发明内容
本发明的目的在于提供体系稳定、出苗率高、简单实用的百合愈伤组织培养方法与百合试管苗和百合人工种子的培养方法以及穴盘培养基,为百合繁育提供一种新途径。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种百合愈伤组织的培养方法,包括如下步骤:
(1)将百合珠芽接种于百合启动培养基上,得到百合苗;
(2)剪取步骤(1)所述的百合苗的叶片作为外植体,将所述的外植体接种于愈伤组织诱导培养基中,培养30~40d,得到百合愈伤组织。
作为优选,步骤(1)所述百合珠芽为经过消毒的百合珠芽;
所述消毒的试剂为酒精和/或氯化汞;
所述酒精的浓度为70~80vt%;所述酒精消毒的时间为28~32s;
所述氯化汞的浓度为0.08~0.12wt%;所述氯化汞消毒的时间为5~7min;
步骤(1)所述百合启动培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
6-BA 1.5~2.5mg/mL、NAA 0.15~0.25mg/mL、蔗糖60~90g/L、琼脂7.0~7.5g/L;
所述百合启动培养基的pH为5.8~6.0。
作为优选,步骤(2)所述外植体的大小为0.4~0.6cm×0.4~0.6cm;
步骤(2)所述愈伤组织诱导培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
NAA 0.5~2.0mg/mL、2,4-D 0.5~2.0mg/mL、琼脂7.0~7.5g/L、蔗糖25~30g/L;
所述愈伤组织诱导培养基的pH为5.8~6.0。
本发明还提供了利用所述的培养方法培育得到的百合愈伤组织培育百合试管苗的方法,包括如下步骤:
(4.1)将百合愈伤组织切成小块,将所述的小块接种于丛生芽诱导培养基中,培养20~30d,得到百合丛生芽;
(4.2)将百合丛生芽分成单芽后,将所述的单芽接种于生根培养基中,培养25~35d,得到百合试管苗。
作为优选,步骤(4.1)所述小块的大小为0.3~0.5cm×0.3~0.5cm×0.1~0.3cm;
步骤(4.1)所述丛生芽诱导培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
6-BA 1.0~3.0mg/mL、NAA 0~0.2mg/mL、IAA0~0.2mg/mL、琼脂7.0~7.5g/L、蔗糖45~60g/L;
所述丛生芽诱导培养基的pH为5.8~6.0。
作为优选,步骤(4.2)所述生根培养基以MS培养基为基础,还包括如下浓度的组分:
NAA 0.4~0.6mg/mL、琼脂7.0~7.5g/L、蔗糖25~30g/L;
所述生根培养基的pH为5.8~6.0;
所述生根培养基中还包括浓度为0.8~1.2g/L的活性炭。
本发明还提供了利用所述的培养方法培育得到的百合愈伤组织培育百合人工种子的方法,包括如下步骤:
(7.1)将百合愈伤组织接种于悬浮培养基中,摇床培养28~32d,得到预培养的百合体细胞;将所述的预培养百合体细胞转接入固体培养基中,继续培养14~21d,得到百合体细胞胚;
(7.2)将步骤(7.1)所述的百合体细胞胚与包埋剂混合,得到繁殖体,将所述的繁殖体与凝固剂反应14~16min,得到百合人工种子。
作为优选,步骤(7.1)所述悬浮培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
6-BA 1.0~3.0mg/mL、NAA 0.1~0.3mg/mL、蔗糖25~30g/L;
所述悬浮培养基的pH为5.8~6.0;
所述摇床培养为暗培养;
所述摇床培养的温度为23~27℃;
所述摇床培养的转速为90~110rpm;
所述摇床培养时每14~16d更换悬浮培养基1次;
步骤(7.1)所述固体培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
6-BA 1.0~3.0mg/mL、NAA 0.1~0.3mg/mL、蔗糖25~30g/L、琼脂7.0~7.5g/L;
所述固体培养基的pH为5.8~6.0。
作为优选,所述包埋剂以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
6-BA 1.5~2.5mg/mL、NAA 0.15~0.25mg/mL、蔗糖25~30g/L;
所述包埋剂的pH为5.8~6.0;
