CN108040881A - 一种火龙果同步组培培养基及植株的培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火龙果同步组培培养基及植株的培养方法，该培养基包含以下组分：基本培养基WPM+KT+NAA+乙烯+生物炭+腐殖酸+番茄泥+稀土溶液+琼脂；用火龙果子叶节进行组织培养，乙烯诱导不定芽和不定根同步发生，打破植物组织休眠，促进芽和根的生长，同时利用硝酸盐稀土元素和生物炭，促进叶绿体的合成，提高无菌植株的呼吸作用，生物炭加快根系生长，提高了培养基的利用率，腐殖酸的加入促进了根系对硝酸盐稀土元素的吸收，从而缩短了整个培养周期，提高了植株炼苗的适应能力，缩短了整个培养周期。本发明的火龙果植株培养周期短，适应能力强，大大缩短了培养成本。

Description

一种火龙果同步组培培养基及植株的培养方法

技术领域

本发明属于植物繁殖技术领域，具体涉及一种火龙果组织培养的方法。

背景技术

火龙果具有保健作用，具有清血、降火降胆固醇的功效，常食可促进人体新陈代谢，提高免疫功能，加之其栽培较为容易，病虫害少，早结丰产，能适应干旱气候，是种极具市场开发潜力的新型水果。近年来,云南、贵州、广西、广东等省份均在大力发展火龙果的种植、加工、旅游景观等产业。在此背景下，火龙果种苗市场火爆，种苗供不应求。

目前，火龙果种苗生产的方式有种子繁殖、扦插繁殖和组培繁殖，其中组织培养是快速繁殖生产火龙果种苗的一条有效途径。现有火龙果组培快繁技术一般以火龙果茎段为外植体，经不定芽诱导、增殖和生根三个步骤完成植株再生。存在着增殖培养过程中的细胞***素使用浓度过高和整个生产周期过长（如常规三步法再生植株从外植体进瓶到瓶苗移栽需要至少110天的时间）两大缺点，由此导致的生产的种苗变异率高、质量不稳定、生产成本高等问题，严重降低了火龙果组培种苗工厂化生产效率，大大限制了其生产的规模化。也有将增殖和生根同步进行的，但这些组培方法生产的组培苗只有基根，没有气生根（气生根是指组培苗的新增侧枝上长出的根），即一株组培苗只有基根，组培苗与形成的成品苗是一对一的，一株组培苗最多只能形成一株成品苗，因此，成苗率低，生产成本较高。

发明专利CN200910311410.7，一种火龙果的组织培养方法，火龙果的成熟茎段经消毒处理，接种在MS+多效唑0.1~1.5mg/L腋芽诱导培养基上，将获得的腋芽切下转入MS+6-BA1.0~6.0mg/L+矮壮素0.1~1.5mg/L培养基上增殖，42％试管苗同步生根，直接用于移栽，移栽成活率达到95％以上；该发明方法适合工业化生产，配方效果佳，出芽快，生产出的火龙果种苗具有遗传稳定性高，可操作性强，应用价值高的优点。使火龙果能实现工厂化快速育苗，能够更有效地开发利用火龙果。

发明专利CN201410135613.6，一种提高火龙果组培苗成苗率的方法，以火龙果带刺座并保留刺座上小刺和绒毛的半木质化茎片为外植体，经不定芽诱导、同步增殖和生根成苗培养，不定芽能长出侧枝、在不定芽基部长出基根及侧枝长出气生根时，炼苗，炼苗后将苗从瓶内取出，切下带有气生根的侧枝及带有基根的主茎种植于基质中，待成活长出新根即可上盆。该方法不仅能使火龙果组培种苗生产周期短、不定芽诱导率高、增殖与生根同步、增殖系数达到5.45以上、生根率达到100%，增殖苗长势旺盛，移栽成活率达到95%以上，并且能使接种的一个不定芽长出3~4枝带气生根的侧枝，即接种的一个不定芽能繁殖出4~5株带根的成苗，火龙果组培苗成苗率提高了3~4倍。

