[发明专利]二氧化氯消毒培养基用于马铃薯幼苗快速繁殖或试管薯诱导的方法

说明书

本发明公开了一种二氧化氯消毒培养基用于马铃薯幼苗快速繁殖或试管薯诱导的方法，其特征在于在室温下，使用液体二氧化氯作为消毒剂，快速获得无菌的脱毒马铃薯幼苗快速繁殖培养基或脱毒马铃薯试管薯诱导培养基，用于脱毒马铃薯幼苗快速繁殖或试管薯诱导。本发明不需要高温高压灭菌锅即可快速实现培养基的高效灭菌、对培养容器材质无特殊需求，简化培养基消毒程序、延长消毒时间并大幅降低能耗费用，进而大幅降低脱毒马铃薯原原种生产费用，有助于促进脱毒马铃薯种源在生产中大规模应用，提高我国马铃薯生产水平。

技术领域

本发明涉及一种植物组织培养技术领域，更确切地说涉及一种二氧化氯消毒培养基用于马铃薯幼苗快速繁殖或试管薯诱导的新方法。

背景技术

马铃薯是双子叶植物茄科茄属一种具有粮食、蔬菜、饲料多用型的作物，对生境适应性较为广泛，适于其他主要作物难以生长的环境条件，在全球155个国家都有种植。2016年初，我国农业部发布《关于推进马铃薯产业开发的指导意见》，提出到2020年，马铃薯种植面积扩大到1亿亩以上，适宜主食加工的品种种植比例达到30%，主食消费占马铃薯总消费量的30%。马铃薯主粮化是我国在主粮作物增产空间小、生态环境压力增大、消费者营养不均衡等背景下实施的保障国家粮食安全的重大战略。然而，我国马铃薯生产水平较低，平均亩产不及1000 kg，而发达国家的亩产则超过2500 kg。马铃薯生产中的主要限制因素是其在长期营养生长过程中感染病毒导致的种质资源退化，已记载超过30种马铃薯病毒。在长期的营养生长过程中，马铃薯遭遇了大量病毒的侵袭，导致产量和品质大幅降低。病毒检测发现，所有测试品种都受到至少一种病毒的侵袭。对此，科学家开展了大量卓有成效的脱毒研究，以恢复其产量和品质。利用马铃薯茎尖组织培养获得脱毒试管苗，进而诱导试管薯，是获得脱毒马铃薯原原种基础环节。通过脱毒培养，马铃薯的品质得以大幅提升，产量达到3000kg，为脱毒前的3倍。然而，由于组培过程导致脱毒薯原原种成本极高，加之我国农民自留种的习惯，我国马铃薯实际生产中约80%为带毒种源，使得平均产量大幅降低。因此，降低脱毒脱毒薯原原种生产成本将有助于大幅提高我国马铃薯产量，促进其主粮化进程。

利用细胞全能性，选取尚未感染病毒的茎尖分生组织为外植体进行离体培养获得再生，可有效去除病毒，提高马铃薯生产水平。在马铃薯无菌苗脱毒培养过程中，培养基高温高压灭菌能耗费占整个培养过程成本比例极高。因此，发展低成本的培养基灭菌方法替代传统的高温高压灭菌法对普及推广马铃薯脱毒苗至关重要。

自20世纪30年代美国植物生理学家White建立第一个已知成分的人工合成培养基以来，植物组织培养技术迅速发展并广泛应用于植物快速繁殖、基因功能验证及分子育种等领域。组织培养技术是利用细胞的全能性，将细胞或器官培育成完整植株的过程。在离体条件下，细胞或器官的培养必须在无菌环境下进行。因此，培养基必须经过严格的消毒以保持无菌环境。目前，培养基灭菌主要通过高温高压法（压力102.9 kPa，温度121～126℃，维持20～30分钟）完成。高温高压灭菌消耗电能占整个培养基配制成本（包括试剂、耗能和人员费）的50%左右，与马铃薯无菌苗脱毒培养成本核算结果一致，平均每瓶培养基（33 ml）消耗电能费用约为0.083元。同时，该灭菌方法对培养基容器材质选择性较强，并且经过几次灭菌后容器透光度会显著降低，影响培养效果，而透光性较好的PVC-聚氯乙烯等材质通常不能进行高温高压灭菌，需采用环氧乙烷灭菌，一次性用后扔弃，致使价格昂贵且造成巨大浪费。此外，在不具备高温高压灭菌器等仪器设备及条件的基层机构，尤其是大规模组织培养脱毒领域，难以实现无菌培养基的配制与操作。因此，探索其他简易灭菌方法替代高温高压灭菌法成为植物组织培养领域的研究热点之一。科学家探索了多种消毒剂在植物培养基灭菌方面的应用。国内外科学家考察了植物精油和二氯异氰尿酸钠等试剂对植物组织培养基的灭菌效果。但都存在价格昂贵，灭菌后消毒剂物质残留的问题，且缺乏系统研究。