[发明专利]极端耐旱齿肋赤藓单株克隆系的保存、活化及快速扩繁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种极端耐旱齿肋赤藓单株克隆系的保存、活化及快速扩繁方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

干旱化是面临的全球性的严峻问题。干旱不仅造成农业的重大损失，还加剧了生态环境的恶化及土地沙漠化和水土流失。解决此问题的直接办法是有效节水。植物是人类赖以生存的基础，怎样才能使植物抗旱节水？这就需要从耐旱植物为切入点，深入了解植物的耐旱机理及调控机制，从而改善植物的耐旱能力。随着基因工程和分子生物学技术的迅速发展与完善，抗旱基因资源的搜索和抗旱分子机制研究不断深入，取得了一定的进展。近年来，丛藓科植物由于杰出的抗逆性能以及特殊的水化-再水化过程而受关注，成为分子生物学研究领域(尤其是植物抗逆分子机制方面)巨大潜能的材料。

苔藓是水生向陆生的一种过渡形式，是高等植物中最原始的类群，是一种结构简单的小型非维管植物。它能在高温、高寒、干旱和弱光等恶劣的自然环境条件下生长繁衍，并具有极强的生命力。并且，苔藓与高等陆生植物有很多相似特点，为基因功能的研究提供了良好的材料。早在上世纪70年代，科学家就以小立碗藓(Physcomitrella patens)为植物分子生物学研究材料进行了很多相关研究，取得了一定进展。时代不断前进中，在本世纪初(2000年)，苔藓专家Oliver提出耐旱山墙藓(Tortula ruralis)是研究逆境生物学的模式植物，并进行初步的基因组学分析。在本发明前期的研究中，包括齿肋赤藓的生理和生态方面的研究结果，以及和oliver课题组研究结果的比较中，我们得出齿肋赤藓作为分子生物学材料优于山墙藓。并且首次解决和完善了齿肋赤藓单株克隆纯系材料的培养、保存、活化及扩繁体系。可用于生理生化、抗逆分子生物学及环境修复方面的研究。

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)隶属于丛藓科(Pottiaceae)赤藓属(Syntrichia sp.)，分布于干旱半干旱的荒漠地区。我国首次发现于新疆古尔班通古特沙漠。它是荒漠苔藓中的主要成员之一，作为环境演替过程中主要的先锋植物，参与土壤生物结皮形成，在防风固沙中起重要作用。它还是一种变水植物，在极端干旱、贫瘠、强风沙的自然条件下，呈休眠状态，似一层灰黑色的“壳”覆盖在沙漠表面，形成有重要生态意义的苔藓生物结皮；一旦遇到降水，能迅速通过再水化过程而“复原”呈鲜活的绿色，并开始执行光合作用。由于这些特殊的生命现象而备受关注，使其有望成为抗逆分子生物学研究的模式植物。

经对现有的技术的文献检索，中国专利申请号为200910054354.3提供一种细叶小羽藓配子体的快繁方法，利用羽状先端为材料，诱导的新生配子体经过切割剪碎扩繁。该专利可应用于大气重金属污染的治理方面；中国专利申请号为200810035554.x提供齿肋赤藓原丝体为材料，在沙土中扩大培养(共需要4个月)，该专利为沙漠生态恢复及环境绿化提供方法依据；然而，在本发明前期的实验中发现原丝体在沙土中扩大培养容易污染绿藻，从而影响齿肋赤藓的扩繁，与200810035554.x相比，本专利是用单株克隆在沙土上扩大，或者直接在培养基中扩大培养，节约培养时间(仅需1-2个个月)，且不容易被绿藻污染。专利申请号为201110084559.3的专利提供了原丝体的保存方法；然而，前期实验表明原丝体的活化不如外植体容易(推测是因为外植体已经具备齿肋赤藓的耐旱特性及复水现象)，因此，本专利在此基础上改进，保存材料为发育完整的单株克隆。以及中国专利申请号为201110116117.2的专利提供了齿肋赤藓单株克隆的培养基为BBM(pH＝8.0)；在本专利的实例中表明，改良的Knop培养基成分更简单，更经济，且更适合齿肋赤藓单株克隆的生长。进一步检索没有有关齿肋赤藓单株克隆系的保存、活化及快速扩繁方面的报道。然而，鉴于齿肋赤藓将成为模式植物，建立快捷高效的齿肋赤藓单株克隆系的保存及快繁显得尤为重要，因此，本发明重点在于提供一种经济、高效、快速的齿肋赤藓组织培养、保存、活化和快速扩繁方法，为齿肋赤藓遗传转化体系的建立奠定基础，同时为利用齿肋赤藓构建生物结皮进行荒漠化治理这一“沙漠地毯工程”提供技术支撑。

发明内容