发明专利CN201710081396.0，一种火龙果组织培养的培养基，该培养基的组分及各组分的含量如下：(1)无机营养成分：①大量元素②微量元素；(2)有机营养成分；(3)植物生长调节物质：细胞***素类6-苄基腺嘌呤 0.55mg/L、生长素类萘乙酸 0.15mg/L；(4)其他添加物：活性炭 100mg/L；(5)白糖 35g/L；(6)琼脂 3.0g/L；余量为蒸馏水。该培养基既可以培养继代苗，又同时诱导生根苗，即简化培养步骤，继代增殖培养和生根诱导培养为一步完成，大大缩短生产周期，节约成本，本发明提供了一种高效的火龙果组织培养的培养基，以解决火龙果培育过程中出现的生产周期长，生产成本高的问题。

现有技术中，火龙果组织培养的研究少之又少，组织培养周期长，火龙果生根少成活率低。

发明内容

针对现有技术中火龙果植株培养周期长，植株成活率低的问题，本发明提供一种火龙果同步组培培养基及植株的培养方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

1.一种火龙果同步组培培养基，包含有以下组分：WPM + KT 1.0~3.0mg/L + NAA 0.4~1.0mg/L + 乙烯2.0~4.0mg/L + 番茄泥35~45g/L + 琼脂6~8g/L + 稀土溶液5~15ml/L +生物炭100~120g/L + 腐殖酸10~20mg/L，pH为6.0~6.5。

乙烯能诱导不定根和芽发生，打破植物种子和芽的休眠，促进不定芽诱导生成，缩短培养时间；番茄泥富含维生素A、微量元素、蛋白质和糖类物质，不仅提供愈伤组织生长所需的营养，同时维生素A能促进细胞生长。

生物炭具有多孔结构，能降低氮素挥发，减少营养流失；生物炭能提高阳离子交换能力，从而提高培养基的活性，火龙果根系能在多孔生物炭中更快更强壮的生长，多孔结构提高了更强的氧离子交换能力，促进根系呼吸作用，从而提高植物新陈代谢能力，提高了植株的抗性。

细胞***素具有低毒性，本发明使用番茄中的维生素a促进细胞增长，降低了使用细胞***素潜在的危险性；前期组织培养促进了火龙果植株的叶绿体量和根系生长，提高了火龙果植株适应环境的能力，缩短了炼苗时间，从而缩短了整体的培养时间。

利用生物炭的性质控制愈伤组织对培养基养分的持续吸收，腐殖酸和稀土元素促进根系吸收和叶绿体的合成，生物炭多孔结构提供更多的溶氧从而促进呼吸强度，大大提高了植株的生长效率，缩短培养周期。

WPM(Woody Plant medium) 为木本植物用培养基，可以在市场上购买得到。

作为本发明的进一步改进，所述腐殖酸分子量为8000~9000D。

大分子量(>10000D)和小分子量(<9000D)的腐植酸对植物吸收硝酸盐的促进效果均强于中间分子量(9000~10000D)的腐植酸，小分子量组分能够显著刺激植物根系对硝酸根离子的吸收；腐殖酸能促进组织对稀土溶液中稀土硝酸化合物的吸收，从而促进生长。

作为本发明的进一步改进，所述稀土溶液含硝酸铈11.5~14.0%、硝酸镧6.0~8.0%、硝酸钕3.0~5.0%。

稀土元素铈、镧、钕能促进叶绿体合成，提高呼吸作用，三者协同作用，缩短了不定芽的生长时间，同时提高了愈伤组织的呼吸强度，使后期所得植株生长力强。

作为本发明的进一步改进，所述生物炭为玉米秸秆炭、玉米芯炭、花生壳炭中的一种。

玉米秸秆、玉米芯和花生壳在炭化后微孔体积成倍增加，微孔结构丰富，固定碳含量大幅提高，阳离子交换量增加，能有效调节培养基中营养物质的平衡，减少养分流失，促进根系吸收。

