用于多花黄精薯块离体诱导和/或种质离体保存的培养基及应用转让专利
申请号 : CN202010823284.X
文献号 : CN111919748B
文献日 : 2021-08-20
发明人 : 黄宁珍 , 何金祥 , 苏江 , 付传明 , 冼康华 , 刘宝骏
申请人 : 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于多花黄精薯块离体诱导和/或种质离体保存的培养基,其特征在于,以MS培养基为基础培养基,还包括以下浓度的组分:5‑硝基愈创木酚钠0.2~0.8mg/L、蔗糖25~
35g/L、琼脂3.3~3.7g/L;所述培养基的pH为5.6~6.0。
2.一种基于权利要求1所述培养基的多花黄精薯块离体诱导方法,包括以下步骤:将多花黄精丛生芽接种于权利要求1所述的培养基中,弱光离体培养,得到带须根的多花黄精薯块;所述弱光离体培养的温度为23~33℃,光照时间为10~12h/d,光照强度为5~‑2 ‑1
15μmol·m ·s ,培养时间为30~50d;所述带须根的多花黄精薯块的直径为0.5~1.0cm,所述须根的条数为3~5条。
3.根据权利要求2所述的离体诱导方法,其特征在于,在所述多花黄精丛生芽接种前,还包括对丛生芽进行切分和去叶处理,处理后的每一个丛生芽含有1~2个芽。
4.根据权利要求2所述的离体诱导方法,其特征在于,所述丛生芽的获得方法包括:
1)以多花黄精薯块或种子为外植体,消毒后接种于初代培养基中,进行初代培养,形成初代幼苗;当外植体为多花黄精薯块时,用光照培养,所述光照培养的时间为30~40d;当外植体为种子时,用弱光培养,所述弱光培养的时间为30~180d;
2)将所得初代幼苗接种于继代培养基中,进行光照培养,得到继代丛生芽;所述继代培养的时间为25~35d。
5.根据权利要求4所述的离体诱导方法,其特征在于,步骤1)中所述初代培养基以MS培养基为基础培养基,还包括以下浓度的组分:6‑BA 1.0~3.0mg/L、IBA 0.1~0.3mg/L、GA3
4.0~8.0mg/L、蔗糖25~35g/L和琼脂3.3~3.7g/L;所述初代培养基的pH为5.6~6.0。
6.根据权利要求4所述的离体诱导方法,其特征在于,步骤2)中所述继代培养基以MS培养基为基础培养基,还包括以下浓度的组分:6‑BA 3.0~5.0mg/L、IBA 0.3~0.5mg/L、蔗糖
25~35g/L和琼脂3.3~3.7g/L;所述继代培养基的pH为5.6~6.0。
7.根据权利要求4所述的离体诱导方法,其特征在于,步骤2)中所述初代幼苗在接种前,还包括对初代幼苗进行切分和去叶处理,处理后的初代幼苗上含有1~2个芽。
8.一种基于权利要求1所述培养基的多花黄精种质离体保存的方法,包括以下步骤:采用权利要求2所述的多花黄精薯块离体诱导方法得到带须根的多花黄精薯块;将所述带须根的多花黄精薯块在权利要求1所述培养基继续培养,进行多花黄精种质离体保存。
9.根据权利要求8所述的多花黄精种质离体保存的方法,其特征在于,所述离体保存在弱光条件下进行,所述离体保存的温度为23~33℃,所述离体保存的光照时间为10~12h/‑2 ‑1
d,所述弱光的光照强度为5~15μmol·m ·s 。
10.权利要求1所述的培养基和权利要求2~7任一项所述的多花黄精薯块离体诱导方法和权利要求8或9所述的多花黄精种质离体保存的方法在多花黄精种苗组培快繁生产中的应用。
说明书 :
用于多花黄精薯块离体诱导和/或种质离体保存的培养基及
应用
技术领域
背景技术
治疗风湿痛、降血脂、降血压、降血糖、抗衰老、抗肿瘤等作用。随着多花黄精药用价值的开
发,野生资源被人为肆意挖掘,使得有限的野生资源逐渐减少,因此,通过人工栽培生产多
花黄精药材十分必要,而充足的种苗是保证人工种植成功的重要基础。
为主,不仅用种量大、繁殖效率低、大面积推广种植受制严重,同时由于薯块是多花黄精的
药用部位,这种繁殖也影响了多花黄精药材的产量。
著,但在组培苗的培养过程中需要配制多种功能的培养基对其进行培养和保存,操作步骤
繁琐,大大降低了培养和保存效率;同时其组培生根苗叶嫩株弱,存在移栽操作和栽移栽后