所述凝固剂以水为溶剂包括如下浓度的组分:海藻酸钠3~5wt%、氯化钙1.5~2.5wt%。
本发明还提供了一种提高所述的方法得到的百合人工种子萌发率的穴盘基质,包括如下质量比的组分:蛭石:椰糠:营养土为0.5~1.5:0~1.5:1.5~2.5。
本发明提供了一种百合愈伤组织培养方法与百合试管苗和百合人工种子的培养方法以及穴盘培养基,本发明的方法与现有技术的方法的优势在于:
利用本发明的方法可以得到大量的百合愈伤组织。
利用本发明培育百合人工种子的方法得到的百合人工种子可以直接播种,便于长期储存和远距离运输,避免移栽困难;与百合的组织培养方式相比,降低了生产成本,避免了频繁转接造成的污染;与田间制种相比,该方法所制备的百合人工种子不受季节限制,可以避免病菌危害。相较于百合传统的繁殖方式,本发明建立了一种高效快速的繁殖方法,为百合种苗繁育提供了一种新的途径。
具体实施方式
本发明提供了一种百合愈伤组织的培养方法,包括如下步骤:
(1)将百合珠芽接种于百合启动培养基上,得到百合苗;
(2)剪取步骤(1)所述的百合苗的叶片作为外植体,将所述的外植体接种于愈伤组织诱导培养基中,培养30~40d,得到百合愈伤组织。
在本发明中,步骤(1)所述百合珠芽为经过消毒的百合珠芽;所述消毒的试剂为酒精和/或氯化汞;所述酒精的浓度为70~80vt%,优选为75vt%;所述酒精消毒的时间为28~32s,优选为30s;所述氯化汞的浓度为0.08~0.12wt%,优选为0.1wt%;所述氯化汞消毒的时间为5~7min,优选为6min;所述消毒的方法为:将百合珠芽用20cm2尼龙网袋装订后,洗衣粉水刷洗3遍,无菌水清洗3遍,吸干百合株芽表面水分,在超净工作台中放入酒精中消毒后,无菌水冲洗2~3遍,再放入氯化汞中消毒,无菌水冲洗2~3遍,放入接种盘中,滤纸吸干表面水分。
步骤(1)所述百合启动培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:
6-BA 1.5~2.5mg/mL,优选为2mg/mL;NAA 0.15~0.25mg/mL,优选为0.2mg/mL;蔗糖60~90g/L,优选为75g/L;琼脂7.0~7.5g/L,优选为7.25g/L;所述百合启动培养基的pH为5.8~6.0,优选为5.9;每100mL所述百合启动培养基接种百合株芽芽的量为1~3粒。
在本发明中,步骤(2)所述外植体的大小为0.4~0.6cm×0.4~0.6cm,优选为0.5cm×0.5cm;步骤(2)所述愈伤组织诱导培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:NAA 0.5~2.0mg/mL,优选为1.25mg/mL;2,4-D 0.5~2.0mg/mL,优选为1.25mg/mL;琼脂7.0~7.5g/L,优选为7.25g/L;蔗糖25~30g/L,优选为27.5g/L;所述愈伤组织诱导培养基的pH为5.8~6.0,优选为5.9。步骤(2)所述培养的时间优选为35d。
本发明还提供了利用所述的培养方法培育得到的百合愈伤组织培育百合试管苗的方法,包括如下步骤:
(4.1)将百合愈伤组织切成小块,将所述的小块接种于丛生芽诱导培养基中,培养20~30d,得到百合丛生芽;
(4.2)将百合丛生芽分成单芽后,将所述的单芽接种于生根培养基中,培养25~35d,得到百合试管苗。
在本发明中,步骤(4.1)所述小块的大小为0.3~0.5cm×0.3~0.5cm×0.1~0.3cm,优选为0.4cm×0.4cm×0.2cm;步骤(4.1)所述丛生芽诱导培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:6-BA 1.0~3.0mg/mL,优选为2.0mg/mL;NAA 0~0.2mg/mL,优选为0.1mg/mL;IAA 0~0.2mg/mL,优选为0.1mg/mL;琼脂7.0~7.5g/L,优选为7.25g/L;蔗糖45~60g/L,优选为52.5g/L;所述丛生芽诱导培养基的pH为5.8~6.0,优选为5.9。步骤(4.1)所述培养的时间优选为25d。
在本发明中,所述百合丛生芽芽长为3~5cm。在本发明中,步骤(4.2)所述生根培养基以MS培养基为基础,还包括如下浓度的组分:NAA 0.4~0.6mg/mL,优选为0.5mg/mL;琼脂7.0~7.5g/L,优选为7.25g/L;蔗糖25~30g/L,优选为27.5g/L;所述生根培养基的pH为5.8~6.0,优选为5.9;所述生根培养基中还包括浓度为0.8~1.2g/L的活性炭,优选为1.0g/L。
