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一种油梨未成熟胚的体外拯救方法


技术摘要:
本发明提供一种拯救油梨未成熟胚的方法,该方法包括:收集未成熟的油梨杂交果实,从消毒后的果实中剥离出未成熟的合子胚;根据合子胚的成熟度,选择不同的培养基中促使合子胚的成熟;油梨种胚发芽后,在光照条件下长成正常的植株。本发明提供了一种油梨未成熟胚的体外  全部
背景技术:
油梨杂交育种是创造遗传变异、改良遗传特性,培育优良植物新品种的主要技术。 通过油梨的种间杂交,可以将同一物种内的两个或多个优良性状集中在一个新品种中。另 外,种间杂交还可以产生杂种优势,获得比亲本品种更强或表现更好的新品种。 然而,油梨幼果具有很高的脱落率。利用杂交方法进行杂交,杂交的果实会大量落 果,能正常在树上发育的很少,导致油梨杂交培育材料巨大丢失,这也是油梨杂交育种中存 在的重大难题。本发明就这一难题进行了研究,提出一种解决脱落的杂交油梨果实合子胚 拯救成熟的方法,从而有效提高杂交油梨合子胚的成活率,提高油梨杂交成功率,拯救杂交 后代,减少了杂交后代丢失,保证杂交群体的遗传完整性,为油梨杂交育种和遗传研究等提 供关键技术。
技术实现要素:
针对现在技术中存在的问题,本发明提供一种利用未成熟胚进行体外培养,从脱 落的油梨果实中培养出成熟的油梨种子胚胎的方法。拯救后的油梨种子可以发芽并生长成 正常的杂交油梨植株。 在本发明中,“种胚”、“合子胚”、“胚体”均是指本发明的方法所拯救的核心对象, 在本发明的语境下,这些术语可以互换。在不同的具体语境下,采用不同的术语。 本发明的拯救未成熟的油梨种胚方法使用到的培养基包括: (1)基础培养基 基础培养基是种胚萌发的基础营养液,由大量元素、微量元素、铁盐、有机成分组 成; (2)萌发培养基 萌发培养基是种胚萌发的营养液,由基础培养基 6-苄胺基嘌呤(6-BA) 琼脂粉 蔗糖组成; (3)陪护培养基 对于成熟度低于80%的油梨种胚,由于成熟度低,因此需要采用陪护培养基进行 人工促进种胚的生长;陪护培养基由全强度或半强度的基础培养基 酪蛋白水解物或谷氨 酸 琼脂粉 蔗糖组成。 如图1所示,本发明的方法包括以下步骤: (1)外植体前处理 收集未成熟的油梨落果,从消毒后的果实中剥离出未成熟的合子胚; 根据实践经验,判断合子胚的成熟度;对于胚成熟度为80%-100%的合子胚,直接 8 CN 111543319 A 说 明 书 2/11 页 萌发培养;对于成熟度为80%以下的合子胚,则先进行陪护培养至80-100%的成熟度,然后 再进行萌发培养; (2)根据配方配制基础培养基、陪护培养基和萌发培养基; 其中,基础培养基的配方为: 陪护培养基的配方a、b、c、d、e和f的配方如下: a.半强度的基础培养基 300~500mg/L酪蛋白水解物 9 CN 111543319 A 说 明 书 3/11 页 8~12%椰子水 8~12%蔗糖 1~3g/L琼脂粉;以及 b.半强度的基础培养基 300~500mg/L谷氨酰胺 8~12%椰子水 8~12%蔗糖 1-3g/L琼脂粉 c.半强度的基础培养基 300-500mg/L酪蛋白水解物 8-12%椰子水 4-6%蔗糖 2-4g/L琼脂粉;以及 d.半强度的基础培养基 300-500mg/L谷氨酰胺 8-12%椰子水 4-6%蔗糖 2-4g/L琼脂粉; e.基础培养基 300-500mg/L酪蛋白水解物 8-12%椰子水 2-4%蔗糖 4-6g/L琼脂粉;以及 f.基础培养基 300-500mg/L谷氨酰胺 8-12%椰子水 2-4%蔗糖 4-6g/L琼脂粉; 分别根据陪护培养基a、b、c、d、e和f的配方,将椰子水以外的各个成分加到容器 中,搅拌,然后将各个培养基的pH调节至5.5-6.5,将培养基进行灭菌、冷却处理后,将过滤 并灭菌后的椰子水加入冷却的灭菌培养基中,得到陪护培养基a、b、c、d、e和f; 萌发培养基的配方为: 基础培养基 2.0-4.0μM  6-苄胺基嘌呤(6-BA) 4-8g/L琼脂粉 2.5-3.5%蔗糖; (3)初始陪护培养基的选择 根据不同的合子胚的成熟度选择相应的陪护培养基的配方; 对于授粉后100天内的种胚,选择陪护培养基a或b中的任意一种作为初始陪护培 10 CN 111543319 A 说 明 书 4/11 页 养基; 对于授粉后100天至200天的种胚,选择陪护培养基c或d中的任意一种作为初始陪 护培养基; 对于授粉后200天之后的种胚,选择陪护培养基e或f中的一种作为初始陪护培养 基。