具体实施方式
本发明涉及一种延长小麦花药保存时间的方法,在本实施例部分,所选择的小麦穗系通过常规的育种方法所培育而得,具体为挑选籽粒饱满的小麦种子进行适期播种,以株距5cm行距20~25cm进行点播,加强田间水肥管理,特别是保证氮磷钾肥的协调供给,使小麦生长发育健壮。
在一些实施例中,当小麦挑旗以后,在小麦穗顶端露出旗叶鞘之前的1~2天进行取材,取穗时间在晴天的10:00~12:00或16:00-18:00。取材的方法为:选择没有病虫危害的麦穗,在穗下第2节处将小麦穗取下,保留上部2~3个叶片,不要将小麦穗暴露出旗叶鞘。
在一些实施例中,取穗后将小麦穗先放入硫酸纸袋中,再用另一个硫酸纸袋套住装有麦穗的纸袋口,纸袋长度与所取材料的长度稍短一些,即两个硫酸纸袋插套重叠,重叠部分以小于整个硫酸纸袋的一半为宜。然后将装有麦穗的硫酸纸袋放到塑料袋中,将塑料袋口封闭,在本实施例部分塑料袋用的自封袋。然后把塑料袋放到有盖的塑料盒中,盖上留一小通气口,塑料袋的长度要大于纸袋(存放时不可折叠),塑料盒长度大于塑料袋,塑料盒的盖要求能够透光。最后将塑料盒放到具有透光玻璃门的冷藏箱中。保存的环境条件:冷藏箱的温度变化范围为1~7.7℃,空气湿度在75%~100%之间,每天有14h左右散射光、10h左右黑暗条件下保存。
在本部分的一些实施例中提供了花药培养的具体方法:将储存的小麦材料从冷藏箱中取出后,在22~25℃的环境温度条件下放置15~20 min,将小麦叶片剪掉,从穗下节处掐断,用75%的酒精对小麦旗叶鞘进行表面消毒3~5次,在超凈工作台内放置5分钟后,剥出小麦穗接种花药到诱导培养基,30℃暗培养2天,然后在28℃暗培养直到长出愈伤组织。
在本实施例部分,所用的培养基成分如下:
6号培养基:W14大量元素+W14微量元素+W14铁盐+W14有机+2mgL–12,4-D+0.5mgL–1KT+100gL–1蔗糖+2.4gL–1植物凝胶,pH5.8;
8号培养基:N6(大量,微量,有机,铁盐)+2mgL–12,4-D+90gL–1蔗糖+2.4gL–1植物凝胶,pH5.8;
9号培养基:N6(大量,微量,有机,铁盐)+4mgL–12,4-D+90gL–1蔗糖+2.4gL–1植物凝胶,pH5.8;
10号培养基:N6(大量,微量,有机,铁盐)+2mgL–12,4-D+0.5mgL–1KT+90gL–1蔗糖+2.4gL–1植物凝胶,pH5.8;
11号培养基:N6(大量,微量,有机,铁盐)+4mgL–12,4-D+0.5mgL–1KT+90gL–1蔗糖+2.4gL–1植物凝胶,pH5.8;
12号培养基:
(1)KCl 1.475g/L,KH2PO4 0.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.1g/L;
(3)MS微量;
(4)MSFe-EDTA;
(5)B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺) 0.87g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸) 0.266g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸) 0.174g/L;
(9)Glycin(甘氨酸) 7.5mg/L;
(10)蔗糖60g/L;
(11)2,4-D2.5mg/L;
(12)KT0.5mg/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)20g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
16号培养基:
(1)KCl1.475g/L,KH2PO40.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.1g/L;
(3)MS微量;
(4)MS Fe-EDTA;
(5)B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺) 0.87g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸) 0.266g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸) 0.174g/L;
(9)Glycin(甘氨酸) 7.5mg/L;
(10)蔗糖30g/L;
(11)2,4-D 2.5mg/L;
(12)KT 0.5mg/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)35g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
17号培养基:
(1)KCl 1.475g/L,KH2PO4 0.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.1g/L;
(3)MS微量;
(4)MSFe-EDTA;
(5)B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺) 0.87g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸) 0.266g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸) 0.174g/L;
