是指在宿主体内度过全部或部分生命周期而不显示外部病状的一类真菌。目前已在草本、灌木和针叶树等植物类群中发现内生真菌共生,其中以禾本科植物居多。许多禾草与内生真菌形成互惠共生关系,内生真菌为宿主植物带来诸多益处,如抗旱、耐盐碱、耐贫瘠、抗病虫等抗性,同时能够促进植物生长、分蘖、提高光合作用、加速禾草建植能力等。因此,构建野大麦-内生真菌共生体对提高牧草质量,促进生态修复与改良具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种接种率较高、易于掌握的野大麦-内生真菌共生体的构建方法,并将该方法应用于牧草和草坪草种质创新中。
本发明提供一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,是在野大麦5叶期进行接种,所述接种是在野大麦第一片叶正下方的胚芽鞘上纵向划开一伤口,将内生真菌接种至该伤口中;作为优选,所述内生真菌为野大麦bromicola内生真菌。
作为优选,将所述野大麦培养至5叶期的方法为:将野大麦种子消毒后,播种于培养基中封口并置于黑暗条件下进行发芽培养,发芽后将幼苗移至光暗交替条件下进行培养。
作为优选,所述培养基为MS培养基。
作为优选,所述黑暗条件下发芽的具体条件为:23±1℃/17±1℃,16h/8h。
作为优选,所述光暗交替的具体条件为:23±1℃/17±1℃,16h/8h,其中光照强度为 2500-3000lx。
作为优选,将内生真菌接种时,所述内生真菌带有培养基。
作为优选,将内生真菌接种后,将接种后的野大麦幼苗置于培养基中封口后,黑暗条件下恒温培养,然后再在光暗交替条件下进行培养。
作为优选,所述在黑暗条件下恒温培养具体为:黑暗条件恒温23±1℃培养7-10天。
作为优选,所述在光暗交替条件下进行培养具体为:在23±1℃/17±1℃,16h/8h条件下培养7-10天,其中光照强度为2500-3000lx。
作为优选,接种后,待幼苗生长14-16天后移栽至灭菌的蛭石或营养土中浇营养液进行培养;作为优选,所述营养液为1/2的Hoagland营养液。
本发明的有益效果如下:
本发明在共生体构建过程中选择野大麦第5片叶出现这一时期和伤口接种这一手段。若早于该时期接种(比如在野大麦2叶期和3叶期时接种),幼苗基部过细,接种过程中易将幼苗切断,且菌丝不易塞入,在操作过程花费时间过长而易造成污染,部分幼苗在切口部长出杂菌死亡,部分幼苗在由培养箱转入温室中由于环境不一致而逐渐枯萎死亡,大多幼苗在后续黑暗培养过程中逐渐枯黄死亡;若晚于该时期,接菌周期延长,植物抵御外来菌丝能力增强,接菌成功率降低。
本发明选择幼苗为接种材料,与愈伤组织相比,该方法操作环境要求低,准备工作简单;与成株相比,该方法接种率高,菌丝在植物中更易侵染;与种子接种法相比,该方法对材料伤害更小,体系更为完善;与接种至生长点这一方法比,该方法不会造成植株不能正常发育而表现病态(接种时,伤口在胚芽鞘,不破坏植物生长点)。
本发明方法操作简单,成功率高,接种量大,易于掌握,野大麦的内生真菌接种率可达59.2%。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明方法的流程图。
图2为野大麦接种内生真菌图。
图3为接种内生真菌的野大麦的苯胺蓝染色镜检图。
图4为内生真菌重分离图(即接种了内生真菌的野大麦,挑取其中的内生真菌进行分离)。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为市售。
本发明的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法步骤如下:
1.接种刀及镊子处理:
选取若干不锈钢11号手术刀片、3号手术刀柄和10C标准型直尖头镊子,报纸包严灭菌处理后放入超净工作台待用。保持接种刀和镊子上无微生物残留,以防止其污染植物材料。所述灭菌可以选择常规的使用高压蒸汽灭菌锅于120-121℃灭菌20-25min。
2.培养基准备:
在超净工作台中,将灭菌处理后的MS培养基倒入培养皿中凝固备好,用于后续种子萌发及幼苗生长使用。
所述灭菌可以选择常规的使用高压蒸汽灭菌锅于120-121℃灭菌20-25min。
3.植物材料处理:
选取饱满健康的野大麦种子,将种子用体积浓度为75%的乙醇消毒5min,无菌水冲洗3次,再用体积浓度为10%的NaClO溶液消毒5min,用无菌水冲洗5次。将处理后的野大麦种子播种于MS培养基用聚乙烯封口膜(ParafilmTM,USA)封口进行培养,以减少污染,将MS培养基置于培养箱中黑暗条件下进行发芽,在23±1℃/17±1℃,16h/8h的条件下培养(即黑暗条件下23±1℃培养16h,然后在17±1℃培养8h,24h为一个周期),发芽期间若有杂菌污染应及时将未污染种子移至新培养基;发芽后将幼苗移至光暗交替条件23±1℃/17±1℃,16h/8h下培养(即光照强度为2500-3000lx条件下23±1℃培养16h,黑暗条件17±1℃培养8h),至野大麦长出第5叶,生长期间若有杂菌污染应及时将未污染幼苗移至新培养基。
4.人工接种:
在超净工作台,用无菌接种刀在野大麦第一片叶正下方的胚芽鞘上纵向(纵向切不容易将幼苗切断)划开一2-3mm的小伤口,该伤口不穿透幼苗,用另一无菌接种刀挑取少量比如挑取0.5*0.5mm2-1*1mm2的菌丝块的带PDA培养基的内生真菌菌丝,塞入幼苗伤口。塞入后,用镊子捏紧伤口,防止内生真菌掉出。将接种后的幼苗置于新的MS培养基封口密封后(用聚乙烯封口膜(ParafilmTM,USA)封口,为了降低污染)放入培养箱,黑暗条件恒温23±1℃培养7-10天后,光暗交替23±1℃/17±1℃,16h/8h(即光照强度为 2500-3000lx条件下23±1℃培养16h,黑暗条件17±1℃培养8h)再培养7-10天。
所述内生真菌的培养方法为:挑取内生真菌bromicola新鲜菌丝置于马铃薯葡萄糖琼脂培养基(含100μg/ml青霉素和50μg/ml链霉素)于22±1℃黑暗条件下封口(用聚乙烯封口膜(ParafilmTM,USA)封口,为了降低污染)培养。
将内生真菌培养1.5-2个月后即可用于接种试验(没有对数生长期的限制)。为了使得接种后的内生真菌在幼苗中很好的生长,在接种时带有PDA培养基。
5.幼苗管理:
接种后每天检查接种苗生长情况,及时处理杂菌,待幼苗生长14-16天后(自接种后计算)移栽到灭菌的蛭石或营养土中定期浇营养液培养。
蛭石保水性和透气性好,能按植物生长所需调节营养液浓度进行浇灌。在幼苗期营养液浓度低,能够防止出现烧苗。也可以用营养土,保证幼苗生长有营养且不会造成烧苗就可以。
所述定期为每隔2天浇一次营养液。
所述营养液可以为1/2的Hoagland营养液。
6.内生真菌检测:
待接种2个月后,随机选取同一植株上的不同分蘖进行检测。叶鞘组织苯胺蓝染色后在显微镜下观察菌丝体,此后每2个月检测一次带菌率,连续检测6个月。实验结果表明,采用该方法进行人工接种的接种成功率最高可达到59.2%。
所述带菌率为:检测到带菌的野大麦株数/操作接种的野大麦总株数。
实施例1
本发明的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法步骤如下:
1.接种刀及镊子处理:
选取若干不锈钢11号手术刀片、3号手术刀柄和10C标准型直尖头镊子,报纸包严灭菌处理后放入超净工作台待用。保持接种刀和镊子上无微生物残留,以防止其污染植物材料。所述灭菌选择常规的使用高压蒸汽灭菌锅于120℃灭菌20min。
2.培养基准备:
在超净工作台中,将灭菌处理后的MS培养基倒入直径为13cm的培养皿中凝固备好,用于后续种子萌发及幼苗生长使用。
所述灭菌选择常规使用的高压蒸汽灭菌锅于120℃灭菌20min。
3.植物材料处理:
选取饱满健康的野大麦种子,将种子用体积浓度为75%的乙醇消毒5min,无菌水冲洗3次,再用体积浓度为10%的NaClO溶液消毒5min,用无菌水冲洗5次。将处理后的野大麦种子播种于MS培养基用聚乙烯封口膜封口进行培养,以减少污染,将MS培养基置于培养箱中黑暗条件下进行发芽,24℃/18℃,16h/8h的条件下培养(即24℃培养16h,然后在18℃培养8h,24h为一个周期),发芽期间若有杂菌污染应及时将未污染种子移至新培养基;发芽后将幼苗移至光暗交替条件24℃/18℃,16h/8h下培养(即光照强度为2800lx 条件下24℃培养16h,黑暗条件18℃培养8h),至野大麦长出第5叶,生长期间若有杂菌污染应及时将未污染幼苗移至新培养基。
4.人工接种:
在超净工作台,用无菌接种刀将第一片叶正下方的胚芽鞘上纵向(纵向切不容易将幼苗切断)划开一2-3mm的小伤口,该伤口不穿透幼苗,用另一无菌接种刀挑取少量比如挑取0.7*0.7mm2的菌丝块的带PDA培养基的内生真菌菌丝,塞入幼苗伤口。塞入后,用镊子捏紧伤口,防止内生真菌掉出。将接种后的幼苗置于新的MS培养基封口密封后(用聚乙烯封口膜(ParafilmTM,USA)封口,为了降低污染)放入培养箱,黑暗条件恒温24℃培养8天后,光暗交替24℃/18℃,16h/8h(即光照强度为2800lx条件下24℃培养16h,黑暗条件18℃培养8h)再培养8天。
所述内生真菌的培养方法为:挑取内生真菌bromicola新鲜菌丝置于马铃薯葡萄糖琼脂培养基(含100μg/ml青霉素和50μg/ml链霉素)于22℃黑暗条件下封口(用聚乙烯封口膜(ParafilmTM,USA)封口,为了降低污染)培养。
将内生真菌培养2个月后即可用于接种试验(没有对数生长期的限制)。为了使得接种后的内生真菌在幼苗中很好的生长,在接种时带有PDA培养基。
5.幼苗管理:
接种后每天检查接种苗生长情况,及时处理杂菌,待幼苗生长15天后移栽到灭菌的蛭石中定期浇营养液培养。
所述定期为每隔2天浇一次营养液。
所述营养液可以为1/2的Hoagland营养液。
6.内生真菌检测:
待接种2个月后,随机选取同一植株上的不同分蘖进行检测。叶鞘组织苯胺蓝染色后在显微镜下观察菌丝体,此后每2个月检测一次带菌率,连续检测6个月。实验结果表明,采用该方法进行人工接种的接种成功率可达到59.2%(29/49=59.2%(接种成功数/接种个数))。
接种内生真菌后,野大麦的成活率为77.55%(38/49=77.55%(成活个数/接种个数))。
所述带菌率为:检测到带菌的野大麦株数/操作接种的野大麦总株数。
图2为野大麦接种内生真菌图。
图3为接种内生真菌的野大麦的苯胺蓝染色镜检图。
图4为内生真菌重分离图(即接种了内生真菌的野大麦,挑取其中的内生真菌进行分离)。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:将所述野大麦培养至5叶期的方法为:将野大麦种子消毒后,播种于培养基中封口并置于黑暗条件下进行发芽培养,发芽后将幼苗移至光暗交替条件下进行培养。
3.根据权利要求2所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:所述培养基为MS培养基。
4.根据权利要求2所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:所述黑暗条件下发芽的具体条件为:23±1℃/17±1℃,16h/8h。
5.根据权利要求2所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:所述光暗交替的具体条件为:23±1℃/17±1℃,16h/8h,其中光照强度为2500-3000lx。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:将内生真菌接种时,所述内生真菌带有培养基。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:将内生真菌接种后,将接种后的野大麦幼苗置于培养基中封口后,黑暗条件下恒温培养,然后再在光暗交替条件下进行培养。
8.根据权利要求7所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:所述在黑暗条件下恒温培养具体为:黑暗条件恒温23±1℃培养7-10天。
9.根据权利要求7所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:所述在光暗交替条件下进行培养具体为:在23±1℃/17±1℃,16h/8h条件下培养7-10天,其中光照强度为2500-3000lx。
10.根据权利要求1所述的一种野大麦-内生真菌共生体的构建方法,其特征在于:接种后,待幼苗生长14-16天后移栽至灭菌的蛭石或营养土中浇营养液进行培养;作为优选,所述营养液为1/2的Hoagland营养液。
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