[發(fā)明專(zhuān)利]響應(yīng)面法優(yōu)化獲得馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910660474.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110235787A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 索玉祥;韓玉珠;牟彬;王彬;王雅平;張?jiān)?/a>;趙艷菲;馬思雯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A01H4/00
• 分類(lèi)號(hào): A01H4/00;G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專(zhuān)利事務(wù)所 22206
• 代理人: 李曉莉

響應(yīng)面法優(yōu)化獲得馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的方法屬于馬鈴薯培養(yǎng)基技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首次將響應(yīng)面法應(yīng)用在馬鈴薯組織培養(yǎng)培養(yǎng)基優(yōu)化中，在前人的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以大量元素、微量元素、鐵鹽、有機(jī)物質(zhì)為試驗(yàn)因素，以植株生長(zhǎng)狀況為響應(yīng)指標(biāo)，設(shè)計(jì)4因素5水平CCD試驗(yàn)。優(yōu)化結(jié)果表明，最優(yōu)的馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基中大量元素為MS培養(yǎng)基大量元素質(zhì)量的63％、微量元素為MS培養(yǎng)基微量元素質(zhì)量的69％、鐵鹽為MS培養(yǎng)基鐵鹽質(zhì)量的45％以及有機(jī)物質(zhì)為MS培養(yǎng)基有機(jī)物質(zhì)質(zhì)量的34％。與MS培養(yǎng)基相比，降低了40.61％的礦質(zhì)元素生產(chǎn)成本，具有很好的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于馬鈴薯培養(yǎng)基技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種響應(yīng)面法優(yōu)化獲得馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的方法。

背景技術(shù)

馬鈴薯繼代擴(kuò)繁是工廠化生產(chǎn)的重要途徑，長(zhǎng)期以來(lái)馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁主要使用MS(Murashige&Skoog，1962)培養(yǎng)基，MS培養(yǎng)基是針對(duì)煙草細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)計(jì)的，由于其無(wú)機(jī)鹽和離子濃度較高，養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和比例合適，能滿(mǎn)足大多數(shù)植物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)和生理需要，因此被廣泛應(yīng)用于組織培養(yǎng)中。

由于馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的成本較高，很難直接應(yīng)用于工廠化生產(chǎn)，這也導(dǎo)致近些年馬鈴薯脫毒苗應(yīng)用面積始終無(wú)法提高，僅為栽培面積的10％。再者，馬鈴薯繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基配方成分多，大多學(xué)者只進(jìn)行了相關(guān)方面的單因素試驗(yàn)研究，較少對(duì)MS固定培養(yǎng)基組成中的礦質(zhì)元素濃度進(jìn)行多因素研究。因此，亟需使用新型試驗(yàn)方法優(yōu)化出馬鈴薯繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基，盡可能降低其生產(chǎn)成本。宋鵬慧等研究表明，MS培養(yǎng)基中P、K元素減半對(duì)試管苗不會(huì)產(chǎn)生不良影響，且在活葉數(shù)、有效莖節(jié)數(shù)、生物量、平均根長(zhǎng)以及平均根條數(shù)方面優(yōu)于全量MS培養(yǎng)基。Abdulnour等研究表明，25％B(0.025mM/L)促進(jìn)了Ca的吸收，且不影響植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。黃萍等研究表明，MS固體培養(yǎng)基中不添加有機(jī)物質(zhì)對(duì)試管苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響無(wú)明顯差異，且降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。宋鵬慧等研究表明，選取70％不添加有機(jī)物質(zhì)的MS培養(yǎng)基適宜應(yīng)用于馬鈴薯試管苗的生產(chǎn)。

響應(yīng)面法(response surface methodology，簡(jiǎn)稱(chēng)RSM)是試驗(yàn)設(shè)計(jì)，數(shù)理統(tǒng)計(jì)和最優(yōu)化技術(shù)的一種綜合應(yīng)用。通過(guò)建立連續(xù)變量曲面模型，對(duì)影響響應(yīng)值的因素水平及其交互作用進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)比，從而可以快速有效地確定多因子系統(tǒng)的最佳條件。RSM已廣泛應(yīng)用于培養(yǎng)基組成、酶水解條件、發(fā)酵和食品制造過(guò)程。曹小紅等應(yīng)用響應(yīng)面法對(duì)Bacillusnatto TK21發(fā)酵產(chǎn)脂肽的培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化并得到了理想優(yōu)化值。郭睿等使用響應(yīng)面法優(yōu)化出殼聚糖席夫堿合成的最佳工藝條件。楊梅等試驗(yàn)表明響應(yīng)面法可以?xún)?yōu)化蘇云金芽孢桿菌LLB19發(fā)酵培養(yǎng)基，但是關(guān)于馬鈴薯繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的響應(yīng)面優(yōu)化至今未見(jiàn)報(bào)道。

因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來(lái)解決這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種響應(yīng)面法優(yōu)化獲得馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的方法用于解決現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于馬鈴薯繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的響應(yīng)面優(yōu)化至今未見(jiàn)報(bào)道的技術(shù)問(wèn)題。

響應(yīng)面法優(yōu)化獲得馬鈴薯脫毒苗繼代擴(kuò)繁培養(yǎng)基的方法，包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行，

步驟一、以MS培養(yǎng)基為基準(zhǔn)培養(yǎng)基，將MS培養(yǎng)基的大量元素、微量元素、鐵鹽和有機(jī)物質(zhì)作為4種試驗(yàn)因素，并設(shè)定這4種試驗(yàn)因素的質(zhì)量含量均為100％，各試驗(yàn)因素分別取5個(gè)小于100％的質(zhì)量含量百分比值并輸入至Design-expert 8.0.6軟件，Design-expert8.0.6軟件將4種試驗(yàn)因素各取一個(gè)質(zhì)量含量百分比值形成的培養(yǎng)基數(shù)據(jù)中隨機(jī)抽取30種，并進(jìn)行編號(hào)，形成中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)CCD試驗(yàn)設(shè)計(jì)表；

步驟二、按照步驟一的CCD試驗(yàn)設(shè)計(jì)表中顯示的數(shù)據(jù)稱(chēng)取并配置培養(yǎng)基，每種培養(yǎng)基分裝至5瓶培養(yǎng)瓶中，向培養(yǎng)瓶按照30g/L添加蔗糖，按照6g/L添加瓊脂并混合，使用1mol/L的NaOH溶液調(diào)整培養(yǎng)瓶中的pH值為5.8～6.2；