本發(fā)明涉及一種植物組織培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及能源植物甜高粱的組織培養(yǎng)技術(shù)。
背景技術(shù):甜高粱(英文名SweetSorghum,拉丁名SorghumbicolorL.Moench)是起源于非洲熱帶大陸的高桿一年生C4草本植物,,因其生長迅速、抗逆性強(qiáng)、糖分積累快、生物學(xué)產(chǎn)量高、乙醇產(chǎn)量高、乙醇轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn),成為一種優(yōu)良的飼料作物、糖料作物和可再生的能源作物,有著“沙漠中的駱駝”的美譽(yù),被認(rèn)為是最具開發(fā)潛力的能源植物之一。在石油資源面臨枯竭的嚴(yán)峻形勢下,甜高粱作為能源作物已受到全世界的廣泛重視,近些年投入大量的人力和物力進(jìn)行研究開發(fā)?,F(xiàn)代基因工程技術(shù)尤其是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用取得了新突破。甜高粱作為世界上第五大農(nóng)作物,同時(shí)又是適應(yīng)性較強(qiáng)的能源作物,逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基因轉(zhuǎn)化的目標(biāo)能源植物之一。其中,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對甜高粱品種進(jìn)行營養(yǎng)改良、抗病蟲、低木質(zhì)素含量及高乙醇產(chǎn)率等,這些研究已成為目前的研究熱點(diǎn)并展示出良好的應(yīng)用前景。然而,與大多數(shù)禾本科植物的組織培養(yǎng)不同,甜高粱在人工誘導(dǎo)愈傷組織方面存在著很多困難,被認(rèn)為是最難進(jìn)行組織培養(yǎng)的品種之一。因而,加強(qiáng)對甜高粱愈傷組織誘導(dǎo)及再生植株的體外繁殖的研究就很有必要,這將對甜高粱新品種的培育起到很大的推動(dòng)作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于,針對上述現(xiàn)有甜高粱體外繁殖技術(shù)存在的缺陷和不足,提供一種甜高粱的體外繁殖方法,以拓寬甜高粱組織培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化的基因型范圍,以實(shí)現(xiàn)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對能源植物進(jìn)行遺傳改良,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的新突破。一種采用甜高粱種子組織培養(yǎng)快速育苗方法,按照下述步驟進(jìn)行:(1)種子處理a、將甜高粱種子在10%(v/v)NaClO中浸泡2h,期間不停攪拌;b、用蒸餾水清洗3遍后,于暗處靜置過夜;c、用10%(v/v)NaClO浸泡20min;d、在超凈工作臺(tái)中,用無菌水清洗3~5遍,將其接種在愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基上進(jìn)行愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)。(2)愈傷組織誘導(dǎo)將接種的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)箱,每天光照16h,光照強(qiáng)度1400-1500lux(勒克斯),溫度25℃±1℃,無菌條件下培養(yǎng)3~5d后,種子開始萌動(dòng),1周后開始有愈傷形成,并伴隨有新芽或者新葉的形成,誘導(dǎo)愈傷選用培養(yǎng)基為MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基,補(bǔ)充2,4-D1~3mg/L,6-BA1~3mg/L,蔗糖30g/L,脯氨酸0.7~1g/L,KH2PO41~2g/L,CuSO41~3μM,pH為5.8。(3)生芽生根培養(yǎng)4周后,在無菌條件下將新長成的愈傷組織轉(zhuǎn)移至生根培養(yǎng)基上,溫度25℃±1℃,光照16h,光強(qiáng)1500~2000lux,7~10d后開始生根,且速度較快,2周后,可將生根的甜高粱苗進(jìn)行過渡栽培。其中,步驟(3)生根培養(yǎng)基選用MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基,補(bǔ)充IAA1~3mg/L,蔗糖30g/L,脯氨酸0.7~1g/L,KH2PO41~2g/L,CuSO41~3μM,pH為5.8。通過具體的實(shí)驗(yàn)對本發(fā)明的研究方法進(jìn)行了描述,與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)果:本發(fā)明采用甜高粱種子組織培育方法,既可繁殖優(yōu)良品種,又可從種子實(shí)生苗中選取優(yōu)異的株苗用作遺傳轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),避免花費(fèi)大量金錢和精力。