本发明还提供了利用所述的培养方法培育得到的百合愈伤组织培育百合人工种子的方法,包括如下步骤:
(7.1)将百合愈伤组织接种于悬浮培养基中,摇床培养28~32d,得到预培养的百合体细胞;将所述的预培养百合体细胞转接入固体培养基中,继续培养14~21d,得到百合体细胞胚;
(7.2)将步骤(7.1)所述的百合体细胞胚与包埋剂混合,得到繁殖体,将所述的繁殖体与凝固剂反应14~16min,得到百合人工种子。
在本发明中,步骤(7.1)所述悬浮培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:6-BA 1.0~3.0mg/mL,优选为2.0mg/mL;NAA 0.1~0.3mg/mL,优选为0.2mg/mL;蔗糖25~30g/L,优选为27.5g/L;所述悬浮培养基的pH为5.8~6.0,优选为5.9;所述摇床培养为暗培养;所述摇床培养的温度为23~27℃,优选为25℃;所述摇床培养的转速为90~110rpm,优选为100rpm;所述摇床培养时每14~16d更换悬浮培养基1次,优选为每15d更换悬浮培养基1次;所述更换悬浮培养基的方法为:将愈伤组织和悬浮培养基的混合液静置至悬浮液中愈伤组织团沉至瓶底后,倒掉上部2/3的上清液,再补充1/3新的悬浮培养基。
步骤(7.1)所述固体培养基以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:6-BA 1.0~3.0mg/mL,优选为2.0mg/mL;NAA 0.1~0.3mg/mL,优选为0.2mg/mL;蔗糖25~30g/L,优选为27.5g/L;琼脂7.0~7.5g/L,优选为7.25g/L;所述固体培养基的pH为5.8~6.0,优选为5.9。
在本发明中,所述包埋剂以MS培养基为基础还包括如下浓度的组分:6-BA 1.5~2.5mg/mL,优选为2.0mg/mL;NAA 0.15~0.25mg/mL,优选为0.2mg/mL;蔗糖25~30g/L,优选为27.5g/L;所述包埋剂的pH为5.8~6.0,优选为5.9;所述凝固剂以水为溶剂包括如下浓度的组分:海藻酸钠3~5wt%,优选为4wt%;氯化钙1.5~2.5wt%,优选为2.0wt%。
本发明还提供了一种提高所述的方法得到的百合人工种子萌发率的穴盘基质,包括如下质量比的组分:蛭石:椰糠:营养土为0.5~1.5:0~1.5:1.5~2.5,优选为1:1:2。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例中所述的百合珠芽来源于:贵阳市花溪区。
本发明实施例所述的MS培养基包括如下浓度的组分:硫酸铵1.32g/L、硝酸钾2.0g/L、7水硫酸镁0.36g/L、磷酸二氢钾0.17g/L、氯化钙0.44g/L、硫酸锰0.0168g/L、7水硫酸锌0.0085g/L、硼酸0.0065g/L、碘化钾0.00083g/L、钼酸钠0.00025g/L、硫酸铜0.000025g/L、氯化钴0.000025g/L、7水硫酸铁0.0278g/L、乙二胺四乙酸二钠0.0373g/L、甘氨酸0.0020g/L、盐酸硫胺素0.0004g/L、盐酸吡哆醇0.0005g/L、肌醇0.010g/L。
实施例1
构建百合试管苗
将百合珠芽用20cm2尼龙网袋装订,先用洗衣粉水涮洗3遍,然后用无菌水清洗3遍,吸干珠芽表面水分,在超净工作台里放入75%酒精消毒30s,无菌水冲洗3遍;再放入0.1%氯化汞消毒5min,无菌水冲洗2遍后,放在接种盘上,滤纸吸干百合珠芽表面水分,得到无菌百合珠芽,具体如图1所示。
取无菌百合珠芽,接种于百合启动培养基中(MS+6-BA 2mg/mL+NAA 0.2mg/mL+蔗糖90g/L+琼脂7.0g/L)中,每100mL培养基接种1粒百合珠芽,培养长出叶片得到百合苗。在培养过程中如果发现污染,可立即弃掉该瓶。将百合苗叶片剪成0.5cm×0.5cm大小的小块,作为外植体。将所述外植体分别接种于不同浓度的生长调节剂配置的愈伤组织诱导培养基中(MS+NAA 0~2.0mg/mL、2,4-D 0~2.0mg/mL+蔗糖25g/L+琼脂7.5g/L),在25℃培养室中培养35d,筛选哪个浓度的生长调节剂可以得到百合愈伤组织。结果如表2所示,成功得到的百合愈伤组织如图2所示。
表1不同生长调剂的浓度对百合愈伤组织诱导的影响
由表1可知,生长调节剂的浓度影响百合愈伤组织的形成,最优的调节剂组合为2,4-D 2.0mg/mL,NAA 1.0mg/mL。