另外,对于授粉后200天之后的种胚,是比较成熟的种胚,也可以采用萌发培养基直接进 行萌发培养; (4)合子胚的陪护培养以及陪护培养基的选择和更换 在合子胚的前心形期,采用陪护培养基a或b进行陪护培养(这个时间的陪护培养 也可以称为“初级陪护培养”);当将合子胚培养到鱼雷期时,更换为陪护培养基c或d进行陪 护培养(这个时间的陪护培养也可以称为“一级陪护培养”);在合子胚培养至成熟期时更换 为陪护培养基e或f进行陪护培养(这个时间的陪护培养也可以称为“陪护培养”)。 将合子胚培养至成熟期的时间设定在10周内,在这10周内,无论是合子胚属于哪 个成熟度,10周内基本都能通过陪护培养而培养至成熟期。随着合子胚成熟度的提高,需要 不断更换陪护培养基。一般地,在针对某个成熟度的合子胚采用相应的陪护培养基进行培 养,随着成熟度的提高,每隔3-4周后更换用于更高成熟度的陪护培养基。例如,在前心形采 用陪护培养基a进行陪护培养,经过3-4周后,合子胚发展到了鱼雷期,此时,将陪护培养基 更换为陪护培养基c进行进一步的陪护培养。 经陪护培养,合子胚已发展到成熟期,然后进行萌发培养; 未成熟合子胚的陪护培养在黑暗条件下进行。 (5)萌发培养 将上面陪护培养得到的种胚放入萌发培养基中,在25℃±1℃进行萌发培养,以维 持合子胚的生长;在萌发培养期间进行光照培养,直至培养成正常生根小苗。在萌发期间, 通过在陪护培养基上部分去除子叶诱导胚胎发芽;在15周期间进行发芽,大约每隔3周更换 萌发培养基。 根据本发明的方法,在步骤(1)中,对落果表面和种子进行灭菌处理。 根据本发明的方法,所述灭菌处理包括:采用0.5v/v%次氯酸钠溶液中浸泡,然后 在无菌蒸馏水中漂洗三次;优选地,所述0.5v/v%次氯酸钠溶液还含有10滴/L的吐温20。 根据本发明的方法,在步骤(2)中,所述萌发培养基的配方为: 基础培养基 2.22μM  6-BA 6g/L琼脂粉 2.5-3.5%蔗糖; 其中,所述基础培养基的配方为: 11 CN 111543319 A 说 明 书 5/11 页 根据本发明的方法,在步骤(2)中,陪护培养基a、b、c、d、e、f的配方如下: a.半强度的基础培养基 400mg/L酪蛋白水解物 10%椰子水 10%蔗糖 2g/L琼脂粉;以及 b.半强度的基础培养基 12 CN 111543319 A 说 明 书 6/11 页 400mg/L谷氨酰胺 10%椰子水 10%蔗糖 2g/L琼脂粉 c.半强度的基础培养基 400mg/L酪蛋白水解物 10%椰子水 5%蔗糖 3g/L琼脂粉;以及 d.半强度的基础培养基培养基 400mg/L谷氨酰胺 10%椰子水 5%蔗糖 3g/L琼脂粉; e.基础培养基 400mg/L酪蛋白水解物 10%椰子水 3%蔗糖 5g/L琼脂粉;以及 f.基础培养基 400mg/L谷氨酰胺 10%椰子水 3%蔗糖 5g/L琼脂粉。 在根据发明方法的步骤(3)中,对于授粉后100天内的种胚,若选择初始陪护培养 效果不佳或发育不好的,则在将种子剥去种皮、消毒后,采用前培养基使种子在25℃±1℃ 的温度下维持生长,在维持生长期间进行16小时的光照射(如图2所示),待种子恢复正常生 长时,按照上述步骤继续未成熟胚的拯救; 其中,前培养基的配方为: 半强度的基础培养基 2.0-2.5μM  6-苄胺基嘌呤 4-8g/L琼脂粉 2.5-3.5%蔗糖。 在本发明的方法的步骤(3)中,采用酸将培养基的pH调节至5.74。优选地,所述酸 试剂为盐酸。 在本发明的方法的步骤(3)中,所述灭菌的条件为:在121℃和0.1MPa下高压灭菌 15-20分钟。 在本发明的方法的步骤(5)中,所述光照培养的条件为:通过Grolux灯管照射;优 选地,照射强度为40mmol.m-2.s-1。 13 CN 111543319 A 说 明 书 7/11 页 对于胚成熟度为80-100%之间的合子胚,一般无需拯救种胚,可以将成熟度为80- 100%的种胚直接放入萌发培养基中进行萌发培养。 本发明提供了一种油梨未成熟胚的体外培养拯救技术,当处于不同发育阶段的合 子胚在体外条件下诱导成熟,成熟后诱导胚萌发,形成健康植株的技术。本发明的技术可以 提高杂交油梨种子的回收率,减少杂交成果的浪费。 附图说明 图1是本发明方法的一种实施方式的流程示意图; 图2是本发明方法的另一种实施方式的流程示意图。
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