本發(fā)明方法可行,操作簡單,可以為人們進(jìn)行雜交育種及遺傳轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),提供了一種有效的途徑??s短了甜高粱的培養(yǎng)周期,利用正交實(shí)驗(yàn),摸索出能誘導(dǎo)甜高粱愈傷組織形成的最適激素配比,能在較大程度上促進(jìn)愈傷及生芽、生根的形成,縮短甜高粱的培養(yǎng)周期。附圖說明附圖1-7為實(shí)施例一中的實(shí)驗(yàn)效果圖。圖1培養(yǎng)3d后種子萌動(dòng);圖2培養(yǎng)2周后愈傷組織;圖3愈傷組織切塊2周后;圖4愈傷增殖3周后;圖5叢生芽的產(chǎn)生;圖6根的產(chǎn)生;圖7成苗;其中A為無菌苗轉(zhuǎn)移至營養(yǎng)土中培養(yǎng)1周,B為大花盆中培養(yǎng)2周。具體實(shí)施方式:下面結(jié)合實(shí)例和附圖詳細(xì)說明6-BA6-b芐氨基嘌吟(6-BenzylaminoPurine)NAAα-萘乙酸(1-NaPhthylaceticacid)2,4-D2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-Dichlorophenoxyaceticacid)MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基配方如下:實(shí)施例一:本發(fā)明選擇甜高粱種子為外植體,在MS培養(yǎng)基上添加不同的激素配比,誘導(dǎo)愈傷組織,分化及生根誘導(dǎo)。具體操作過程為:選取外植體選取成熟飽滿的甜高粱種子100顆。愈傷誘導(dǎo)及芽分化將種子置于培養(yǎng)皿中,采用10ml10%進(jìn)行表面消毒2h,期間置于搖床上不停攪拌;棄去次氯酸鈉,清洗干凈,用蒸餾水浸泡過夜;用10ml10%(v/v)的NaClO消毒20min,無菌條件下放入愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基中。培養(yǎng)基配方為MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基上添加2,4-D1mg/L,6-BA2mg/L,蔗糖30g/L,脯氨酸0.7~1g/L,KH2PO41~2g/L,CuSO41~3μM,pH為5.824℃,在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10~15d誘導(dǎo)獲得愈傷組織,繼續(xù)培養(yǎng)30~40d時(shí),可從愈傷組織中再生出大量的叢生芽,具體實(shí)驗(yàn)效果見圖1,圖2,圖3,圖4和圖5。經(jīng)過統(tǒng)計(jì),100顆甜高粱成熟種子誘導(dǎo)芽分化率可達(dá)到90%以上。叢生芽生根培養(yǎng)轉(zhuǎn)移分化成芽的愈傷組織至生根培養(yǎng)基上進(jìn)行生根誘導(dǎo)培養(yǎng),25℃,光照條件下培養(yǎng)15~20d,誘導(dǎo)生根,得到再生植株(圖6)。其中,生根培養(yǎng)基配方為MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基上添加IAA1.5mg/L,蔗糖30g/L,脯氨酸0.7~1g/L,KH2PO41~2g/L,CuSO40.15~0.3mg/L,pH為5.8。移栽至溫室打開培養(yǎng)瓶封口,將再生植株煉苗4~6d,移栽至溫室即可(圖7)。實(shí)施例二:本發(fā)明選擇甜高粱種子為外植體,在MS培養(yǎng)基上添加不同的激素配比及營養(yǎng)物質(zhì),誘導(dǎo)愈傷組織,分化及生根誘導(dǎo)。具體生產(chǎn)過程為:(1)選取外植體選取成熟飽滿的甜高粱種子100顆。(2)愈傷誘導(dǎo)及芽分化將種子置于培養(yǎng)皿中,采用10ml10%(v/v)的NaClO表面消毒2h,期間置于搖床上不停攪拌;棄去次氯酸鈉,清洗干凈,用蒸餾水浸泡過夜;用10ml10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)次氯酸鈉消毒20min,無菌水清洗3~5遍,無菌條件下接種到愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基中。培養(yǎng)基配方為MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基上添加2,4-D3mg/L,6-BA1.0mg/L,蔗糖30g/L,脯氨酸0.7~1g/L,KH2PO41~2g/L,CuSO41~3μM,pH為5.8。25℃,在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15~20d誘導(dǎo)獲得愈傷組織;分化培養(yǎng),30~40d時(shí),可從愈傷組織中再生出大量的叢生芽。經(jīng)過統(tǒng)計(jì),100顆甜高粱成熟種子誘導(dǎo)芽分化率只能達(dá)到65%左右。(3)叢生芽生根培養(yǎng)轉(zhuǎn)移分化成芽的愈傷組織至生根培養(yǎng)基上進(jìn)行生根誘導(dǎo)培養(yǎng),25℃,光照條件下培養(yǎng)20~30d,誘導(dǎo)生根,得到再生植株。其中,生根培養(yǎng)基配方為MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基上添加IAA2.0mg/L,蔗糖30g/L,脯氨酸0.7~1g/L,KH2PO41~2g/L,CuSO40.15~0.3mg/L,pH為5.8。(4)移栽至溫室打開培養(yǎng)瓶封口,將再生植株煉苗4~6d,移栽至溫室即可。