專(zhuān)利名稱(chēng)：一種植物分生組織連體嫁接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種植物分生組織連體嫁接的方法，屬植物遺傳嫁接研究應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:物種進(jìn)化是人類(lèi)賴(lài)以生存的生物多樣性源泉，域、界、門(mén)、綱、目、科、屬、種是生物分類(lèi)的基本單元。在上萬(wàn)年的物種自然進(jìn)化過(guò)程中，自然界形成了種內(nèi)一般不具備生物學(xué)隔離，容易進(jìn)行自然和人工雜交，種間一般具有生物學(xué)隔離，不易進(jìn)行自然和人工雜交的基本特性，使得種性得到穩(wěn)定的遺傳。但同時(shí)也存在一定程度不同域、界、門(mén)、綱、目、科、屬、種間的各種特殊共生、拮抗、互惠、抑制、毒性等復(fù)雜的相互作用，這些相互作用構(gòu)成了獲得性遺傳變異的一部分，遺傳與變異是進(jìn)化的內(nèi)因，也是永恒的矛盾。研究和利用植物界各種植物之間的相互作用一直是大自然對(duì)人類(lèi)的恩澤，人類(lèi)也在積極的利用這些有利的相互作用，成為這些自然現(xiàn)象的改進(jìn)者和受惠者。如人類(lèi)及真核域的各種動(dòng)物界的消化系統(tǒng)中，長(zhǎng)期寄生和共生著細(xì)菌域的各種微生物；真核域被子植物門(mén)的豆科植物長(zhǎng)期與細(xì)菌域、變形菌門(mén)、α-變形菌綱、根瘤菌目(Rhizobiales)的根瘤菌科共生，并固定空氣中的氮?dú)?，為人?lèi)省去了大量氮肥的投入和改善了土壤的肥力狀況。在果樹(shù)苗木方面普遍利用可嫁接性進(jìn)行不同屬間嫁接，進(jìn)而進(jìn)行品種改良和創(chuàng)造新產(chǎn)品。如將蘋(píng)果芽或幼枝剪下(稱(chēng)為:接穗)嫁接到梨樹(shù)的樹(shù)樁上(稱(chēng)為:砧木)，經(jīng)過(guò)選育，獲得具有一些梨風(fēng)味的蘋(píng)果新品種，接穗長(zhǎng)出的蘋(píng)果在生長(zhǎng)特性和抗逆性上具有砧木梨的一些優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)的嫁接中，因?yàn)榻铀胧请x體的一部分幼芽或小枝，一般不會(huì)通過(guò)有性生殖產(chǎn)生種子，一般認(rèn)為不產(chǎn) 生大的遺傳性變化，但有部分獲得性遺傳現(xiàn)象。如何更大幅度的發(fā)掘并利用自然界的這種共生和可嫁接性能，擴(kuò)大利用種屬有利基因的交流界限，在整個(gè)植物界打破門(mén)、綱、目、科、屬、種的生物學(xué)隔離，創(chuàng)造和促進(jìn)物種進(jìn)化，利用超遠(yuǎn)緣獲得性遺傳物質(zhì)的交流，造福人類(lèi)，是人們夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。雖然現(xiàn)代離體的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，理論上可以打破任何物種的界限，甚至進(jìn)行原核生物與真核生物不同域之間的部分基因的轉(zhuǎn)化和交流，但在離體情況下克隆基因的成本很高，再次將基因轉(zhuǎn)入受體時(shí)，存在轉(zhuǎn)基因位點(diǎn)和效果不可控性、隨機(jī)性等局限性，同時(shí)人們對(duì)離體人工轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性和基因逃逸還存在一定的顧慮，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因技術(shù)成本高，效果難確定。這些難控制和基因逃逸的風(fēng)險(xiǎn)限制了離體轉(zhuǎn)基因技術(shù)的大規(guī)模利用。因此，需要探討更加接近自然界進(jìn)化狀態(tài)的人工干預(yù)新技術(shù)，從而減小植物界生物學(xué)隔離的界限，通過(guò)嫁接芽變等辦法，在更大范圍上促使植物獲得性遺傳物質(zhì)交流和誘變，即研究植物界不同門(mén)、綱、目、科、屬、種間新的嫁接新方法
發(fā)明內(nèi)容
:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種植物分生組織連體嫁接的方法。本發(fā)明提供了植物界不同門(mén)、綱、目、科、屬、種之間通過(guò)分生組織，包括頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織的連體嫁接方法，因?yàn)楸景l(fā)明的嫁接部位不同于傳統(tǒng)的枝條嫁接，因此將本發(fā)明的接穗和砧木稱(chēng)為“類(lèi)接穗”和“類(lèi)砧木”。本發(fā)明提供的一種植物分生組織連體嫁接的方法，包括如下步驟:1、確定嫁接的目標(biāo)植物:即選擇類(lèi)接穗和類(lèi)砧木的供體植物。例如:將蘇鐵門(mén)的蘇鐵與被子植物門(mén)的芭蕉嫁接；將雙子葉植物綱的水稻或者茭白與單子葉植物綱的芭蕉或者美人蕉嫁接；將雙子葉植物綱中薔薇目的葛藤或者傘形目的人參與禾本目的水稻嫁接；將禾本科水稻與鳳梨科的菠蘿嫁接；將禾本科中稻屬的水稻與黑麥草屬的黑麥草或者甘蔗屬的甘蔗或者高粱屬的蘇丹草嫁接；用這些植物作為類(lèi)接穗或類(lèi)砧木的供體進(jìn)行任意組合，進(jìn)行連體嫁接；或者為了增加雙子葉植物綱、禾本目、禾本科、稻屬水稻種的各種功能，可以將蘇鐵門(mén)的耐旱性，單子葉植物綱野生芭蕉或者美人蕉的藥用成分功能、薔薇目葛藤植物的抗癌功能、傘形目的人參的保健功能、菠蘿的儲(chǔ)水功能、黑麥草屬的抗逆性等功能導(dǎo)入水稻，就以水稻為類(lèi)接穗，上述不同門(mén)、綱、目、科、屬的植物為類(lèi)砧木，與水稻進(jìn)行分生組織的連·體嫁接。在確定嫁接的供體植物時(shí)，類(lèi)接穗的嫁接部位在外觀形態(tài)上要小于類(lèi)砧木的嫁接部位。所述的類(lèi)接穗為自花授粉植物、異花授粉植物、常異花授粉植物和無(wú)性繁殖植物；所述的自花授粉植物為水稻、小麥、大麥；所述的異花授粉植物為玉米、高梁；所述的常異花授粉植物為棉花、甘籃型油菜；所述的無(wú)性繁殖植物為馬鈴薯、甘蔗；所述的類(lèi)接穗植物并不限于上述所列舉的植物。所述的類(lèi)砧木為自然界存在的任何植物。2、嫁接部位的選擇:嫁接的部位為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織。嫁接部位選擇的標(biāo)準(zhǔn):類(lèi)接穗和類(lèi)砧木在生長(zhǎng)時(shí)間上都處在最合適的分生組織細(xì)胞分裂旺期，嫁接部位容易操作，可以形成愈傷組織或類(lèi)似愈傷凸起，但不至于死亡，從而產(chǎn)生芽變，能夠?qū)崿F(xiàn)類(lèi)接穗與類(lèi)砧木在生長(zhǎng)極性方向(即向上生長(zhǎng)方向或向下生長(zhǎng)方向)一致的嫁接。3、連體嫁接的操作:(I)、將類(lèi)接穗和類(lèi)砧木的供體植物移栽到嫁接區(qū)域位置；(2)、選取類(lèi)砧木和類(lèi)接穗的嫁接部位，進(jìn)行固定、整理和修剪；并用消毒劑對(duì)嫁接部位進(jìn)行第一次清洗消毒；(3)、對(duì)操作用具和操作者的手及手套進(jìn)行消毒，并對(duì)嫁接部位進(jìn)行第二次消毒；(4)、根據(jù)類(lèi)接穗的大小對(duì)類(lèi)砧木的嫁接部位用相應(yīng)的不銹鋼針打孔，打孔深度到達(dá)維管束部位；對(duì)類(lèi)接穗進(jìn)行適度揉搓損傷后放入類(lèi)砧木嫁接部位打好的孔洞中；類(lèi)接穗和類(lèi)砧木的生長(zhǎng)極性方向要一致；若采用居間分生組織嫁接也必須讓類(lèi)接穗與類(lèi)砧木的居間分生組織損傷部位在同樣的生長(zhǎng)極性方向重合；(5)、第三次對(duì)嫁接部位進(jìn)行表面消毒；在嫁接部位的孔洞周?chē)翱p隙中滴入常規(guī)組織培養(yǎng)液；
(6)、對(duì)類(lèi)接穗和整體植株進(jìn)行固定，并對(duì)類(lèi)接穗和類(lèi)砧木整體植物加上薄膜或紗網(wǎng)，以防止病蟲(chóng)鳥(niǎo)害，保護(hù)嫁接的連體植株和嫁接部位正常生長(zhǎng)；所述的消毒劑為70%濃度的灑精或者20%濃度的次氯酸鈉；所述的常規(guī)組織培養(yǎng)液為MS或者B5。4、根據(jù)類(lèi)接穗植物的生殖生物學(xué)特性，進(jìn)行嫁接后代的選擇和純化；自花授粉作物如水稻直接自交結(jié)實(shí)得到穩(wěn)定的芽變株后代；異花授粉作物如玉米等和常異花授粉作物如油菜、棉花等要套袋自交獲得穩(wěn)定的芽變株后代，然后進(jìn)行芽變后代與原接穗品種的對(duì)比分析，篩選出優(yōu)良變異株供進(jìn)一步利用。