一种菰米愈伤组织再生植株的方法及应用技术

本发明专利技术属于植物育种技术领域，尤其涉及一种菰米愈伤组织再生植株的方法及应用。本发明专利技术利用植物组织培养技术对菰米成熟的种子进行愈伤诱导，使用改良的基本培养基，大大提高了愈伤诱导率，同时使用优化的愈伤增殖培养基对愈伤进行继代增殖，得到更多致密的愈伤小颗粒，之后使用优化的分化培养基使愈伤再生植株，本发明专利技术中所用的外植体取材方便，保存的成熟种子，随时取用，不受季节限制，使用改良的基本培养基和优化的培养条件，仅用3个月即可得到健壮的再生植株，更重要的是，胚性愈伤是农杆菌侵染的高效外植体，愈伤再生植株体系的建立为其遗传转化体系的建立奠定了坚实的实验基础。

【技术实现步骤摘要】
一种菰米愈伤组织再生植株的方法及应用
本专利技术属于植物育种
，尤其涉及一种菰米愈伤组织再生植株的方法及应用。
技术介绍
中国菰米(Chinesewildrice)是中国菰(Zizanialatifolia)的颖果，中国菰米(Chinesewildrice)作为一种有着悠久历史的特色作物，在《周礼》中就有记载，是我国古代的“六谷”(稻、黍、稷、粱、麦、苽(菰米))之一。唐代之后，随着人口数量的大幅度增长、围湖造田等各种农事活动以及水稻种植技术的普及，再加上菰米收割脱壳较为困难，菰米渐渐淡出人们的视线。翟成凯等研究统计，除新疆、西藏等海拔较高的地区外，菰在我国其他各地区均有生长，在淮河流域、长江中、下游流域如江苏、安徽、浙江等各地区湖泊处更为密集。菰属植物的茎叶，因含有较高的蛋白质，可以作为动物的饲料，同时，菰草也可以作为生物燃料，如制造生物乙醇的来源。菰属植物因为其强大的根系，可以大量吸收湖泊中的营养物质，阻滞各种藻类因营养充足而过度生长，有利于防治湖泊、河流的富营养化，同时菰属植物的根还可以作为一种中药材入药，是一种经济价值较高的植物。当菰植株受到茭白黑粉菌(Ustilagoesculenta)的侵染，其茎基部不断膨大逐渐驯化成为我国第二大水生蔬菜即茭白。因此，收获水生蔬菜茭白是目前我国菰资源利用的主要形式，原产于我国的中国菰米却已鲜为人知。国内外的研究发现，菰米具有很高的营养价值。翟成凯等对中国菰米的营养成分进行研究，结果显示，中国菰米中蛋白质含量可达13.2％，其必须氨基酸结构较为合理且含量十分丰富，特别富含赖氨酸和蛋氨酸，与普通大米相比，菰米具有较高的氨基酸含量，并且其氨基酸评分与奶粉相近，明显高于一般的豆类和谷类。中国菰米中还有较高含量的维生素，如B族维生素(维生素B1、B2)以及维生素E等；同时还富含无机盐和微量元素，如锌、钾、钴、锰、铁、锂、镍、铜、钠、镁、铬、磷；与大米相比，其显著富含的是磷、镁、钠元素。Przybylski等研究发现北美菰米的脂质含量约为0.7％～1.1％，其中含有55.6％～66.5％的必需脂肪酸，明显高于糙米的脂肪酸含量(36.9％～39.1％)，并且菰米中的omega-3脂肪酸含量是糙米的18倍；已有研究表明，北美菰米的脂类是亚油酸、亚麻酸的极好来源，特别是亚麻酸在北美菰米中有大量的存在。Klensporf-Pawlik和Aladedunye指出，菰米含有较低的脂类含量，中国和日本菰米的脂类含量分别为1.1％和1.4％，而常规白米或糙米的脂类含量则在2.6％～2.8％之间。金鑫和丁舟波研究发现，中国菰米中总淀粉含量达到65.74％，总淀粉中抗性淀粉含量占比11.37％，直链淀粉含量占比8.37％，同时，总膳食纤维含量达到7.24％，其中可溶性膳食纤维占比1.97％、不溶性膳食纤维占比5.2％。菰米已经证实的生物活性和保健价值包括抗氧化活性、改善胰岛素抵抗、改善脂质毒性以及预防心血管疾病等。食品学研究证实菰米中砷、镉、铅等含量很低，动物实验和人群调查证明其食用安全。菰米可以与其它食物混合应用。作为全谷物食品，菰米作为水稻的近缘属，其具有的优良品性对稻米品质和抗性的改良具有重要的实际应用价值。据悉，目前已有国内科研工作者开展了菰和水稻的杂交工作，并获得了产量较高的菰稻新品系。菰米作为一种营养价值极高的粮食作物，其也有自身的一些局限性，比如含有落粒基因，导致成熟的种子容易落粒等特征，不适用于大规模生产应用，因此，对于菰米相关基因的功能研究显得尤其重要，对于菰米的基因工程相关的技术和研究急待突破，而菰米的组培再生体系的建立是基因工程研究的基础，然而，目前所报道的关于菰米再生的方法有3种，第一种是利用茭白植株的嫩芽作为外植体，一方面取材受限，另一方面极易褐化、分化困难；第二种是幼胚直接再生植株，一方面取材受限，另一方面也不适用于农杆菌介导的遗传转化，对于菰米基因工程的研究毫无意义；还有一种是尝试用菰米成熟种子作为外植体，诱导愈伤组织，由愈伤组织再分化成苗，无疑，这个再生体系比较适用于农杆菌介导的遗传转化，然而该研究中可能分化培养基并不适于菰米的幼苗分化，仅仅得到分化的根系，却不能分化出芽，最后没有得到再生植株。因此，急需解决菰米愈伤再生植株的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种菰米愈伤组织再生植株的方法及应用，目的在于解决现有技术中的一部分问题或至少缓解现有技术中的一部分问题。本专利技术是这样实现的，一种菰米愈伤组织再生植株的方法，包括以下步骤：以成熟的菰米种子作为组培外植体；选用优化的诱导培养基诱导愈伤组织，然后通过优化的增殖培养基对愈伤进行继代增殖，再利用优化的分化培养基将愈伤组织分化成新的植株；所述优化的诱导培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L-1的蔗糖、5-10g·L-1的琼脂、0.5g·L-1的L-谷氨酰胺、0.5g·L-1的L-脯氨酸、0.5g·L-1的酪蛋白、2mg·L-1的2，4-D，pH5.8-6.0；所述优化的增殖培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L-1的蔗糖、5-10g·L-1的琼脂、0.5g·L-1的L-谷氨酰胺、0.5g·L-1的L-脯氨酸、0.5g·L-1的酪蛋白、15mg·L-1的2，4-D，pH5.8-6.0；所述优化的分化培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L-1的蔗糖、30g·L-1的山梨醇、5-10g·L-1的琼脂、0.5g·L-1的L-谷氨酰胺、0.5g·L-1的L-脯氨酸、0.5g·L-1的酪蛋白、2mg·L-1的6-BA、1mg·L-1的NAA，pH5.8-6.0；所述改良的基本培养基配方(mg/L)：(NH4)2SO4463；KNO32830；CaCl2·2H2O166；MgSO4·7H2O185；KH2PO4400；KI0.75；H3BO33；MnSO4·4H2O13.2；MnSO4·H2O10；ZnSO4·7H2O2；Na2MoO4·2H2O0.25；CuSO4·5H2O0.025；CoCl2·6H2O0.025；Myo-inositol100；Nicotinicacid1；PyridoxineHCl1；ThiamineHCl10；Na2EDTA·2H2O41.3；FeSO4·7H2O27.8。进一步地，成熟的菰米种子在进行愈伤诱导前先进行种子消毒。进一步地，愈伤诱导的培养条件为：光培养，光强4000lux，光周期16/8h，温度28±2℃，培养3周后，得胚性愈伤组织。进一步地，愈伤增殖的培养条件为：光培养，光强4000lux，光周期16/8h，温度28±2℃。进一步地，分化阶段的培养条件为光培养，光强4000lux，光周期16/8h，温度28±2℃，50-60天可见分化出的幼苗。进一步地，将分化出的幼苗于无菌条件下接于生根壮苗培养基，基本培养基为1/2MS培养基，添加2mg·L-1的维生素B5、20g·L-1的蔗糖、5-10g·L-1的琼脂、1mg·L-1的NAA，PH5.8-6.0，培养本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菰米愈伤组织再生植株的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n以成熟的菰米种子作为组培外植体；选用优化的诱导培养基诱导愈伤组织，然后通过优化的增殖培养基对愈伤进行继代增殖，再利用优化的分化培养基将愈伤组织分化成新的植株；/n所述优化的诱导培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L