(9)Glycin(甘氨酸) 7.5mg/L;
(10)蔗糖30g/L;
(11)2,4-D 2.0mg/L;
(12)KT 0.5mg/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)35g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
18号培养基:
(1)KCl 1.475g/L,KH2PO4 0.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.1g/L;
(3)MS微量;
(4)MS Fe-EDTA;
(5)B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺) 0.87g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸) 0.266g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸) 0.174g/L;
(9)Glycin(甘氨酸)7.5mg/L;
(10)蔗糖10g/L;
(11)2,4-D 4.0mg/L;
(12)KT 0.1mg/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)35g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8
19号培养基:
(1)KCl1.475g/L,KH2PO40.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.1g/L,KH2PO4 0.2g/L;
(3)MS微量;
(4)Fe-EDTA;
(5)B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺)0.87g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸)0.266g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸)0.174g/L;
(9)Glycin(甘氨酸)7.5mg/L;
(10)蔗糖10g/L;
(11)2,4-D 4mg/L;
(12)KT 0.2mg/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)45g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
20号培养基:
(1)KCl 1.475g/L,KH2PO4 0.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.1g/L,KH2PO4 0.2g/L,CaCl2.2H2O 0.045g/L;
(3)MS微量;
(4)MSFe-EDTA;
(5)B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺)1.3g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸)0.4g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸)0.26g/L;
(9)Glycin(甘氨酸)11.25mg/L;
(10)蔗糖10g/L;
(11)2,4-D 4.0mg/L;
(12)KT 0.2mg/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)45g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
21号培养基:
(1)KCl 1.475g/L,KH2PO4 0.1g/L,MgSO4.7H2O 0.175g/L,CaCl2.2H2O 0.205g/L;
(2)NH4NO3 0.05g/L,KH2PO4 0.2g/L,CaCl2.2H2O 0.045g/L;
(3)1.2倍MS微量;
(4)1.2倍MSFe-EDTA;
(5)1.2倍B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺)1.3g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸)0.4g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸)0.26g/L;
(9)Glycin(甘氨酸)11.25mg/L;
(10)2,4-D 5.0mg/L;
(11)KT 0.2mg/L;
(12)葡萄糖(抽滤灭菌)50g/L;
(13)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
22号培养基:
(1)KCl 1.77g/L,KH2PO4 0.12g/L,MgSO4.7H2O 0.21g/L,CaCl2.2H2O 0.246g/L;
