[發(fā)明專利]誘導(dǎo)植物形成儲(chǔ)藏根的培養(yǎng)基和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010134201.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN113331051A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;吳曉運(yùn);張博倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心
• 主分類號(hào): A01H4/00
• 分類號(hào): A01H4/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陶啟長(zhǎng);韋東

本發(fā)明提供一種植物培養(yǎng)基，包含基礎(chǔ)培養(yǎng)基、0.05mg/L?0.2mg/L的6?BA、任選的NAA、任選的蔗糖和任選的茉莉酸類化合物，所述茉莉酸類化合物是茉莉酸或其衍生物。所述植物培養(yǎng)基用于形成植物儲(chǔ)藏根。本發(fā)明還提供誘導(dǎo)植物形成儲(chǔ)藏根的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物培養(yǎng)領(lǐng)域，具體涉及誘導(dǎo)植物形成儲(chǔ)藏根的培養(yǎng)基和方法。

背景技術(shù)

儲(chǔ)藏根是塊根類作物的重要器官，其生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)直接決定了作物的產(chǎn)量和生產(chǎn)力。然而目前為止，對(duì)塊根類作物的儲(chǔ)藏根發(fā)育過程仍知之甚少。研究的主要難點(diǎn)在于儲(chǔ)藏根為植物的地下器官，不利于直接連續(xù)的觀察；且田間環(huán)境不穩(wěn)定，研究受環(huán)境因素干擾較大。

試管苗培養(yǎng)作為保存植物種質(zhì)的重要方法，具有無污染，環(huán)境穩(wěn)定，便于觀察等優(yōu)點(diǎn)。誘導(dǎo)試管苗儲(chǔ)藏根的形成不僅有利于展開對(duì)儲(chǔ)藏根發(fā)育的研究，還有望縮短作物的生長(zhǎng)周期，提高作物的年產(chǎn)量。木薯和甘薯作為典型的塊根類作物，是研究試管苗形成儲(chǔ)藏根的理想材料。

在木薯中，已有誘導(dǎo)試管苗形成儲(chǔ)藏根的相關(guān)報(bào)道。2007年Medina等發(fā)表的論文首次報(bào)導(dǎo)了在木薯試管苗中誘導(dǎo)類似儲(chǔ)藏根的器官。該方法使用MS加入5％蔗糖，0.54μMNAA和0.44μMBAP以及0.75％瓊脂(pH5.8)作為誘導(dǎo)培養(yǎng)基，5-8mm長(zhǎng)的木薯試管苗莖段作為誘導(dǎo)材料。誘導(dǎo)培養(yǎng)6-9天后，木薯根開始膨大并積累淀粉。該方法的缺點(diǎn)是誘導(dǎo)的根膨大程度不夠，相對(duì)于須根，誘導(dǎo)根增大不明顯。雖然根能積累淀粉，但僅存在初生結(jié)構(gòu)，與自然生長(zhǎng)狀態(tài)下儲(chǔ)藏根的組織結(jié)構(gòu)有較大差異。2011年，F(xiàn)an等對(duì)方法進(jìn)行了改進(jìn)并探究培養(yǎng)基各組分的作用。此方法使用的培養(yǎng)基為MS加6％蔗糖，0.5mg/L NAA，0.5mg/LBA(pH5.8)。盡管此方法誘導(dǎo)的根直徑有所增大，生長(zhǎng)時(shí)間縮短，根更接近自然膨大狀態(tài)，但依然只存在初生生長(zhǎng)，并未出現(xiàn)次生結(jié)構(gòu)，根的后期生長(zhǎng)亦受到限制。在甘薯中，早在1997年就發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)基中施加一定劑量的TIBA(2,3,5-三碘苯甲酸)或環(huán)丙嘧啶醇能夠誘導(dǎo)甘薯根的微弱膨大，但未形成成熟體系。

儲(chǔ)藏根發(fā)育是一個(gè)由激素調(diào)控的復(fù)雜過程，是從初生生長(zhǎng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇紊L(zhǎng)，從而積累淀粉的過程。以往方法僅使試管苗根中的淀粉積累，并未形成次生結(jié)構(gòu)，未獲得木薯根從膨大向真正儲(chǔ)藏根形態(tài)建成的過程。本領(lǐng)域仍需要誘塊根類作物試管苗形成儲(chǔ)藏根的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明改良試管苗誘導(dǎo)的條件，使試管苗形成的膨大根更接近自然狀態(tài)，同時(shí)成功誘導(dǎo)試管苗形成膨大根，初步建立塊根類作物試管苗形成儲(chǔ)藏根的方法。

本文第一方面提供一種植物培養(yǎng)基，包含基礎(chǔ)培養(yǎng)基、0.05mg/L-0.2mg/L的6-BA、NAA、蔗糖和任選的茉莉酸類化合物，所述茉莉酸類化合物是茉莉酸或其衍生物。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)培養(yǎng)基包含植物生長(zhǎng)所需的無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物、維生素和氨基酸。無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物包括：氮源例如硝態(tài)氮或銨態(tài)氮，磷例如磷酸鹽，硫例如硫酸鹽，鉀例如鉀鹽，鈣例如鈣鹽，鈉例如鈉鹽，鎂例如鎂鹽，氯例如氯化物，微量元素。其中微量元素包括：硼、碘、錳、鋅、鉬、銅、鈷、鐵。維生素包括維生素B1、維生素B6、生物素、煙酸、肌醇。氨基酸可為甘氨酸。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述植物培養(yǎng)基還包含基質(zhì)。所述基質(zhì)為凝固劑(例如瓊脂)、草炭土和/或蛭石。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述基礎(chǔ)培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基、B5培養(yǎng)基或N6培養(yǎng)基。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述植物培養(yǎng)基包含0.5-100μg/L的NAA，0mg/L-4mg/L的茉莉酸類化合物和w/v為2-6％的蔗糖。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述植物培養(yǎng)基還包含0-5μM的CuSO₄。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，所述植物培養(yǎng)基的pH為5.8。