【技术特征摘要】
1.一种菰米愈伤组织再生植株的方法，其特征在于，包括以下步骤：
以成熟的菰米种子作为组培外植体；选用优化的诱导培养基诱导愈伤组织，然后通过优化的增殖培养基对愈伤进行继代增殖，再利用优化的分化培养基将愈伤组织分化成新的植株；
所述优化的诱导培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L-1的蔗糖、5-10g·L-1的琼脂、0.5g·L-1的L-谷氨酰胺、0.5g·L-1的L-脯氨酸、0.5g·L-1的酪蛋白、2mg·L-1的2，4-D，pH5.8-6.0；
所述优化的增殖培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L-1的蔗糖、5-10g·L-1的琼脂、0.5g·L-1的L-谷氨酰胺、0.5g·L-1的L-脯氨酸、0.5g·L-1的酪蛋白、15mg·L-1的2，4-D，pH5.8-6.0；
所述优化的分化培养基为在改良的基本培养基中添加浓度为30g·L-1的蔗糖、30g·L-1的山梨醇、5-10g·L-1的琼脂、0.5g·L-1的L-谷氨酰胺、0.5g·L-1的L-脯氨酸、0.5g·L-1的酪蛋白、2mg·L-1的6-BA、1mg·L-1的NAA，pH5.8-6.0；
所述改良的基本培养基配方(mg/L)：(NH4)2SO4463；KNO32830；CaCl2·2H2O166；MgSO4·7H2O185；KH2PO4400；KI0.75；H3BO33；MnSO4·4H2O13.2；MnSO4·H2O10；ZnSO4·7H2O2；Na2MoO4·2H2O0.25；CuSO4·5H2O0.025；CoCl2·6H2O0.025；Myo-inosito...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丹丹，闫宁，张晶，杨婷，郑凯丽，张宇，陈彩霞，张忠锋，纪春，许敏敏，胡运良，
申请(专利权)人：合肥戬谷生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34