(2)NH4NO3 0.05g/L,KH2PO4 0.2g/L,CaCl2.2H2O 0.045g/L;
(3)1.2倍MS微量;
(4)1.2倍MSFe-EDTA;
(5)1.2倍B5有机;
(6)L-Glutamine(谷氨酰胺)1.3g/L;
(7)L-Asparagine(天门冬氨酸)0.4g/L;
(8)L-Arginine(精氨酸)0.26g/L ;
(9)Glycin(甘氨酸)11.25mg/L;
(10)2,4-D 5.0mg/L;
(11)KT 0.2mg/L;
(12)蔗糖10g/L;
(13)葡萄糖(抽滤灭菌)40g/L;
(14)植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
23号培养基:
KNO3 2g/L;
NH4H2PO4 0.380g/L;
CaCl2.2H2O 0.140g/L;
MgSO4.7H2O 0.2g/L;
K2SO4 0.7g/L;
MnSO4·4H2O 8mg/L;
ZnSO4·7H2O 3mg/L;
H3BO3 3mg/L;
KI 0.05mg/L;
CuSO4·5H2O 0.025mg/L;
CoCl2·6H2O 0.025mg/L;
Na2MoO4·2H2O 0.005mg/L;
烟酸0.5mg/L;
维生素·B6 0.5mg/L;
维生素B1 2mg/L;
FeSO4·7H2O 27.85mg/L;
Na2EDTA 37.3mg/L;
脯氨酸0.3g/L;
L-Glutamine(谷氨酰胺)1.0g/L;
L-Asparagine(天门冬氨酸)0.3g/L;
L-Arginine(精氨酸)0.2g/L;
Glycin(甘氨酸)0.01g/L;
蔗糖10g/L;
2,4-D 3.0mg/L;
KT 0.2mg/L;
葡萄糖(抽滤灭菌)45g/L;
植物凝胶2.4g/L;
pH5.8;
24号培养基:
KNO3 2.1g/L;
CaCI2·2H2O 0.15g/L;
MgSO4·7H2O 0.15g/L;
NH4NO3 0.3mg/L;
KH2PO4 0.6mg/L;
FeSO4·7H2O 27.85mg/L;
Na2-EDTA 37.25mg/L;
MnSO4·4H2O 11.2mg/L;
ZnSO4·7H2O 8.6mg/L;
H3BO3 6.2mg/L;
KI 0.83mg/L;
CuSO4·5H2O 0.025mg/L;
CoCl2·6H2O 0.025mg/L;
甘氨酸2mg/L;
烟酸0.5mg/L;
盐酸硫胺素1mg/L;
盐酸吡哆素0.5mg/L;
D—生物素1.5mg/L;
脯氨酸0.3g/L;
L-Glutamine(谷氨酰胺)1.0g/L;
L-Asparagine(天门冬氨酸)0.3g/L;
L-Arginine(精氨酸)0.2g/L;
蔗糖10g/L;
2.4-D 3mg/L;
KT 0.2mg/L;
葡萄糖45g/L(抽滤灭菌);
pH=5.8。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
实施例1
以冬小麦品种“科农199”为实验材料
S1取穗:2021年4月8日16:30~17:00之间取穗,从穗下第2节处取下,保留3片叶,如图1所示。
S2包装:将取下的小麦穗沿小麦长度方向装入硫酸纸袋,用另1只硫酸纸袋将纸袋口套住,两个硫酸袋底部插套重叠,如图2所示。将硫酸纸袋放到塑料袋中封口(见图3),然后将塑料袋放入塑料盒中用透明塑料盖盖上(见图4和图5)。
S3保存:将塑料盒放到4℃冷藏箱保存,如图6所示,实测温度范围1~7.7℃,湿度在75%~100%间变化,期间每天保持14h散射光和10h黑暗。
花药培养:2021年6月9日下午,小麦穗叶子未见发黄(见图7)。取出小麦穗将叶片去掉,用75%的酒精消毒5次,放置5min后,将花药接种到10种不同的诱导培养基上,30℃暗培养2天,转到28℃暗培养,2021年8月3日下午,调查出愈情况照相,具体见图8。
培养结果:实验表明,10种培养基均诱导出单倍体愈伤组织,但是在不同的诱导培养基上的出愈率不同,具体见表1,变化幅度在4.00%~19.23%。结果表明:利用实施例1保存小麦花药的方法,可以在保存62天后仍然可以诱导出小麦单倍体愈伤组织。
表1 不同培养基上小麦花药出愈率统计表
处理 |
118-1 |
118-2 |
118-3 |
118-4 |
118-5 |
118-6 |
118-7 |
118-8 |
118-9 |
118-10 |
培养基 |
C17 |
W14 |
16号 |
18号 |
19号 |
20号 |
21号 |
22号 |
23号 |
24号 |
出愈率 |
19.23% |
7.41% |
12.99% |
11.69% |
7.69% |
5.06% |
17.19% |
10.91% |
8.75% |
4.00% |
实施例2
以冬小麦品种“科农199”为实验材料
S1取穗:2021年4月7日16:30~17:00之间取穗,从穗下第2节处取下,保留3片叶。
S2包装:将取下的小麦穗沿小麦长度方向装入硫酸纸袋,用另1只硫酸纸袋将纸袋口套住。将硫酸纸袋放到塑料袋中封口,然后将塑料袋放入塑料盒中用透明塑料盖盖上。
S3保存:将塑料盒放到3.6℃冷藏箱保存,实测温度范围温度1~7.7℃,湿度在75%~100%间变化,期间每天保持14h散射光和10h黑暗。
