[发明专利]狗尾草遗传保守性高效离体再生方法

说明书

本发明公开一种狗尾草遗传保守性高效离体再生方法，其通过取成熟狗尾草种子消毒后的种子接种至添加2,4‑D的MS液体培养基中，液体浅层振荡培养，并得到无菌芽；经过直接不定芽诱导培养和不定芽伸长培养；再经生根培养获得完整的再生植株。本发明从单个芽苗培育至移栽可活的稳定植株，最短仅需35天，能够保持狗尾草的遗传保守性。

技术领域

本发明涉及植物组培领域，具体涉及狗尾草狗尾草遗传保守性高效离体再生方法。

背景技术

狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)又名阿罗汉草、稗子草，主要分布在温带、热带和亚热带地区。狗尾草的抗盐碱、抗干旱等抗逆能力极强(张兰英,陈如珠,李耿光.狗尾草愈伤组织诱导和植株再生[J].植物生理学通讯,1992(06):433)，产量高，同时也是食草动物(马、牛、羊等)的优质饲料为畜牧业发展提供保障。狗尾草属热带C₄植物，具有生长周期短，基因组小(赵辉,张丽丽,郭静远,霍姗姗,贺萍萍,夏启玉,符冬妹,郭安平.甘露醇胁迫下模式植物狗尾草种子萌发期抗旱性鉴定与评价指标研究[J].热带作物学报,2017,38(11):2060-2065)，易于种植转化等优点，是研究C4植物光合作用的模型，也是新型转基因模式植物(赵辉,郭静远,孔华,郭安平.狗尾草胚性愈伤高效农杆菌转化体系的建立[J].热带作物学报,2017,38(06):1106-1112.)。如能实现将狗尾草这些优良特性转移到粮食作物(如：水稻)上，必然能够大幅提高粮食作物的产量。而对狗尾草抗性植株进行群体数量的扩大，是实现粮食产量提高的第一步。目前，国内对于狗尾草再生的研究少之又少，主要集中在经由愈伤组织诱导而产生不定芽(赵辉,郭静远,孔华,郭安平.金刚砂辅助农杆菌转化狗尾草种子高效遗传转化体系的建立[J].分子植物育种,2017,15(12):4955-4960.)，往往会造成一定量的变异株，影响种苗整齐度。总体来说，目前国内外对于狗尾草组织培养的研究为经过愈伤的间接不定芽再生，再生体系具有遗传不稳定、培养时间长的缺陷。

另外，由于狗尾草种子休眠现象严重，导致发芽率低，提高种子发芽率也是一大难题。贾风勤等人研究得出，5～15℃和10～20℃，黑暗条件下，狗尾草种子萌发率最高，可达49％和45％。(贾风勤,李幼龙,张会群.温度对狗尾草和金色狗尾草植物种子萌发的影响[J].种子,2016,35(04):30-33+43.)。刘金海等人通过交替变温处理将狗尾草种子发芽率提高到70.67％(刘金海,王琰,徐翠,蒋金娟,罗富成,王鹤桦.低温与变温对纳罗克非洲狗尾草种子发芽特性的影响[J].种子,2021,40(01):23-27.)。罗富成等人采用赤霉素(GA₃)、吲哚丁酸(IBA)、6-糠氨基嘌呤(6-KT)、乙烯利(ETH)溶液进行浸种处理，其中400mg/L GA₃溶液浸种效果最好，发芽率为54％。(罗富成,郭轶敏,彭健,段新慧,许文花,何超,郭凤根.外源激素对纳罗克非洲狗尾草种子休眠的破除效果[J].草业科学,2015,32(03):406-412.)。马向丽等人用200mg/L GA₃浸种处理，发芽率达76％，10％PEG渗透处理，发芽率达63％(马向丽,毕玉芬,黄梅,刘倩,樊梅.不同赤霉素和聚乙二醇处理对非洲狗尾草种子萌发和幼苗的影响[J].热带作物学报,2009,30(10):1479-1483.)。陈艳宇等人采用预冷+KNO3处理(20～30℃)条件下达到最高发芽率26％(陈艳宇,曾昌友.野燕麦、金色狗尾草、滇苦荬和田贡蒿野生种子发芽试验[J].四川畜牧兽医,2009,36(10):31-32.)。郭瑞峰等人用800mg/L GA3浸种处理，萌发率达36.67％，采用25％盐酸浸种萌发率达34.00％(郭瑞峰,张建华,关望辉,王慧贤,曹昌林,白文斌.狗尾草种子休眠破除方法研究[J].山西农业科学,2017,45(07):1084-1086.)。可见前人研究中，主要采用GA₃、IBA等激素，利用浸种处理的方式促进狗尾草发芽，而且发芽率仍然不高。因此，用传统种植的方法培育，狗尾草种子的萌发率低，耗时较长(冉光富,伍丽仙,陈永玻,罗家喜,罗克江,刘祖文,许艳梅,李娇,熊明波,周裕敬,匡崇义.非洲狗尾草快速繁育技术的研究及应用[J].草学,2020(05):53-56.)。