将诱导成功的百合愈伤组织切成0.4cm×0.4cm×0.2cm的小块,将所述的小块接种于不同生长调节剂的丛生芽培养基中(MS+6-BA 1.0~3.0mg/mL+NAA 0~0.2mg/mL+IAA0~0.2mg/mL+蔗糖50g/L+琼脂7.2g/L),培养,所有培养基的pH调节为6.0。观察不同的生长调节剂对百合不定芽的诱导情况。结果如表2所示。
表2不同生长调剂及对百合不定芽的诱导情况
表2显示,处理6组得到的百合不定芽最多。可见对百合不定芽诱导最优的生长调节剂组合为6-BA 2.0mg/L+NAA 0.2mg/L。
将诱导得到的百合丛生芽分成单芽后,接种于生根培养基中(MS+NAA 0.5mg/mL+琼脂7.0g/L+蔗糖30g/L,pH为6.0)培养生根,得到百合试管苗。培养得到的百合试管苗如图3所示。
实施例2
将实施例1得到的百合愈伤组织进行悬浮培养,进而诱导体细胞胚的产生,用镊子夹取出生长旺盛的松软愈伤组织,将其接种至100mL含有悬浮培养基的锥形瓶中(所述悬浮培养基为MS+6-BA 2.0mg/mL+NAA 0.2mg/mL+蔗糖30g/L,pH5.8),并将其夹碎。接种完之后,将锥形瓶置于25℃,100rpm恒温摇床,黑暗条件下培养30d,得到预培养的百合体细胞。15d时继代一次,继代时,静置至悬浮液中细胞团沉至瓶底后,倒去上部2/3旧的上清液,补充1/3新鲜的悬浮培养基。将预培养的百合体细胞接入固体培养基(MS+6-BA 2.0mg/mL+NAA0.2mg/mL+蔗糖30g/L+琼脂7.0g/L,pH5.8)中,继续培养18d,得到百合体细胞胚。
在超净工作台上,将百合体细胞胚放入到包埋剂(MS+6-BA 2.0mg/mL+NAA 0.2mg/mL+蔗糖30g/L)中,混合均匀得到繁殖体,然后用吸管吸取繁殖体滴加到凝固剂(海藻酸钠4wt%+氯化钙2wt%+水)中反应15min,无菌水漂洗20min,终止反应,捞起晾干,固化成球后取出用蒸馏水清洗3次,即获得百合人工种子,结果如图4~5所示。每颗百合人工种子包裹一个百合体细胞胚。
实施例3
所制备得到的百合人工种子在光照培养箱里进行种子发芽试验,方法:选取20粒人工种子,重复四次(共取四组),分别均匀播入保持湿度的育苗基质上(保持基质湿润,空气湿度为75%,湿度温度保持在22±1℃,每周喷水4次,以人工种子突破种皮0.2cm以上为标准记为出芽,统计百合人工种子萌发率,萌发率=出芽的人工种子/播种总数×100%。所述穴盘播种基质为:蛭石:椰糠:营养土=1:1:2,所述基质经过高压灭菌锅灭菌后,每周向育苗基质喷洒0.3%的多菌灵溶液(3:1000比例配制)2次,播种25d后,统计百合人工种子的污染率和萌发率。结果如表3所示。穴盘培养萌发的百合如图6所示。
对比例1
所制备得到的百合人工种子在光照培养箱里进行种子发芽试验,方法:选取20粒人工种子,重复四次(共取四组),分别均匀播入保持湿度的育苗基质上(保持基质湿润,空气湿度为75%,湿度温度保持在22±1℃,每周喷水4次,以人工种子突破种皮0.2cm以上为标准记为出芽,统计百合人工种子萌发率,萌发率=出芽的人工种子/播种总数×100%。所述穴盘播种基质为营养土,所述基质经过高压灭菌锅灭菌后,每周向育苗基质喷洒0.3%的多菌灵溶液(3:1000比例配制)2次,播种25d后,统计百合人工种子的污染率和萌发率。结果如表3所示。
表3不同穴盘基质对百合人工种子萌发的影响
组别 |
污染率(%) |
萌发率(%) |
实施例3 |
25% |
71.43% |
对比例1 |
35% |
63.84% |
表3显示,实施例3的穴盘基质较仅仅利用营养土能提高百合人工种子的萌发率。
由以上实施例可知,本发明提供一种百合愈伤组织培养方法与百合试管苗和百合人工种子的培养方法以及穴盘培养基,本发明的方法与现有技术的方法的优势在于:利用本发明培育百合人工种子的方法得到的百合人工种子可以直接播种,便于长期储存和远距离运输,避免移栽困难;与百合的组织培养方式相比,降低了生产成本,避免了频繁转接造成的污染;与田间制种相比,该方法所制备的百合人工种子不受季节限制,可以避免病菌危害。相较于百合传统的繁殖方式,本发明建立了一种高效快速的繁殖方法,为百合种苗繁育提供了一种新的途径。本发明的穴盘基质较仅仅利用营养土能提高百合人工种子的萌发率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。