花药培养:2021年6月2日下午,取出小麦穗在25℃环境下放置15min,将叶片去掉,用75%的酒精消毒5次,放置5min后接种小麦花药,每个处理接1培养皿(直径6cm),培养基为:6号、12号、16号、17号,分别编号50-1、50-2、50-3和50-4,在30℃暗培养2天,转到28℃暗培养,2021年8月11日,调查出愈情况照相,具体见图9。
培养结果:实验表明,花药保存56天后,4种培养基均可以诱导出伤组织,17号培养基出愈率最高可达17.07%,具体见表2,结果表明:利用实施例2保存小麦花药的方法,可以在保存56天后仍然可以诱导出小麦单倍体愈伤组织。
表2 出愈情况调查表
编号 |
50-1 |
50-2 |
50-3 |
50-4 |
出愈率 |
2.38% |
2.38% |
9.76% |
17.07% |
实施例3
以冬小麦品种“金禾9123”为实验材料
S1取穗:2021年4月17日上午10:00开始取穗,把将要露出旗叶鞘的麦穗从上部第2节取下,保留3片叶。
S2包装:将取下的小麦穗沿小麦长度方向装入硫酸纸袋,用另1只硫酸纸袋将纸袋口套住。将硫酸纸袋放到塑料袋中封口,然后将塑料袋放入塑料盒中用透明塑料盖盖上,盖上有通气孔。
S3保存:将塑料盒放到4.0℃冷藏箱保存,实测温度范围温度1~7.7℃,湿度在75%~98%,期间每天保持14h散射光和10h黑暗。
花药培养:2021年6月29日上午,取出小麦穗在26℃环境下放置20min,将叶片去掉,用75%的酒精消毒5次,放置5min后接种小麦花药,每个处理接3个培养皿(直径6cm),培养基为18号,30℃暗培养2天,转到28℃暗培养至出愈伤组织,具体见图10。
培养结果:表明利用该种保存方法经过保存73天后仍然具有诱导愈伤组织的活力。
对比例1
试验材料:金禾9123
取穗时间:2020年4月17日上午10:00,其他如实施例1中S1步骤;
包装:将麦穗装入塑料袋,放到塑料盒,即除了没有套硫酸纸袋外,其他操作如实施例1中S2步骤;
保存:2020年4月17包装后,放3.6℃玻璃门冷藏箱中保存,4月18日上午11点放到3.6℃暗培养。
花药培养:2020年5月29日下午接种,方法如实施例1,每个处理重复2次,培养基分别为6号、12号、16号、17号(编号分别为:47-1、47-2、47-3和47-4)接种后,30℃暗培养2天,以后28℃暗培养。
培养结果:保存42天后诱导仅有少量诱导出愈伤,结果见图11。
对比例2
试验材料:1800-06
取穗时间:2020年4月17日上午10:30,其他如实施例1中S1步骤;
包装:将麦穗装入塑料袋,放到塑料盒,即除了没有套硫酸纸袋外,其他操作如实施例1中S2步骤;
保存:2020年4月17包装后,放3.6℃玻璃门冷藏箱中保存,湿度、光暗交替设置如实施例1。
花药培养:2020年5月29日下午接种,方法如实施例1,6cm培养皿,每个处理重复2次,培养基分别为6号、12号、16号、17号(编号分别为:48-1、48-2、48-3和48-4)接种后,30℃暗培养2天,28℃暗培养至出愈伤组织。
培养结果:保存42天后诱导仅有少量诱导出愈伤,结果见图12。
对比例3
试验材料:1800-06
取穗时间:2020年4月18日上午10:00,其他如实施例1中S1步骤;
包装:将麦穗装入硫酸纸袋,直接放到塑料盒,即除了没有套塑料袋封口外,其他操作如实施例1中S2步骤;
保存:2020年4月18包装后,放4.0℃玻璃门冷藏箱中保存,湿度、光暗交替设置如实施例1。
花药培养:2020年6月16日下午接种,接种时叶片长有真菌,方法如实施例1,6cm培养皿,每个处理接种1次,培养基分别为6号、8号、9号、10号、11号(分别编号:52-1、52-2、52-3、52-4和52-5),接种后,30℃暗培养2天,28℃暗培养至出愈伤组织。
培养结果:保存58天接种花药没有分化出愈伤组织,结果见图13。
对比例4
试验材料:济麦22
取穗时间:2020年4月21日上午10:30,其他如实施例1中S1步骤;
包装:将麦穗装入硫酸纸袋,直接放到塑料盒,即除了没有套塑料袋封口外,其他操作如实施例1中S2步骤;
保存:2020年4月21日包装后,放5.0℃玻璃门冷藏箱中保存,湿度、光暗交替设置如实施例1。
花药培养:2020年6月22日下午接种,叶片已经变黄变干(见图14)方法如实施例1,6cm培养皿,每个处理接种1次,培养基分别为6号和18号(编号分别为:53-1和53-2)接种后,30℃暗培养2天,28℃暗培养至出愈伤组织。
培养结果:保存61天接种花药没有分化出愈伤组织,结果见图15。
对比例5
试验材料:冀麦38
取穗时间:2020年4月21日下午16:30,其他如实施例1中S1步骤;
包装:将麦穗装入硫酸纸袋,直接放到塑料盒,即除了没有套塑料袋封口外,其他操作如实施例1中S2步骤;
保存:2020年4月21包装后,放5.0℃玻璃门冷藏箱中保存,湿度、光暗交替设置如实施例1。
花药培养:2020年6月22日下午接种,叶片已经变黄较干(见图16)方法如实施例1,6cm培养皿,每个处理接种1次,培养基分别为8号、9号、18号(分别编号:54-1、54-2和54-3)接种后,30℃暗培养2天,28℃暗培养至出愈伤组织。
培养结果:保存61天接种花药没有分化出愈伤组织,结果见图17。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。