作为本发明的进一步改进，所述番茄泥制作方法为：取干净无病害的番茄，于榨汁机中榨汁，高压灭菌20~30min后浓缩至水分含量40%~60%，即可得到番茄泥。

含水量过高影响培养基的形态，愈伤组织在液体培养基中不利于生长，呼吸作用降低，导致发芽率和生根率低。

一种利用上述培养基进行火龙果植株的培养方法，包括以下步骤：

A.将无病虫害的火龙果子叶节（切除幼苗和部分下胚轴）在瓶中同步进行不定芽诱导和生根，得到无菌幼苗；

B.打开无菌苗瓶塞，将无菌幼苗通风和间断光照培养，得到初生植株；

C.将初生植株用清水洗去培养基后，移栽至基质中，浇透水进行管理培养，既得火龙果植株；

所述的步骤A具体如下：

（1）种苗组织的处理

取火龙果幼嫩枝条清洗干净，用75%浓度酒精处理30~60s，无菌水冲洗1~2次，切除幼苗和部分下胚轴得到3~4cm子叶节，除去髓部，再用10%~20%的NaClO和0.1%~0.5%的吐温-40灭菌15~20min，无菌水冲洗4~5次，将灭菌后的子叶节切成宽为2cm~3cm、长为3cm~4cm的小片，得到子叶节片；

（2）不定芽、根的诱导

将处理好的子叶节片接种到诱导培养基，在温度为25~30℃，光照强度为1500~3000lux，光照时间14~16h/d下培养，得到无菌幼苗；

所述的诱导培养基为WPM + KT 1.0~3.0mg/L + NAA 0.4~1.0mg/L + 乙烯2.0~4.0mg/L + 番茄泥35~45g/L + 琼脂6~8g/L + 稀土溶液5~15ml/L + 生物炭100~120g/L + 腐殖酸10~20mg/L，pH为6.0~6.5；

所述步骤B具体如下：

不定芽和不定根生长至3~5cm时，将瓶苗移至室外通风的大棚内，打开瓶塞，炼苗4~6天，待瓶苗长出2~3个刺座时，停止炼苗，得到初生植株；

所述步骤C具体如下：

将初生植株用水清洗去除培养基后，种植于生物炭：珍珠岩=2:1的基质中，在种植前对基质预先浇透水，3~5天浇一次水，保持大棚温度25~30℃，空气相对湿度40~60%，成活后得到火龙果植株。

子叶节最容易诱导不定芽发生位于与上胚轴相连的切口处，下胚轴最容易诱导不定根生长，在本发明培养基的合理配比下，不定芽和不定根能同步发生。

利用生物炭的性质控制愈伤组织对培养基养分的持续吸收，腐殖酸和稀土元素促进根系吸收和叶绿体的合成，生物炭多孔结构提供更多的溶氧从而促进呼吸强度，大大提高了植株的生长效率，缩短培养周期。

作为本发明的进一步改进，所述的炼苗先于遮光率50~75%下炼苗1~2天，再于遮光率90~95%下炼苗3~4天，炼苗结束。

本发明的有益效果：

1、本发明的培养基添加天然物质番茄泥作为营养物质，减少了细胞***素等化学物品的用量，提高了培养基的营养成分；

2、本发明利用易于芽和根诱导的火龙果子叶节进行组织培养，以番茄泥作为营养物质促进植物细胞生长，绿色天然，降低了使用细胞***素的量；稀土元素、腐殖酸和生物炭相互协同作用，促进了叶绿体的生成量，提高根系对营养的吸收，生物炭能有效控制营养物质的释放量，提高了培养基的利用率，使得不定芽和不定根同步发生，缩短了植株的培养周期，降低成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1

一种火龙果同步组培培养基，包含有以下组分：WPM + KT 1.0mg/L + NAA 0.4mg/L +乙烯2.0mg/L + 番茄泥35g/L + 琼脂6g/L + 稀土溶液5ml/L + 生物炭100g/L + 腐殖酸10mg/L，pH为6.0。

所述稀土溶液含有硝酸铈11.5%、硝酸镧6.0%、硝酸钕3.0%；所述腐殖酸分子量为8000D；所述生物炭为玉米秸秆炭；所述番茄泥制作方法为：取干净无病害的番茄，于榨汁机中榨汁，高压灭菌20min后浓缩至水分含量40%，即可得到番茄泥。