5、多次嫁接:以獲得的新芽變種質(zhì)后代為類(lèi)接穗，再次與原類(lèi)砧木或者其他門(mén)、綱、目、科、屬、種的植物做類(lèi)砧木，進(jìn)行再次嫁接；多次嫁接并不受嫁接植物分類(lèi)地位的影響，可以先遠(yuǎn)緣后近緣，也可以先近緣后遠(yuǎn)緣，即可以先不同綱之間，后不同屬之間嫁接，也可以先不同種之間，后不同綱之間嫁接。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下有益效果:本發(fā)明是植物界不同門(mén)、綱、目、科、屬、種間的新的嫁接方法，并通過(guò)接穗與砧木整體植株不分離，促使芽變結(jié)實(shí)獲得嫁接后代種子，這樣在嫁接后代實(shí)現(xiàn)部分遺傳物質(zhì)的交流與變化，從而實(shí)現(xiàn)低成本和更為安全的植物界超遠(yuǎn)緣物種的物質(zhì)交流，并誘發(fā)變異。本發(fā)明將嫁接部位由傳統(tǒng)的小枝條和幼芽，改為更加幼齡的分生組織，包括頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織，因?yàn)榉稚M織具有高度的細(xì)胞分裂能力，又是器官發(fā)生和形態(tài)建成的關(guān)鍵組織，是器官和組織分化的起始點(diǎn)，所以分生組織具備了大量可逆的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和時(shí)空表達(dá)機(jī)會(huì)，決定了生長(zhǎng)發(fā)育的方向。對(duì)分生組織進(jìn)行適度人工損傷干預(yù)和連體嫁接，可以大大增加嫁接成功的機(jī)會(huì)，也就擴(kuò)大了植物界不同門(mén)、綱、目、科、屬、種之間的可嫁接界限。促使嫁接部位產(chǎn)生愈傷組織，同時(shí)也不切斷嫁接穗與母體植株的連接，由接穗方和砧木方共同為愈傷組織提供營(yíng)養(yǎng)，促使愈傷組織部位及類(lèi)似愈傷小結(jié)凸起產(chǎn)生芽變，即使新生的芽產(chǎn)生變異，并結(jié)出含變異的種子，從而創(chuàng)造接穗植物的新種質(zhì)。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例涉及的物種分類(lèi)和學(xué)名均以《維基百科-自由的百科全書(shū)》為參考依據(jù)，在分類(lèi)學(xué)上有爭(zhēng)議或者不能唯一確定其分類(lèi)地位時(shí)，選擇其上面一級(jí)確定的級(jí)別，并不限制選擇在分類(lèi)地位上有爭(zhēng)議植物做為本發(fā)明嫁接目標(biāo)的植物。在實(shí)施例中給出每個(gè)物種的種名，分類(lèi)地位列到屬級(jí)，對(duì)亞綱等亞級(jí)別分類(lèi)地位省略。在括號(hào)內(nèi)給出種和屬名的拉丁學(xué)名，并對(duì)類(lèi)接穗和類(lèi)砧木區(qū)分點(diǎn)的分類(lèi)等級(jí)在括號(hào)內(nèi)給出拉丁學(xué)名。實(shí)施例1-不同門(mén)之間嫁接:蘇鐵(Cycad):蘇鐵植物門(mén)(Cycadophyta)、蘇鐵綱、蘇鐵目、蘇鐵科、蘇鐵屬(cycas)；色蕉(M.basjoo):被子植物門(mén)(Magnoliophyta)、單子葉植物綱、姜目、色蕉科、色蕉屬(Musa)。
以蘇鐵次生根為類(lèi)接穗，以芭蕉次生根為類(lèi)砧木，進(jìn)行嫁接，獲得連體嫁接的植株，隨后連體嫁接的蘇鐵和芭蕉的植株生長(zhǎng)發(fā)生變化，蘇鐵開(kāi)始從IOOcm長(zhǎng)高到150cm，后來(lái)又變矮，目前僅剩15cm，原類(lèi)砧木芭蕉植株比臨近當(dāng)時(shí)未嫁接的植株(約150cm)矮了許多，目前僅為約100cm。對(duì)除草劑敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。色蕉蘇鐵實(shí)現(xiàn)了蘇鐵植物門(mén)(Cycadophyta)與被子植物門(mén)(Magnoliophyta)的連體嫁接。實(shí)施例2-不同綱之間嫁接:例2.1橡膠樹(shù)(H.brasiliensis):雙子葉植物綱(Magnoliopsida)、大戟目、大戟科、橡膠樹(shù)屬(Hevea)；色蕉(M.basjoo):單子葉植物綱(Liliopsida)、姜目、色蕉科、色蕉屬(Musa)。A.以橡膠樹(shù)為類(lèi)接穗，原始森林高海撥野生芭蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根嫁接，產(chǎn)生高抗白粉病、炭疽病的芽變植株，改善了橡膠樹(shù)抗病性和產(chǎn)量。