管理难度大的问题。
发明内容
进,得到薯块诱导、生根和种质离体保存“三合一”的培养基配方及培养条件,具有操作简
单、薯块诱导效率高、单代离体保存时间长等优点;而以薯块代替常规生根苗进行移栽,具
有出苗、洗苗、栽植和栽植后管理简单粗放,且移栽成活率高等优势。
~35g/L、琼脂3.3~3.7g/L;所述培养基的pH为5.6~6.0。
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为5~15μmol·m ·s ,培养时间30~50d;所述带须根的多花黄精薯块的直径为0.5~
1.0cm,须根的条数为3~5条。
当外植体为种子时,用弱光培养,所述弱光培养的时间为30~180d;
3.3~3.7g/L;所述初代培养基的pH为5.6~6.0。
代培养基的pH为5.6~6.0。
块;将所述带须根的多花黄精薯块在上述技术方案的培养基继续培养,进行多花黄精种质
离体保存。
离体保存的光照时间为10~12h/d,所述弱光的光照强度为5~15μmol·m ·s 。
应用。
35g/L、琼脂3.3~3.7g/L;所述培养基的pH为5.6~6.0。本发明提供的培养基,兼具薯块诱
导、生根和离体保存三种不同功能,通过本发明培养基对多花黄精组培中间体在弱光下进
行培养,可在40d内诱导形成带有3~5条须根的小薯块,由于小薯块上的芽处于半休眠状
态,而且薯块本身存储有丰富的水分及营养物质,不仅大大延长了组织培养中材料的单代
保存时间,也利于以薯块代替常规生根苗进行移栽、大大降低了移栽操作难度和栽移栽后
管理精细度。
花黄精组培中间体寿命仅2~3年。另外,在日常管理中,离体保存状态的多花黄精小薯块每
两年继代1次,即每两年配制培养基1次、接种1次;而继代培养状态的多花黄精组培中间体
两年间需要继代至少20次,即每两年配制培养基20次、接种20次。因此,本发明在延长多花
黄精种质资源有效使用寿命、减少培养基配制及接种操作次数、从而降低种质保存培养成
本的同时,还能够灵活应对种苗市场波动,是多花黄精种质资源收存和保护的重要方式。
根的小薯块,以之代替常规组培生根苗进行移栽,不仅使多花黄精移栽过程更易于操作,降
低了其种苗的生产成本,且移栽成活率比常规生根苗高,移栽成活率可达100%;另外,由于
小薯块储备了充足的营养和水分,对温度、水分和光照的变化有较强的耐受能力,耐逆性和
适应性更强,移栽季节不受限制,移栽时间可灵活安排,移栽后管理也更加方便简单,移栽
人工及水电成本明显降低。从根本上解决了常规组培生根苗移栽操作和栽移栽后管理难度
大的问题。
附图说明
片;
具体实施方式
~35g/L、琼脂3.3~3.7g/L;所述培养基的pH为5.6~6.0。
括25~35g/L蔗糖,所述蔗糖的浓度进一步优选为30g/L;本发明培养基中还包括3.3~
3.7g/L琼脂,所述琼脂的浓度进一步优选为3.5g/L。本发明对培养基中各组分的来源没有
特殊要求,采用一般市售产品即可。
同一种培养条件下,实现了薯块诱导、生根和离体保存三种不同的目的,简化了培养基的制
备过程,简单易操作,降低了人力物力成本。
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强度为5~15μmol·m ·s ,培养时间为30~50d;所述带须根的多花黄精薯块的直径为
0.5~1.0cm,所述须根的条数为3~5条。
外植体为种子时,用弱光培养,所述弱光培养时间为30~180d;
脂3.3~3.7g/L;所述初代培养基的pH为5.6~6.0。
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间为10~12h/d,光照强度为25~35μmol·m ·s ;进一步优选为温度28℃,光照时间为
‑2 ‑1
11h/d,光照强度为30μmol·m ·s 。
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间为10~12h/d,光照强度为5~15μmol·m ·s ;进一步优选为温度28℃,光照时间为