实施例2

一种火龙果同步组培培养基，包含有以下组分：WPM + KT 3.0mg/L + NAA 1.0mg/L +乙烯 4.0mg/L + 番茄泥 45g/L + 琼脂 8g/L + 稀土溶液 15ml/L + 生物炭 120g/L +腐殖酸 20mg/L，pH为6.5。

所述稀土溶液含有硝酸铈14.0%、硝酸镧8.0%、硝酸钕5.0%；所述腐殖酸分子量为9000D；所述生物炭为玉米芯炭；所述番茄泥制作方法为：取干净无病害的番茄，于榨汁机中榨汁，高压灭菌20~30min后浓缩至水分含量60%，即可得到番茄泥。

实施例3

一种火龙果同步组培培养基，包含有以下组分：WPM + KT 2.0mg/L + NAA 0.6mg/L +乙烯 3.0mg/L + 番茄泥 40g/L + 琼脂 7g/L + 稀土溶液 10ml/L + 生物炭 110g/L +腐殖酸 15mg/L，pH为6.2。

所述稀土溶液含硝酸铈13.5%、硝酸镧7.4%、硝酸钕4.0%；所述腐殖酸分子量为8500D；所述生物炭为花生壳炭；所述番茄泥制作方法为：取干净无病害的番茄，于榨汁机中榨汁，高压灭菌20~30min后浓缩至水分含量50%，即可得到番茄泥。

应用实施例4

（1）种苗组织的处理

取火龙果幼嫩枝条清洗干净，用75%浓度酒精处理30s，无菌水冲洗1次，切除幼苗和部分下胚轴得到3cm子叶节，除去髓部，再用10%的NaClO和0.1%的吐温-40灭菌15min，无菌水冲洗4次，将灭菌后的子叶节切成宽为2cm、长为3cm的小片，得到子叶节片；

（2）不定芽、根诱导

将处理好的子叶节片接种到诱导培养基，在温度为25℃，光照强度为1500lux，光照时间16h/d下培养，得到无菌幼苗；

所述的诱导培养基为实施例1制备的培养基；

（3）不定芽和不定根生长至3cm时，将瓶苗移至室外通风的大棚内，打开瓶塞，先于遮光率50%下炼苗2天，再于遮光率90%下炼苗4天，待瓶苗长出2个刺座时，炼苗结束，得到初生植株；

（4）将初生植株用水清洗去除培养基后，种植于生物炭：珍珠岩=2:1的基质中，在种植前对基质预先浇透水，3天浇一次水，保持大棚温度25℃，空气相对湿度40%，成活后得到火龙果植株。

应用实施例5

（1）种苗组织的处理

取火龙果幼嫩枝条清洗干净，用75%浓度酒精处理60s，无菌水冲洗2次，切除幼苗和部分下胚轴得到4cm子叶节，除去髓部，再用20%的NaClO和0.5%的吐温-40灭菌20min，无菌水冲洗5次，将灭菌后的子叶节切成宽为3cm、长为4cm的小片，得到子叶节片；

（2）不定芽、根诱导

将处理好的子叶节片接种到诱导培养基，在温度为30℃，光照强度为3000lux，光照时间14h/d下培养，得到无菌幼苗；

所述的诱导培养基为实施例2制备的培养基；

（3）不定芽和不定根生长至5cm时，将瓶苗移至室外通风的大棚内，打开瓶塞，先于遮光率75%下炼苗3天，再于遮光率95%下炼苗5天，待瓶苗长出3个刺座时，炼苗结束，得到初生植株；

（4）将初生植株用水清洗去除培养基后，种植于生物炭：珍珠岩=2:1的基质中，在种植前对基质预先浇透水，5天浇一次水，保持大棚温度30℃，空气相对湿度60%，成活后得到火龙果植株。

