[發明專利]楓香屬植物體胚培養成苗的方法及楓香屬植物的繁殖方法

有效

• 申請號: 202010150612.4
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111226794B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 孔立生;張金鳳;趙健;李珊珊;劉次次;皮晨;齊帥征;張炎;范英明
• 申請（專利權）人: 北京林業大學;神舟綠鵬農業科技有限公司
• 主分類號: A01H4/00
• 分類號: A01H4/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 喻蓉

本發明公開了一種楓香屬植物體細胞胚胎(簡稱體胚)培養成苗的方法及楓香屬植物繁殖方法，屬于林木組培技術領域，該成苗方法對楓香屬植物的成熟體胚進行液體培養(體胚的液體懸浮萌發培養、浸潤式萌發培養)。采用本發明方法對楓香屬植物的成熟體胚進行液體培養，促使楓香屬植物成熟體胚在液體培養基中迅速萌發，形成無菌體胚苗，可以在短時間內利用生物反應器生產大量的體胚苗。本發明方法的成苗效率高，操作方法簡便，出苗整齊一致、移栽成活率較高，便于養護管理。整個生產過程能節約人力，降低成本，且可以不受季節限制，持續獲得再生植株，特別適用于楓香苗木產業化生產。

技術領域

本發明涉及一種植物組織培養的方法，特別涉及楓香屬植物成熟體細胞胚胎(簡稱體胚)經過液體懸浮培養成成苗的方法，屬于林業行業中的林木組培技術領域。

背景技術

楓香屬(Liquidambar spp.)樹種是世界性重要林業資源，特別是楓香(L.formosana)和北美楓香(L.styraciflua)，二者具有較高經濟價值、觀賞價值和生態價值，且二者雜交獲得的雜交楓香具有雜種優勢。

楓香屬離體器官再生繁殖方法的研究眾多。在諸多無性離體繁殖方法中，體胚技術具有徹底幼化，繁殖效率高等特點，因此受到廣泛重視。近年來，Sommer和Brown利用北美楓香胚軸切段進行體胚誘導，隨后美國佐治亞大學Merkle團隊分別用北美楓香和雜交楓香未成熟胚和花序成功建立了北美楓香和雜交楓香體胚發生體系，完成對胚性愈傷組織的懸浮培養，以及胚胎同步化發育的研究(Merkle,Neu et al.1998；Vendrame,Holliday etal.2001；Merkle,Battle et al.2003)。

楓香屬植物的體胚可以在固體培養基上成熟(Merkle,Battle et al.2003)，也可以在液體培養基里成熟(Kong,Zhang et al.2019)。植物的液體培養具有很多優點，是工業化生產中不可或缺的方法。液體培養基制作及液體培養技術過程相對簡單。需要較少的人工同時也會省去購買培養基固化劑的成本。在放置植物材料時，過程相對簡單，人工較少。植物的液體培養還有一個極大的優勢，就是可以使用生物反應器，從而能極大的提高生產效率，降低成本。

雖然楓香屬離體器官再生繁殖方法的研究眾多，而且在眾多的無性離體繁殖方法的研究中，都著重研究體胚技術的徹底幼化和體胚的高效率繁殖，然而楓香屬植物的成熟體胚都必須在固體萌發培養基上經過固體培養，萌發長成無菌小苗。萌發培養基的固化是因為添加了培養基固化劑，如植物凝膠，褐藻膠等。在制備固體培養基時，需要在其冷卻凝固前倒入容器(如培養皿，培養瓶)中。待培養基冷卻凝固后，將植物體胚均勻地放置在固體培養基上。固體萌發培養由于操作過程較復雜，需要較多的人工，同時污染的機率也較大，導致楓香屬植物組培無菌小苗萌發率低；另外在固體培養基上成熟體胚再分化、生根形成的組培苗容易根部相連，不利于體胚苗的移栽、分離；而且固體培養過程中接種的體胚少，不能大量、快速繁殖，不利于工業化生產。

由于現有的固體、半固體培養轉化成苗的方法培養步驟較多，且不能使用生物反應器，因而需要較多的人工。同時制作固體培養基的過程較復雜，培養基凝固劑的質量難以控制，而影響培養基質量。另外，培養基凝固劑的使用必然增加生產成本。

楓香屬植物成熟體胚液體培養成苗的方法之前未見報道。這是因為植物液體培養成苗時，體胚不易萌發且萌發的小苗極易玻璃化，而玻璃化的小苗成活率非常低。所以一般液體培養只用于胚胎萌發的前期處理，作用是讓胚胎吸水伸長，這種處理一般用浸潤式生物反應器進行。吸水伸長后胚胎的后續萌發轉化成苗過程，還需要在固體萌發培養基上進行。在植物組織培養中，液體懸浮培養成苗的方法極為少見，這是因為在懸浮培養的過程中，很多種植物的小苗易受到培養過程中的物理性損傷。

發明內容