B.以橡膠樹(shù)為類(lèi)接穗，原始森林高海撥野生芭蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行居間分生組織嫁接，產(chǎn)生高抗白粉病、炭疽病的芽變植株，改善了橡膠樹(shù)抗病性和產(chǎn)量。芭蕉橡膠樹(shù)對(duì)除草劑敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。例2.2油菜(B.napus L):雙子葉植物綱(Magnoliopsida)、白花菜目，十字花科、蕓苔屬(Brassica)；香蕉(M.Paradisiaca):單子葉植物綱(Liliopsida)、姜目、色蕉科、色蕉屬(Musa)。A.以油菜為類(lèi)接穗，香蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得芽變，并得到獲得性遺傳的油菜早熟與中熟香蕉油菜變異株。B.以油菜為類(lèi)接穗，香蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行莖頂端組織分生連體嫁接，獲得芽變，并得到獲得性遺傳的香蕉油菜變異株。香蕉油菜對(duì)所有除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。芭蕉橡膠樹(shù)和香蕉油菜實(shí)現(xiàn)了單子葉植物綱(Liliopsida)與雙子葉植物綱(Magnoliopsida)之間的連體嫁接。例2.3-多次嫁接:油菜(B.napus L):雙子葉植物綱(Magnoliopsida)、白花菜目，十字花科、蕓苔屬(Brassica)；

郝(別名英白，Z.1atifolia):單子葉植物綱(Liliopsida)、禾本科、郝屬(Zizania)；色蕉(M.basjoo):單子葉植物綱、姜目、色蕉科、色蕉屬(Musa)。A.以油菜為類(lèi)接穗，茭白為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得芽變，并得到獲得性遺傳的茭白油菜大莢果類(lèi)型，莢果長(zhǎng)度14cm。
B.以油菜為類(lèi)接穗，茭白為類(lèi)砧木，進(jìn)行頂端分生組織連體嫁接，獲得芽變，并得到獲得性遺傳的茭白油菜。將茭白油菜作為類(lèi)接穗，單子葉植物綱的芭蕉作為類(lèi)砧木，進(jìn)行第二次的次生根嫁接，形成17cm的巨大莢果茭白芭蕉油菜，后代因?yàn)橛筒酥仓觊g常異交重組，莢果又恢復(fù)到14cm，對(duì)異化和常異花授粉作物需要套袋自交，才能獲得穩(wěn)定的芽變后代。茭白芭蕉-油菜對(duì)所有除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。茭白芭蕉-油菜實(shí)現(xiàn)了單子葉植物綱(Liliopsida)與雙子葉植物綱(Magnoliopsida)之間的多次嫁接。實(shí)施例3-不同目之間嫁接:例3.1人參(P.ginseng):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、傘形目(Apiales)、五加科、人參屬(Panax)；水稻(0.sativa L.):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、禾本目(Poales)、禾本科、稻屬(Oryza)。A.以有芒的鄭州旱稻6號(hào)為類(lèi)接穗，吉林長(zhǎng)白山人參為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，產(chǎn)生芽變，獲得人參稻種子后代，主要特征為籽粒變圓，谷粒有芒變成無(wú)芒。B.以旱稻6號(hào)為類(lèi)接穗，吉林長(zhǎng)白山人參為類(lèi)砧木，進(jìn)行側(cè)生根分生組織連體嫁接，產(chǎn)生芽變，獲得人參稻種子后代。