应用实施例6

（1）种苗组织的处理

取火龙果幼嫩枝条清洗干净，用75%浓度酒精处理40s，无菌水冲洗2次，切除幼苗和部分下胚轴得到4cm子叶节，除去髓部，再用15%的NaClO和0.3%的吐温-40灭菌20min，无菌水冲洗5次，将灭菌后的子叶节切成宽为3cm、长为4cm的小片，得到子叶节片；

（2）不定芽、根诱导

将处理好的子叶节片接种到诱导培养基，在温度为28℃，光照强度为2000lux，光照时间15h/d下培养，得到无菌幼苗；

所述的诱导培养基为实施例3制备的培养基；

（3）不定芽和不定根生长至4cm时，将瓶苗移至室外通风的大棚内，打开瓶塞，先于遮光率60%下炼苗2天，再于遮光率95%下炼苗4天，待瓶苗长出3个刺座时，炼苗结束，得到初生植株；

（4）将初生植株用水清洗去除培养基后，种植于生物炭：珍珠岩=2:1的基质中，在种植前对基质预先浇透水，4天浇一次水，保持大棚温度28℃，空气相对湿度50%，成活后得到火龙果植株。

应用实施例1~3火龙果植株生长情况如表1。

表1 应用实施例1~3火龙果成苗效果

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种火龙果同步组培培养基，其特征在于，包含有以下组分：WPM + KT 1.0~3.0mg/L+ NAA 0.4~1.0mg/L + 乙烯2.0~4.0mg/L + 番茄泥35~45g/L + 琼脂6~8g/L + 稀土溶液5~15ml/L + 生物炭100~120g/L + 腐殖酸10~20mg/L，pH为6.0~6.5。

2.根据权利要求1所述的一种火龙果同步组培培养基，其特征在于，所述腐殖酸分子量为8000~9000D。

3.根据权利要求1所述的一种火龙果同步组培培养基，其特征在于，所述稀土溶液含硝酸铈11.5~14.0%、硝酸镧6.0~8.0%、硝酸钕3.0~5.0%。

4.根据权利要求1所述的一种火龙果同步组培培养基，其特征在于，所述生物炭为玉米秸秆炭、玉米芯炭、花生壳炭中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种火龙果同步组培培养基，其特征在于，所述番茄泥制作方法为：取干净无病害的番茄，于榨汁机中榨汁，高压灭菌20~30min后浓缩至水分含量40%~60%，即可得到番茄泥。

6.一种利用权利要求1~5任一所述的火龙果同步组培培养基进行植株的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）种苗组织的处理

取火龙果幼嫩枝条清洗干净，用75%浓度酒精处理30~60s，无菌水冲洗1~2次，切除幼苗和部分下胚轴得到3~4cm子叶节，除去髓部，再用10%~20%的NaClO和0.1%~0.5%的吐温-40灭菌15~20min，无菌水冲洗4~5次，将灭菌后的子叶节切成宽为2cm~3cm、长为3cm~4cm的小片，得到子叶节片；

（2）不定芽、根的诱导

将处理好的子叶节片接种到诱导培养基，在温度为25~30℃，光照强度为1500~3000lux，光照时间14~16h/d下培养，得到无菌幼苗；

所述的诱导培养基为WPM + KT 1.0~3.0mg/L + NAA 0.4~1.0mg/L + 乙烯2.0~4.0mg/L + 番茄泥35~45g/L + 琼脂6~8g/L + 稀土溶液5~15ml/L + 生物炭100~120g/L + 腐殖酸10~20mg/L，pH为6.0~6.5；

（3）不定芽和不定根生长至3~5cm时，将瓶苗移至室外通风的大棚内，打开瓶塞，炼苗4~6天，待瓶苗长出2~3个刺座时，停止炼苗，得到初生植株；

（4）将初生植株用水清洗去除培养基后，种植于生物炭：珍珠岩=2:1的基质中，在种植前对基质预先浇透水，3~5天浇一次水，保持大棚温度25~30℃，空气相对湿度40~60%，成活后得到火龙果植株。

7.根据权利要求所述的火龙果同步组培培养基进行植株的培养方法，其特征在于，所述的炼苗先于遮光率50~75%下炼苗1~2天，再于遮光率90~95%下炼苗3~4天，炼苗结束。