甘薯离体培养不定根生芽方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种利用甘薯离体培养不定根产生甘薯芽的方法。使用本发明专利技术的方法可方便地获得甘薯芽，该甘薯芽通过无性繁殖可以得到大量甘薯植株。本发明专利技术的方法对甘薯的再生培养有着非常重要的意义，并且为甘薯脱毒及遗传转化避免复杂的组织培养程序开辟了新方法。并且，本发明专利技术的方法适用性广，对于绝大多数甘薯品种都是适用的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物学领域；更具体的，本专利技术涉及甘薯离体培养不定根生芽方 法及其应用。
技术介绍
甘薯属旋花科，甘薯属，甘薯种，为蔓生性草本植物。甘薯植株可分为根、 茎、叶、花、果实、种子等部分。甘薯是一种重要的粮食作物，也是食品加工 业的重要原料，营养价值丰富。因此，甘薯品种优化以及培植、再生技术的研 究具有重要的意义。目前，甘薯离体植株再生主要通过体细胞胚胎发生的途径实现，这个过程 对基因型依赖性很强，并且非常复杂、耗时。因此，需要探索利用其它途径快 速有效地迸行甘薯植株再生。另一方面，由于遗传改良进展缓慢，甘薯的转基因技术逐渐成为研究的热点。 甘薯的遗传背景较为复杂，是异源六倍体作物，由常规育种技术引入一些质量 性状基因的可能性很小，效果也欠佳。尽管目前基于转基因技术的甘薯遗传转 化已取得了一定的进展，但还有许多亟待解决的问题。如缺乏一个有效的遗 传转化体系，转化效率低，获得的转基因植株数量有限，还不能应用于生产； 对基因型有比较强的依赖性，到目前，只有栗子香，新大紫，高系14， Jewel, Jonathan等少数几个生产上非主栽品种获得了转基因植株，这些品种均不是 主载品种，且它们还不能应用于生产。此外，很多研究者在转基因后经常得到 甘薯的再生根系而得不到转基因植株。因此，本领域迫切需要找到一种方便快捷的甘薯植株再生培养方法，以用于 甘薯优良品种的研发或转基因植株的制备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供甘薯离体培养不定根生芽方法及其应用。所述培养方法适合于大多数的甘薯品种。在本专利技术的第一方面，提供一种产生甘薯芽方法，所述的方法包括步骤(1) 在甘薯培养基质上培养甘薯外植体，产生甘薯不定根；(2) 将步骤(1)获得的甘薯不定根置于甘薯培养基质上，从而从根系上生 成甘薯芽。(1)中，离体条件下在甘薯培养基质上培养甘薯外植体。 所述方法还包括步骤从根系上分离甘薯芽。 在步骤(1)中，所述的甘薯外植体选自甘薯的茎段、所述的茎段获自甘薯的苗尖。在步骤(2)中，将甘薯不定根倒置于甘薯培养基质上。 在步骤(1)中，在扦插前，还包括步骤将甘薯外植体优选的，在步骤 在另一优选例中 在另一优选例中 叶、叶柄或根。在另一优选例中 在另一优选例中 在另一优选例中 消毒灭菌。在另一优选例中，在步骤(1)中，培养甘薯外植体io-ioo天(优选的为 20-80天，进一步优选的为40-70天)，从而产生甘薯不定根。在另一优选例中，在步骤(2)中，培养甘薯不定根10-100天(优选的为 20-80天，进一步优选的为40-70天)，从而从根系上生成甘薯芽。在另一优选例中，在步骤(3)之后，还包括步骤(4):将步骤(3)获得 的甘薯芽无性繁殖扩繁后移栽到大田中。在另一优选例中，所述的培养基质是甘薯组织培养基本培养基。在另一优选例中，所述的甘薯组织培养基本培养基是MS基本培养基；并 且，所述的MS基本培养基中，维生素Bl的含量是O. 1-0.9mg/l(优选 0. 2-0, 6mg/1 ，如0. 4mg/1);蔗糖的含量是10-90g/l (优选20-40g/l ，如30g/l)。在另一优选例中，在步骤(1)之前，还包括步骤将外源基因转入甘薯外 植体。在本专利技术的第二方面，提供一种制备转基因甘薯植株的方法，所述的方法包括(1)将外源基因转入甘薯组织或细胞，获得转化入外源基因的甘薯组织或 细胞；(2) 培养步骤(1)获得的转入了外源基因的甘薯组织或细胞，产生甘薯不 定根；(3) 将步骤(2)获得的甘薯不定根置于甘薯培养基质上，从而从根系上生 成甘薯芽；和(4) 从根系上分离甘薯芽，培养该甘薯芽，获得甘薯转基因植株。 