[发明专利]一种高通量筛选耐盐植物的方法及装置

说明书

技术领域

   本发明涉及植物育种栽培技术领域，特别涉及一种在植物组织培养条件下高通量筛选耐盐植物的方法及装置。

背景技术

在自然界条件下，由于不同的地理位置和气候条件以及人类活动等多方面原因，造成了各种不良环境，超出了植物正常生长、发育所能忍受的范围，致使植物受到伤害甚至死亡。这些对植物产生伤害的环境称为逆境或胁迫。而植物对不良环境的适应性和抵抗力为抗逆性或抗性。

植物抗逆是植物对抗不良环境，比如抗旱、抗盐碱、抗涝、抗风、抗冻、抗病虫害等的能力。植物的环境胁迫因素分物理、化学和生物三大类。其中，物理类有：干旱、热害、冷害、冻害、淹水(涝，渍)、光辐射、机械损伤、电伤害、磁伤害、风害等；化学类有：元素缺乏、元素过剩、低pH、高pH、盐碱、空气污染、杀虫剂和除草剂、毒素、生化互作物质等；生物类有：竞争、抑制、生化互作、共生微生物缺乏、人类活动、病虫害、动物危害、有害微生物等。

随着土地盐碱化程度加重，以及对沿海滩涂地区的土地利用的需求逐渐增多，对植物抗盐特性的挖掘变得尤为重要，对抗盐植物的发掘和开发的需求也变得越来越迫切。植物的抗盐性来自两个方面，一是自然进化适应获得；二是人工选择培育，通过诱变筛选、杂交育种、基因工程等方法，进行植物抗盐性能的改良；另外还可通过人工保护和调控措施，增强植物抗盐性。

自然进化耗时漫长，是一种效率低的方法。人工培育中的杂交方法时间也比较长，而且需要考虑多方面的因素，因此效率也不高，而基因工程由于其定向的进行相关抗盐及耐盐基因的转移使植物具有相关的抗盐特性，是一种高效的操作方式，但现阶段人们对于转基因的理解不足导致了这种方式具有一定的局限性。诱变筛选方式是一种效率较高的方法，是提供足够的材料在诱变后得到相应的变异，并利用一定的盐浓度环境来进行抗盐植物株系筛选的一种方法，其中通过植物组织培养，后通过诱变后提供一定盐浓度的环境来进行植物的抗盐植物的筛选有很高的应用潜力，已利用其筛选出多种有用植物。

其也有许多缺点和不足，如利用组织培养方法进行抗盐筛选一般是小概率事件，因此需要大量的筛选材料，而常规的方法获得大量筛选材料的效率比较低，因此需要一种方法在短时间内提供大量的筛选材料；抗盐植物筛选一般需要多个步骤的渐进式提供不同浓度的盐分条件，以使具有变异的株系存活保存下来，而常规方法需要做大量的工作来将筛选材料转移到不同的盐浓度环境中，工作量巨大，因此需要一种方法来降低工作量；抗盐植物需要推广利用时，需要短时间内获得大量的种植材料，而一般情况下初始材料的量比较小，需要长时间的扩繁工作，因此迫切需要一种快速大规模的扩繁方法。

发明内容

本发明的目的是提供了一种在植物组织培养条件下高通量筛选耐盐植物的方法及其所需装置。

   为实现上述目的，本发明提供了一种高通量筛选耐盐植物的方法，通过在植物培养反应器装置中大批量培养筛选材料，在同一装置中方便地提供和更换盐胁迫条件并进行培养筛选，从大量植物群体中获得具有耐盐性的植物变异体并扩繁，以获得具有耐盐性的植物，具体包括以下步骤：

   （1）植物体批量获得：将植物体处理后接种入植物培养反应器装置中进行培养参数设定后，进行规模化培养，根据需要进行下一步的操作；

   其中所述的培养参数包括培养基、培养基pH、浸没频率、接种密度、培养条件和培养时间；

   培养基为根据植物种类的不同进行不同培养基的确定及激素种类及浓度的选择，包含现有的培养基类型及通过改良后的培养基类型；

   培养基pH为用于培养扩繁的pH为植物适宜生长的范围为5.0~7.0；

   浸没频率可以根据植物种类不同调整不同的浸没频率，范围为1min/24h~24h/24h；

   接种密度的范围为3 ~600个/L；

   培养条件为光照强度1000~50000lux，光照时间5~20 h/d，培养温度25±1℃；

   培养时间依据不同植物生长状态来确定，一般生长时间为10~90d，以植物体长满培养容器为宜，期间培养液的消耗可以通过装置中方便拆卸组装的储液罐结构来进行更新或补充；

   （2）耐盐植株的筛选：通过植物培养反应器装置分体式的设计将培养液更换为0.5%的EMS溶液，将获得的植株经0.5%的EMS诱变剂处理诱变3小时后，再进行培养液的更换，在培养液中设置一定的盐浓度和梯度，培养筛选以获得具有抗盐特征的植物株系，其中盐是指氯化钠作为胁迫元素，浓度为0.1%~3.0%；