[发明专利]一种促进紫花苜蓿快速结瘤的方法

说明书

本发明涉及生物繁育技术领域，特别是一种促进紫花苜蓿快速结瘤的方法。包括如下步骤：供试菌株及紫花苜蓿品种选择、供试培养基、成团泛菌脂多糖（LPSp）的提取、成团泛菌脂多糖的活性检测、组培发芽试验。其中发芽试验种子分为消毒和未消毒两个处理，未消毒组不作任何处理，处理组每玻璃组培发芽瓶加入1 ml、2 ml和3 ml LPSp，脂多糖浓度分别为0.267、0.534、0.801 EU/mL，并记为A、B、C处理；无菌水处理作为对照组。本发明0.267 EU/mL LPSp促进了未消毒组紫花苜蓿根的结瘤0.267 EU/mL LPSp加速未消毒组紫花苜蓿根的结瘤，比对照组约提前18 d；0.267 EU/mL LPSp不会影响种子的萌发，包括发芽势和发芽指数；随着LPSp浓度的升高，紫花苜蓿种子的萌发和生长受到抑制，0.801 EU/mL LPSp完全抑制了消毒组种子的萌发和生长。

技术领域

本发明涉及生物繁育技术领域，特别是一种促进紫花苜蓿快速结瘤的方法。

背景技术

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为豆科苜蓿属多年生牧草，其茎叶中含有丰富的蛋白质、矿物质和维生素，因其营养丰富、适应性强、产草量高等优点，有“牧草之王”的美誉（Dong, 2011）。它不仅可以作为饲料作物，而且对改土肥田、保持水土、改善生态环境也具有较大贡献。此外，紫花苜蓿是中国乃至世界上种植面积最大，种植范围最广的豆科牧草，也是西部地区草地建设和荒漠化改造中首选的牧草（曹宏等, 2011）。然而因其多种植在没有灌溉条件的瘠薄地和盐碱地，造成紫花苜蓿单位面积产量低、干草品质差、粗蛋白含量较低和总量供应不足等问题，严重制约了苜蓿的产业化发展（云锦风和孙启忠, 2003）。因此，加快培育高产抗逆紫花苜蓿是提高苜蓿产业化生产程度的有效手段。

紫花苜蓿与根瘤菌共生固氮是其产量高的基本条件（马其东等, 1999），但是根瘤固氮存在菌体与植物特异性识别（刘慧琴, 1994），此外还受多种因素的影响（如土壤条件、选育的根瘤菌定居能力差、不具结瘤竞争优势），因此在使用前要进行筛选，才能保证根瘤菌有效的起到固氮作用。脂多糖（lipopolysaccharides, LPS）是一种重要的微生物相关分子模式，可引发植物和动物的免疫反应（Boller and Felix, 2009），在豆科植物根瘤菌共生体系的共生固氮和非生物胁迫等方面发挥着重要的功能。

脂多糖是由法国科学家Pfeiffer在霍乱弧菌的研究中首次发现并提出，因只有当细菌死亡溶解或用人工的方法破坏细菌后才能被释放出来，又称内毒素（Akira, 2006）。脂多糖在结构及功能上具有三个“两性”特征，即属于两性（亲水性、疏水性）分子、携带两极（正、负）电荷、及发挥两相（有益、毒害）作用。早期有关脂多糖的研究主要集中在动物中，之后的研究发现脂多糖在植物生长发育调控以及免疫反应过程中也起到重要作用。最近的研究表明，从铜绿假单胞菌（Pseudomnas aeruginosa）中纯化的10至50 mg/mL商用脂多糖可引发植物先天免疫反应（孙等人, 2012; Ranf et al., 2015）。除此之外，脂多糖可以触发拟南芥活性氧（Reactive oxygen species, ROS）的双相产生（Shang-Guan et al.,2018）。

冷静报道成团泛菌脂多糖（LPSp）是低毒性、安全良好、纯度活性高的免疫增强剂（冷静, 2007）。本试验目的是明确成团泛菌CQ10脂多糖对紫花苜蓿的免疫反应。以紫花苜蓿“巨能551”种子为供试种子材料，选择不同浓度脂多糖与紫花苜蓿互作，进行接种试验，最后确定脂多糖与紫花苜蓿种子处理的优良组合。该试验可以为苜蓿产业化提供一种新的免疫调节剂，不仅可以提高苜蓿产量和质量，而且能增大固定空气中的氮含量从而减轻温室效应；同时，为实际生产中更好地推广应用脂多糖及当前畜牧业的可持续发展提供一种新的思路。

发明内容

发明解决起技术问题所采用的技术方案为：

一种促进紫花苜蓿快速结瘤的方法，包括如下步骤：