在另一优选例中，所述的外源基因选自(但不限于)性状改良基因、结构基因、抗虫基因、抗病毒基因或抗病基因等。在另一优选例中，在步骤(3)中，将甘薯不定根倒置于甘薯培养基质上。 在另一优选例中，在步骤(l)中，将外源基因经根癌农杆菌或基因枪介导转入甘薯外植体。本专利技术的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易 见的。附图说明图1显示了甘薯的茎段扦插到培养基中约2个月时根系的生长情况(从培养 瓶中取出)。图2显示了在扦插2个月后培养瓶中取出的植株的根系(去除培养基后)。 图3显示了将根系倒置于新的培养基后，生长出甘薯芽。 图4显示了将从根系上分离出的甘薯芽。图5显示了被农杆菌侵染而部分表达GUS基因的外植体，其中箭头所示部位 为蓝色(即表达GUS基因)。具体实施例方式本专利技术人经过广泛而深入的研究，首次找到一种使甘薯不定根再生出芽的 方法，使用该方法可方便地获得甘薯芽，该甘薯芽通过无性繁殖可以得到大量 甘薯植株。由于甘薯在生产上是以块根保存种质的，只有在块根上才能出芽， 因此本专利技术人的发现对甘薯的离体植株再生培养有着非常重要的意义；并且， 本专利技术的方法为甘薯脱毒及遗传转化避免复杂的组织培养程序开辟了新方法。 在此基础上完成本专利技术。产生甘薯芽的方法
本专利技术提供了一种产生甘薯芽方法，所述的方法包括步骤(1) 将甘薯外植体扦插到甘薯培养基质上，培养该甘薯外植体，产生甘薯 不定根；(2) 将步骤(1)获得的甘薯不定根置于甘薯培养基质上，从而从根系上生 成甘薯芽；和(3) 从根系上分离甘薯芽。本专利技术对于步骤(1)中选择的外植体没有特别的限制，只要其在被扦插到 甘薯培养基上后能够生长出根系，其也可以是一些经过遗传操作的再生组织 (如经过诱导分化和/或转基因处理的细胞团)。作为本专利技术的优选方式，所述的外植体选自甘薯的茎段、叶或块根(薯块)。甘薯的茎段可以是从甘薯试管苗的茎蔓上切取的片段，通常茎段的直径是0. 2-0. 5cm，长度是1-2cm。当利用甘薯的叶进行扦插时，可以是整体的叶，也可以是部分叶，如叶柄或叶片。作为本专利技术更优选的方式，采用甘薯的苗尖(属于甘薯的茎段)进行扦插。采 用甘薯苗尖的优点是苗尖病毒含量较少或没有。作为本专利技术的优选方式，在扦插前，还包括步骤将甘薯外植体进行消毒灭菌。经消毒灭菌处理后的甘薯外植体可大大降低发生污染的可能，从而提高 出芽率。在扦插到培养基中后，对于甘薯外植体的培养时间没有特别的限制，这主要 取决于甘薯外植体上不定根的生长速度。作为本专利技术的优选方式，培养甘薯外 植体10-IOO天，从而产生甘薯不定根。更优选的培养时间为20-80天，进一 步优选的培养时间为40-70天。在上述培养时间内，甘薯外植体上可生长出足 够的不定根，用于后续步骤。在获得不定根后，培养甘薯不定根10-100天，从而从根系上生成甘薯芽。 优选的培养时间为20-80天，进一步优选的培养时间为40-70天。作为本专利技术的优选方式，在步骤(2)中，将甘薯不定根倒置于培养基质上， 倒置的优点是可以使本来位于下面的根系充分地与空气接触，从而有利于长 芽。 作为本专利技术的优选方式，当将甘薯不定根从原来的培养容器中取出后，不 去除其上残留的培养基质，直接倒置于新鲜培养基质上，这样，使得根系上还 残留有营养物质，从而更有利于根系的长芽，最大程度地不对根系造成伤害， 操作也更简化。在根系上产生甘薯芽后，可继续在培养基质上培养甘薯芽，使之扩繁得到 大量甘薯植株，或者可将获得的甘薯芽移栽到大田中进行培植。培养基质本专利技术对于用于生成不定根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生甘薯芽方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：　（１）在甘薯培养基质上培养甘薯外植体，产生甘薯不定根；　（２）将步骤（１）获得的甘薯不定根置于甘薯培养基质上，从而从根系上生成甘薯芽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，李海霞，杨俊，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]