‑2 ‑1
11h/d,光照强度为10μmol·m ·s 。
述继代培养基的pH为5.6~6.0。在本发明中,所述初代幼苗在接种前,还优选包括对初代幼
苗进行切分和去叶处理,处理后的初代幼苗上含有1~2个芽。
优选为10~12h/d,更优选为11h/d,光照强度优选为25~35μmol·m ·s ,更优选为30μ
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mol·m ·s 。
处理,处理后的丛生芽上优选含有1~2个芽。本发明对丛生芽进行切分处理,能够提高原料
利用率,获得更多的能够用于移栽的带须根的多花黄精薯块。本发明对丛生芽进行去叶处
理,减少叶片对培养基营养的消耗,使培养基中的营养物质集中积累于诱导产生的不带叶
只带须根的多花黄精薯块中,而诱导形成的小薯块上的芽处于半休眠状态,便于长时间离
体保存、也便于后续的大田移栽。本发明所述弱光离体培养的温度为23~33℃,进一步优选
为28℃;所述弱光离体培养的光照时间为10~12h/d,进一步优选为11h/d;所述弱光离体培
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养的光照强度为5~15μmol·m ·s ,进一步优选为10μmol·m ·s ;所述弱光离体培养
的时间为30~50d,进一步优选为40d。本发明所述弱光培养条件更利于薯块的诱导生长和
薯块内营养物质如淀粉的积累;另外,正常的植物组织培养中的光照培养需要照明灯具,而
弱光培养不需照明灯具,仅需培养室中其它照明光源的散射光就可以,节省电能,降低成
本。
2 2
70%;所述多花黄精薯块的种植密度优选250~350块/m,进一步优选为300块/m。
优选为沙子30%、黄泥30%、腐殖土40%。本发明对移栽的时间没有特殊限制,一年四季均
可移栽;优选在气温相对较高的4月至10月移栽,移栽后培养40天,可长出叶片形成小苗;若
在气温相对较低的11月到次年3月移栽,移栽后小薯块在低温下先以休眠状态生存,直到春
季气温回升到15℃以上才长出叶片形成小苗。本发明优选将长出的小苗按常规田间管理方
法养护到秋冬季节倒苗后,得到用于大田种植的小薯块。本发明以带须根的薯块代替常规
组培生根苗移栽,使移栽过程更易于操作、移栽后也更易于管理,降低了其种苗的生产成
本。
块;将所述带须根的多花黄精薯块在权利要求1所述培养基继续弱光培养,进行多花黄精种
质离体保存。本发明所述离体保存的温度为23~33℃,进一步优选为28℃;所述弱光培养的
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光照时间为10~12h/d,进一步优选为11h/d;所述弱光培养的光照强度为5~15μmol·m ·
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s ,进一步优选为10μmol·m ·s 。
期,两者合在一起为种质离体保存期。薯块是干物质贮存器官,存有比较多的营养物质,随
着培养时间延长当培养基中的营养耗尽后,多花黄精可以凭借薯块中的营养存活比较长时
间;而且小薯块上的芽处于半休眠状态,基本上处于生长停滞状态,消耗的营养很少。两者
综合在一起,可以实现比较长时间的离体保存。图1为本发明多花黄精薯块诱导、生根和种
质离体保存图解。
定。
工作台上用体积浓度为75%的乙醇浸泡60s,取出后再置于质量浓度为0.1%的HgCl2中浸
泡8min,取出,无菌水清洗5次。消毒成功率和成活率:薯块36%和15%,种子81%和70%。
苗。所述的初代培养基配方为:MS+6‑BA 2.0mg/L+IBA 0.2mg/L+GA36.0 mg/L+蔗糖30g/L+
琼脂3.5g/L(pH 5.8)。所述的光照培养条件为:温度为28±2℃,光照时间为11h/d,光照强
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度为30±2μmol·m ·s ;所述的弱光培养条件为:温度为28±2℃,光照时间为11h/d,光