人參稻對(duì)禾本目和傘形目的除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。人參稻實(shí)現(xiàn)了傘形目(Apiales)與禾本目(Poales)之間的連體嫁接，并得到獲得性遺傳的芽變后代。例3.2-多次嫁接:葛藤(P.1obata):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、薔薇目(Rosales)、豆科、葛屬(Pueraria)；水稻(0.sativa L.):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、禾本目(Poales)、禾本科、稻屬(Oryza)。以水稻旱稻6號(hào)為類(lèi)接穗，葛藤為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根嫁接。長(zhǎng)出幾個(gè)芽變，收獲到少量種子，芽變的種子后代與原水稻品種鄭州旱稻6號(hào)相比出現(xiàn)以下明顯變化(括號(hào)內(nèi)為旱稻6號(hào)數(shù)據(jù)):莖桿增高為192cm(106cm)，莖桿粗壯直徑6-7cm(4cm)、淡黃色(自然稻桿色)、節(jié)間半透明(不透明)、清晰可見(jiàn)內(nèi)膈膜(不可見(jiàn))；劍葉長(zhǎng)度66cm(49);穗長(zhǎng)35cm(25)，二次枝梗發(fā)達(dá)(很少)，穗粒數(shù)358 (156);成熟期比原接穗品種推遲10天。幼苗期葉深綠色，分蘗性強(qiáng)，寒潮低溫時(shí)葉稍不泛黃色、耐低溫，移栽大田后根系發(fā)達(dá)，耐旱力強(qiáng)，高抗主要病蟲(chóng)害和稻曲病。稻谷由長(zhǎng)芒轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)芒，稻粒由橢圓形轉(zhuǎn)變?yōu)槁蚤L(zhǎng)形，米皮變?yōu)樽厣?。葛藤稻?duì)禾本目類(lèi)和薔薇目類(lèi)的除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。葛藤稻實(shí)現(xiàn)了薔薇目(Rosales)與禾本目(Poales)之間的連體嫁接，產(chǎn)生芽變并結(jié)出獲得性芽變的水稻籽粒，稱(chēng)葛藤稻。再次改良:以葛藤稻為類(lèi)接穗，葛藤為類(lèi)砧木，進(jìn)行第二次的次生根嫁接，葛藤稻的米粒長(zhǎng)度從8_增長(zhǎng)為12_，米皮棕色轉(zhuǎn)變?yōu)樽睾谏?，株高?92cm轉(zhuǎn)變?yōu)?40cm。實(shí)施例4-先不同目，后不同種之間兩次嫁接:黑麥草(L.perenne (宿根類(lèi))或者multiflorum(多花類(lèi))):單子葉植物綱,禾本目(Poales)、禾本科、黑麥草屬(Lolium)；蒜(A.sativum):單子葉植物綱、天門(mén)冬目(Asparagales)、蔥科、蔥屬(Allium)；韭菜(A.tuberosum):單子葉植物綱、天門(mén)冬目、蔥科、蔥屬(Allium)。A.以黑麥草為類(lèi)接穗，韭菜為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得韭菜黑麥草，并進(jìn)行芽變的無(wú)性繁殖，獲得比黑麥草產(chǎn)量提高I倍的韭菜黑麥草，具有遏制魚(yú)畜類(lèi)腸炎爆發(fā)病的作用。B.以黑麥草為類(lèi)接穗，韭菜為類(lèi)砧木，進(jìn)行莖間分生組織連體嫁接，獲得韭菜黑麥草，并進(jìn)行芽變的無(wú)性繁殖，獲得韭菜黑麥草。再以韭菜-黑麥草植株為類(lèi)接穗，蒜為類(lèi)砧木，進(jìn)行第二次的次生根連體嫁接，對(duì)芽變無(wú)性繁殖，并獲得韭菜蒜-黑麥草，產(chǎn)量增加I倍，功效進(jìn)一步提高。韭菜蒜-黑麥草對(duì)禾本目和天門(mén)冬目的除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。韭菜蒜-黑麥草實(shí)現(xiàn)先禾本目(Poales)與天門(mén)冬目(Asparagales)連體嫁接,再用蒜(A.sativum)與韭菜(A.tuberosum)進(jìn)行種間嫁接。實(shí)現(xiàn)先遠(yuǎn)緣，后近緣的多次嫁接。實(shí)施例5-不同科之間嫁接:例5.1
