[发明专利]枫香属植物体胚培养成苗的方法及枫香属植物的繁殖方法

说明书

本发明公开了一种枫香属植物体细胞胚胎(简称体胚)培养成苗的方法及枫香属植物繁殖方法，属于林木组培技术领域，该成苗方法对枫香属植物的成熟体胚进行液体培养(体胚的液体悬浮萌发培养、浸润式萌发培养)。采用本发明方法对枫香属植物的成熟体胚进行液体培养，促使枫香属植物成熟体胚在液体培养基中迅速萌发，形成无菌体胚苗，可以在短时间内利用生物反应器生产大量的体胚苗。本发明方法的成苗效率高，操作方法简便，出苗整齐一致、移栽成活率较高，便于养护管理。整个生产过程能节约人力，降低成本，且可以不受季节限制，持续获得再生植株，特别适用于枫香苗木产业化生产。

技术领域

本发明涉及一种植物组织培养的方法，特别涉及枫香属植物成熟体细胞胚胎(简称体胚)经过液体悬浮培养成成苗的方法，属于林业行业中的林木组培技术领域。

背景技术

枫香属(Liquidambar spp.)树种是世界性重要林业资源，特别是枫香(L.formosana)和北美枫香(L.styraciflua)，二者具有较高经济价值、观赏价值和生态价值，且二者杂交获得的杂交枫香具有杂种优势。

枫香属离体器官再生繁殖方法的研究众多。在诸多无性离体繁殖方法中，体胚技术具有彻底幼化，繁殖效率高等特点，因此受到广泛重视。近年来，Sommer和Brown利用北美枫香胚轴切段进行体胚诱导，随后美国佐治亚大学Merkle团队分别用北美枫香和杂交枫香未成熟胚和花序成功建立了北美枫香和杂交枫香体胚发生体系，完成对胚性愈伤组织的悬浮培养，以及胚胎同步化发育的研究(Merkle,Neu et al.1998；Vendrame,Holliday etal.2001；Merkle,Battle et al.2003)。

枫香属植物的体胚可以在固体培养基上成熟(Merkle,Battle et al.2003)，也可以在液体培养基里成熟(Kong,Zhang et al.2019)。植物的液体培养具有很多优点，是工业化生产中不可或缺的方法。液体培养基制作及液体培养技术过程相对简单。需要较少的人工同时也会省去购买培养基固化剂的成本。在放置植物材料时，过程相对简单，人工较少。植物的液体培养还有一个极大的优势，就是可以使用生物反应器，从而能极大的提高生产效率，降低成本。

虽然枫香属离体器官再生繁殖方法的研究众多，而且在众多的无性离体繁殖方法的研究中，都着重研究体胚技术的彻底幼化和体胚的高效率繁殖，然而枫香属植物的成熟体胚都必须在固体萌发培养基上经过固体培养，萌发长成无菌小苗。萌发培养基的固化是因为添加了培养基固化剂，如植物凝胶，褐藻胶等。在制备固体培养基时，需要在其冷却凝固前倒入容器(如培养皿，培养瓶)中。待培养基冷却凝固后，将植物体胚均匀地放置在固体培养基上。固体萌发培养由于操作过程较复杂，需要较多的人工，同时污染的机率也较大，导致枫香属植物组培无菌小苗萌发率低；另外在固体培养基上成熟体胚再分化、生根形成的组培苗容易根部相连，不利于体胚苗的移栽、分离；而且固体培养过程中接种的体胚少，不能大量、快速繁殖，不利于工业化生产。

由于现有的固体、半固体培养转化成苗的方法培养步骤较多，且不能使用生物反应器，因而需要较多的人工。同时制作固体培养基的过程较复杂，培养基凝固剂的质量难以控制，而影响培养基质量。另外，培养基凝固剂的使用必然增加生产成本。

枫香属植物成熟体胚液体培养成苗的方法之前未见报道。这是因为植物液体培养成苗时，体胚不易萌发且萌发的小苗极易玻璃化，而玻璃化的小苗成活率非常低。所以一般液体培养只用于胚胎萌发的前期处理，作用是让胚胎吸水伸长，这种处理一般用浸润式生物反应器进行。吸水伸长后胚胎的后续萌发转化成苗过程，还需要在固体萌发培养基上进行。在植物组织培养中，液体悬浮培养成苗的方法极为少见，这是因为在悬浮培养的过程中，很多种植物的小苗易受到培养过程中的物理性损伤。

发明内容