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照强度为10±2μmol·m ·s 。用上述方法,薯块外植体培养40d,初代芽幼苗诱导率15%。
用上述方法,种子外植体培养30~180d,种子陆续萌发,发芽率70%;种子萌发时间跨度大,
萌发比较快的种子所需时间30d,萌发比较慢的种子所需时间180d。
IBA 0.4mg/L+蔗糖30g/L+琼脂3.5g/L(pH 5.8);光照培养条件为:温度为28±2℃,光照时
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间为10‑12h/d,光照强度约30±2μmol·m ·s 。用上述方法继代增殖,芽苗健壮,增殖系
数5.6/30d。在继代增殖前6代,以块茎为外植体培育得到的多花黄精继代苗,生长和增殖速
度慢于以种子为外植体培育得到的多花黄精继代苗;继代增殖6代之后,两者生长和增殖速
度趋于一致。图2为薯块培养得到的继代丛生苗,图3为种子得到的继代丛生苗。
薯块,见图4。所述的弱光培养条件为:温度为28±2℃,光照时间为11h/d,光照强度为10±2
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μmol·m ·s 。用上述方法进行薯块诱导,培养40d薯块诱导率100%,每个薯块有须根3~
5条,小薯块平均直径1.0cm。
件下保存720天,存活率100%,保存后的薯块再生和增殖能力未受影响。所述的常温弱光培
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养条件为:温度为28±2℃,光照时间为11h/d,光照强度为10±2μmol·m ·s 。用上述方
法进行种质离体保存,成活率100%,离体保存760d(薯块诱导40d+后续保存720d)的带须根
的多花黄精薯块见图5,将图5的材料再次继代其增殖和生长良好。
铺有松软移栽基质的苗床上,再盖上2cm厚的移栽基质,保持苗床湿度;其中,所述的移栽基
质成分含量(V/V)为:沙子30%,黄泥30%,腐质土40%。于5月份进行移栽,移栽后培养约40
天,长出叶片形成小苗(图6),成活率100%。将长出的小苗按常规田间管理方法养护到秋冬
季节倒苗后,得到用于大田种植的小薯块(图7)。
s 。
未受影响;诱导形成的小薯块用于移栽,成活率100%。
·s 。
未受影响;诱导形成的小薯块用于移栽,成活率100%。
受影响;诱导形成的小薯块用于移栽,成活率100%。
响;诱导形成的小薯块用于移栽,成活率100%。
响;诱导形成的小薯块用于移栽,成活率100%。
响;诱导形成的小薯块用于移栽,成活率100%。
续常温弱光离体保存760d,成活率为0。将诱导形成的小薯块进行移栽,移栽成活率98%。
块的生根苗,不转接继续常温弱光离体保存,多数小苗仅能存活90d,之后全部死亡。将诱导
形成的小薯块进行移栽,移栽成活率93%。
根苗,不转接继续常温弱光离体保存,多数小苗仅能存活90d,之后全部死亡。将诱导形成的
小薯块进行移栽,移栽成活率92%。
mol·m ·s ;
成分含量(V/V)为:沙子30%,黄泥30%,腐质土40%,洗苗和移栽过程尽量避免嫩叶损伤造
成死苗;移栽完成后用多菌灵50%可湿性粉剂500倍液浇淋,防止移栽过程所造成的伤口染
菌而导致死亡;之后根据天气情况浇水保湿,培养40d。
的移栽成活率90%,且洗苗移栽时须小心操作以避免嫩叶损伤造成死苗,移栽后须用杀菌
剂以防感染,苗床的水分管理要求更加细致,每平方米苗床栽苗仅120株左右,移栽时间局
限于气候比较温和的季节,与实施例1相比,移栽效率低,管理成本高。
琼脂3.5g/L,pH 5.8。
薯块诱导和生根效率高,种质单代保存时间长,不论是在种质保存或组培苗移栽方面,均降
低了人力物力成本。解决了常规组培生根苗移栽操作和栽移栽后管理难度大的问题,同时
可灵活应对市场波动对种苗组培生产的冲击和影响。
实施例都属于本发明保护范围。