水稻(0.sativa L):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、禾本目、禾本科(Poaceae)、稻屬(Oryza)；菠蘿(A.comosus):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、禾本目、菠蘿科(Bromeliaceae)、疲蘿屬(Ananas)。A.以水稻為類(lèi)接穗、菠蘿為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得芽變并結(jié)實(shí)，得到獲得性遺傳的菠蘿稻芽變株。B.以水稻為類(lèi)接穗、菠蘿為類(lèi)砧木，進(jìn)行居間分生組織連體嫁接，獲得芽變并結(jié)實(shí)，得到獲得性遺傳的菠蘿稻芽變株。菠蘿稻對(duì)禾本科類(lèi)除草劑敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。菠蘿稻實(shí)現(xiàn)了禾本科(Poaceae)與菠蘿科(Bromeliaceae)的連體嫁接。例5.2黃姜(C.1onga):單子葉植物綱、姜目、姜科(Zingiberaceae)、姜黃屬(Curcuma)；美人蕉(C.1ndica):單子葉植物綱、姜目、美人蕉科(Cannaceae)、美人蕉屬(Canna)。A.以黃姜為類(lèi)接穗、美人蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得芽變并無(wú)性繁殖，得到獲得性遺傳的美人蕉黃姜芽變株。B.以黃姜為類(lèi)接穗、美人蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行頂端分生組織連體嫁接，獲得芽變并無(wú)性繁殖，得到獲得性遺傳的美人蕉黃姜芽變株。C.以黃姜為類(lèi)接穗、美人蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行居間分生組織連體嫁接，獲得芽變并無(wú)性繁殖，得到獲得性遺傳的美人蕉黃姜芽變株。美人蕉黃姜芽變后代對(duì)禾本科類(lèi)和闊葉類(lèi)的除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。美人蕉-黃姜實(shí)現(xiàn)姜科(Zingiberaceae)與美人蕉科(Cannaceae)的連體嫁接。實(shí)施例6-不同屬之間嫁接:甘鹿(S.sinense):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、禾本目、禾本科、甘鹿屬(Saccharum)；稻(0.sativa L):被子葉植物門(mén)、雙子葉植物綱、禾本目、禾本科、稻屬(Oryza)。A.以旱稻6號(hào)為類(lèi)接穗，廣西甘蔗為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接產(chǎn)生芽變，獲得芽變的種子后代甘蔗稻。甘蔗稻米粒細(xì)長(zhǎng)甜糯，稻草味甜深加工后可作為魚(yú)、畜牲(豬等)的粗飼料。B.以旱稻6號(hào)為類(lèi)接穗，廣西甘蔗為類(lèi)砧木，進(jìn)行居間分生組織連體嫁接產(chǎn)生芽變，獲得芽變的種子后代甘蔗稻。甘蔗-稻對(duì)禾本 目除草劑敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。甘鹿-稻實(shí)現(xiàn)稻屬(Oryza)與甘鹿屬(Saccharum)之間的連體嫁接，并得到獲得性遺傳的甘蔗稻芽變株。實(shí)施例7-先不同目、后不同綱之間多次嫁接:黑麥草(L.perenne (宿根類(lèi))或者multiflorum(多花類(lèi))):單子葉植物綱(Liliopsida)、禾本目(Poales)、禾本科、黑麥草屬(Lolium)；蒜(A.sativum):單子葉植物綱、天門(mén)冬目(Asparagales)、蔥科、蔥屬(Allium)；橡膠樹(shù)(H.brasiliensis):雙子葉植物綱(Magnoliopsida)、大戟目、大戟科、橡膠樹(shù)屬(Hevea)。A.以黑麥草為類(lèi)接穗，蒜為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得蒜黑麥草，并進(jìn)行芽變的無(wú)性繁殖，獲得比黑麥草產(chǎn)量提高I倍的蒜黑麥草。B.以黑麥草為類(lèi)接穗，蒜為類(lèi)砧木，進(jìn)行頂端分生組織連體嫁接，獲得蒜黑麥草，并進(jìn)行芽變的無(wú)性繁殖，獲得比黑麥草產(chǎn)量提高I倍的蒜黑麥草。再以蒜-黑麥草為類(lèi)接穗，橡膠樹(shù)為類(lèi)砧木，進(jìn)行次生根嫁接，獲得增產(chǎn)2倍的橡膠-蒜黑麥草芽變后代。橡膠-蒜黑麥草芽變后代對(duì)禾本科類(lèi)和闊葉類(lèi)的除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。橡膠-蒜黑麥草實(shí)現(xiàn)先禾本目(Poales)與天門(mén)冬目(Asparagales)不同目連體嫁接，再進(jìn)行單子葉植物綱(Liliopsida)與雙子葉植物綱(Magnoliopsida)不同綱的多次嫁接。實(shí)施例8-先不同屬、后不同綱之間多次嫁接:蘇丹草(S.sudanense):雙子葉植物綱(Magnoliopsida)、禾本目、禾本科、高粱屬(Sorghum)；甘鹿(S.sinense):雙子葉植物綱(Magnoliopsida)、禾本目、禾本科、甘鹿屬(Saccharum)；色蕉(M.Paradisiaca):單子葉植物綱(Liliopsida)、姜目、色蕉科、色蕉屬(Musa)；美人蕉(C.1ndica):單子葉植物綱(Liliopsida)、姜目、美人蕉科、美人蕉屬(Canna)。A.以蘇丹草為類(lèi)接穗，甘蔗為類(lèi)砧木先進(jìn)行次生根連體嫁接，獲得芽變并對(duì)芽變進(jìn)行無(wú)性繁殖，獲得甘蔗蘇丹草，主要特征為:分裂力強(qiáng)、莖桿脆嫩、莖汁豐富、味甜，葉柔軟、適口性好，可反復(fù)輪割，高抗蚜蟲(chóng)、耐旱澇、耐貧瘠，畝產(chǎn)優(yōu)質(zhì)青飼草I萬(wàn)-1.5萬(wàn)公斤，t匕蘇丹草增產(chǎn)一倍。節(jié)間數(shù)由10節(jié)，變?yōu)?8節(jié)。B.以蘇丹草為類(lèi)接穗，甘蔗為類(lèi)砧木進(jìn)行節(jié)間分生組織連體嫁接，獲得芽變并對(duì)芽變進(jìn)行無(wú)性繁殖，獲得甘蔗蘇丹草。C.以蘇丹草為類(lèi)接穗，甘蔗為類(lèi)砧木進(jìn)行頂端分生組織連體嫁接，獲得芽變并對(duì)芽變進(jìn)行無(wú)性繁殖，獲得甘蔗蘇丹草。再以甘蔗蘇丹草為類(lèi)接穗，芭蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行第二次的次生根嫁接，獲得甘蔗-芭蕉蘇丹草。芽變株分裂力特強(qiáng)，最長(zhǎng)葉達(dá)117cm，最寬處達(dá)到10.5充滿(mǎn)，葉更柔軟，青草畝產(chǎn)更高，生理成熟 時(shí)特甜，莖汁更豐富，還有芭蕉特有的藥味，具有消水腫作用。同時(shí)以另一些甘蔗蘇丹草為類(lèi)接穗，美人蕉為類(lèi)砧木，進(jìn)行第二次的次生根嫁接，獲得甘蔗-美人蕉蘇丹草。芽變后代莖桿有美人蕉特有的白色蠟質(zhì)層，味甜，有美人蕉特有的藥味，具有止血作用。每次與芭蕉和美人蕉的連體嫁接，節(jié)間數(shù)增加8節(jié)，目前最高節(jié)間數(shù)達(dá)42節(jié)，植株高度可達(dá)3.5米以上，高抗蚜蟲(chóng)，增產(chǎn)可達(dá)3倍以上。再次將甘蔗芭蕉-蘇丹草與甘蔗美人蕉-蘇丹草進(jìn)行有性雜交，獲得同時(shí)具有甘蔗生長(zhǎng)力很強(qiáng)、消水腫和止血功能的糧食 牧草兼用型高粱。多年生不能結(jié)實(shí)的用作飼料，叫甘蔗-芭蕉-美人蕉蘇丹草，當(dāng)作魚(yú)類(lèi)飼料用于防治魚(yú)類(lèi)爛鰓、腸炎、赤皮、爛鰭、出血、水腫，肝膽綜合癥等疾病。在合適的生態(tài)條件下能結(jié)實(shí)的，其籽粒甜糯型，穗長(zhǎng)61cm，千粒重21g，最大穗干重248g，穗粒數(shù)達(dá)11810。是一種甜糯高粱，用來(lái)釀造優(yōu)質(zhì)高粱甜糯酒。獲得的交融類(lèi)復(fù)合體，對(duì)禾本科類(lèi)和闊葉類(lèi)的除草劑都敏感。對(duì)無(wú)機(jī)態(tài)氮肥、白鉀肥敏感，吸引鸚鵡取食。要做好鳥(niǎo)害防治，使用有機(jī)肥或者農(nóng)家肥或者緩釋肥，不施用敏感除草劑。甘蔗-芭蕉-美人蕉蘇丹草實(shí)現(xiàn)了雙子葉植物綱(Magnoliopsida)禾本科內(nèi)，高粱屬(Sorghum)與甘鹿屬(Saccharum)之間較近緣嫁接，然后再與單子葉植物綱(Liliopsida)的芭蕉或美人蕉進(jìn)行遠(yuǎn)緣嫁接。再將甘蔗芭蕉-蘇丹草與甘蔗美人蕉-蘇丹草進(jìn)行有性雜交，形成糧食 牧草兼用型高粱，實(shí)現(xiàn)先近緣、后遠(yuǎn)緣，再進(jìn)行有性雜交，是結(jié)合多個(gè)超遠(yuǎn)緣植物的綜合利用技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種植物分生組織連體嫁接的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)、確定嫁接的目標(biāo)植物:選擇類(lèi)接穗和類(lèi)砧木的供體植物； (2)、嫁接部位的選擇:嫁接的部位為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織； (3)、連體嫁接的操作: a、將類(lèi)接穗和類(lèi)砧木的供體植物移栽到嫁接區(qū)域位置； b、選取類(lèi)砧木和類(lèi)接穗的嫁接部位，進(jìn)行固定、整理和修剪；并用消毒劑對(duì)嫁接部位進(jìn)行第一次清洗消毒； C、對(duì)操作用具和操作者的手及手套進(jìn)行消毒，并對(duì)嫁接部位進(jìn)行第二次消毒； d、根據(jù)類(lèi)接穗的大小對(duì)類(lèi)砧木的嫁接部位用相應(yīng)的不銹鋼針打孔，打孔深度到達(dá)維管束部位；對(duì)類(lèi)接穗進(jìn)行適度揉搓損傷后放入類(lèi)砧木嫁接部位打好的孔洞中；類(lèi)接穗和類(lèi)砧木的生長(zhǎng)極性方向要一致； e、第三次對(duì)嫁接部位進(jìn)行表面消毒；在嫁接部位的孔洞周?chē)翱p隙中滴入常規(guī)組織培養(yǎng)液； f、對(duì)類(lèi)接穗和整體植株進(jìn)行固定，并對(duì)類(lèi)接穗和類(lèi)砧木整體植物加上薄膜或紗網(wǎng)，以防止病蟲(chóng)鳥(niǎo)害，保護(hù)嫁接的連體植株和嫁接部位正常生長(zhǎng)； (4)、根據(jù)類(lèi)接穗植物的生殖生物學(xué)特性，進(jìn)行嫁接后代的選擇和純化；自花授粉作物直接自交結(jié)實(shí)得到穩(wěn)定的芽變株后代；異花授粉作物和常異花授粉作物要套袋自交獲得穩(wěn)定的芽變株后代，然后進(jìn)行芽變后代與原接穗品種的對(duì)比分析，篩選出優(yōu)良變異株供進(jìn)一步利用；(5)、多次嫁接: 以獲得的新芽變種質(zhì)后代為類(lèi)接穗，再次與原類(lèi)砧木或者其他門(mén)、綱、目、科、屬、種的植物做類(lèi)砧木，進(jìn)行再次嫁接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物分生組織連體嫁接的方法，其特征在于在確定嫁接的供體植物時(shí)，類(lèi)接穗的嫁接部位在外觀形態(tài)上要小于類(lèi)砧木的嫁接部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植物分生組織連體嫁接的方法，其特征在于所述的類(lèi)接穗為自花授粉植物、異花授粉植物、常異花授粉植物和無(wú)性繁殖植物；所述的自花授粉植物為水稻、小麥、大麥；所述的異花授粉植物為玉米、高梁；所述的常異花授粉植物為棉花、甘籃型油菜；所述的無(wú)性繁殖植物為馬鈴薯、甘蔗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種植物分生組織連體嫁接的方法，其特征在于所述的消毒劑為70%濃度的灑精或者20%濃度的次氯酸鈉；所述的常規(guī)組織培養(yǎng)液為MS或者B5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物分生組織連體嫁接的方法，其特征在于提供了植物界不同門(mén)、綱、目、科、屬、種之間通過(guò)分生組織，包括頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織的連體嫁接方法，因?yàn)榉稚M織具有高度的細(xì)胞分裂能力，又是器官發(fā)生和形態(tài)建成的關(guān)鍵組織，是器官和組織分化的起始點(diǎn)，所以分生組織具備了大量可逆的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和時(shí)空表達(dá)機(jī)會(huì)，對(duì)分生組織進(jìn)行適度人工損傷干預(yù)和連體嫁接，可以大大增加嫁接成功的機(jī)會(huì)，擴(kuò)大了植物界不同門(mén)、綱、目、科、屬、種之間的可嫁接界限；通過(guò)接穗與砧木整體植株不分離，促使芽變結(jié)實(shí)獲得嫁接后代種子，在嫁接后代實(shí)現(xiàn)部分遺傳物質(zhì)的交流與變化，從而實(shí)現(xiàn)低成本和更為安全的植物界超遠(yuǎn)緣物種的物質(zhì)交流，并誘發(fā)變異，從而創(chuàng)造接穗植物的新種質(zhì)。
文檔編號(hào)A01G1/06GK103155808SQ20111042188
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者李曉方, 李志新, 曹旭樸, 曹文義, 曹旭琦 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江大學(xué)