基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法与流程

本发明涉及植物组织培养，具体涉及一种基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法。

背景技术：

1、草莓(fragaria×ananassa duch.)是蔷薇科草莓属多年生草本植物。草莓根系较浅，茎可根分为新茎、根状茎和匍匐茎。草莓种苗主要采用匍匐茎繁育，但是随着繁殖代数的增加，容易导致病虫害积累加重，而运用植物组织培养可以培育草莓脱毒苗，克服长期无性繁殖带来的品种退化、质量和产量地下等问题，从而保持品种优良性状。

2、而玻璃苗、褐化和污染是植物组织培养技术公认的三大难题。玻璃苗是在进行植物组织培养时，试管苗呈半透明状，植株矮小肿胀、失绿，其叶片皱缩或卷曲、脆弱易破碎，叶表无角质层蜡质，没有功能性气孔，仅有海绵组织，没有栅栏组织。

3、传统解决方法包括了：增加组培室内通气，并改善培养容器的通风换气条件，适当缩短继代间隔时间，增加自然光照，控制组培室温度，适当提高培养基中蔗糖含量，调节培养基中植物生长调节剂的浓度和比例。

4、组培导致褐变的影响因素很多。包括了植物种类、基因型及外植体类型、培养条件、培养基成分和外植体消毒等。

5、克服褐变的方法包括了选择适当的外植、进行材料的预处理、选择适宜的培养基和培养条件和添加合适的褐变抑制剂和吸附剂。

6、植物组织培养造成污染的原因很多，如工作环境空气不清洁，超净工作台过滤装置失效，培养基及器皿灭菌不彻底，外植体带菌及操作违规等。造成污染的病原主要为细菌、真菌和内源菌。

7、对外植体带菌引起的污染，情况则比较复杂，与外植体的种类、取材季节、部位、预处理方法及消毒方法等密切相关。传统解决方法除了保持组织培养室和接种室的洁净及规范操作，还需要根据不同材料选择合适的消毒剂和消毒方法。

8、因此，现有的植物组织培养技术限制了草莓种苗繁育效率。

技术实现思路

1、为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，以解决现有的植物组织培养技术限制了草莓种苗的繁育效率的问题。

2、为实现上述目的，提供一种基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，包括以下步骤：

3、获取待组培的草莓的外植体；

4、将碳纳米管溶于水中以获得混悬液，所述混悬液中的碳纳米管的浓度为50～100mg/l；

5、将所述外植体浸泡于所述混悬液中并采用超声波细胞破碎仪进行多个超声波循环处理，每个超声波循环处理包括一处理期和一休息期，所述处理期的时长为10～20s，所述休息期的时长为10～20s，多个所述超声波循环处理的总时长为2～30min；

6、在所述外植体经过多个所述超声波循环处理后，将所述外植体进行组织培养获得草莓组培苗。

7、进一步的，所述休息期的时长大于等于所述处理期的时长。

8、进一步的，所述碳纳米管为羧基化碳纳米管。

9、进一步的，所述外植体为匍匐茎的芽。

10、进一步的，所述组织培养的步骤包括：

11、对经过多个所述超声波循环处理后所述外植体进行消毒；

12、从所述外植体上剥离获得茎尖组织；

13、将所述茎尖组织接入第一培养基中进行初代诱导培养获得丛生芽苗；

14、将所述丛生芽苗进行继代培养获得不定芽；

15、将所述不定芽接入第二培养基中进行生根培养获得组培苗。

16、进一步的，所述第一培养基包括ms培养基、6-ba、naa和羧基化碳纳米管，6-ba的浓度为0.5mg/l，naa的浓度为0.05mg/l，羧基化碳纳米管的浓度为50mg/l。

17、进一步的，所述第二培养基包括ms培养基、naa、羧基化碳纳米管，naa的浓度为0.5mg/l，羧基化碳纳米管的浓度为50mg/l。

18、本发明的有益效果在于，本发明的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，在对草莓的外植体进行碳纳米管混悬液的超声处理后，细胞出现一定程度的膜壁破损，植物组织表面或内部的碳纳米管形成团聚。碳纳米管进入细胞内部后对细胞正常的新陈代谢产生影响，合适的碳纳米管浓度可以提高植物组织的可溶性糖和可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(sod)活性、过氧化物酶(pod)活性和抗坏血酸过氧化物酶(apx)活性，以及叶片光系统ii(psii)光化学活性和叶绿素含量，促进植物愈伤组织形成和诱导不定根发育。

19、本发明的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，基于超声波处理碳纳米管的草莓组培苗，提高了外植体愈伤组织和不定根形成效率，促进组培苗根系生长发育，进而提高了草莓种苗繁育效率。本发明的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，若基于超声波处理碳纳米管的植物种子，可以提前打破休眠进行萌芽，促进实生苗根系生长发育。

技术特征：

1.一种基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，所述休息期的时长大于等于所述处理期的时长。

3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，所述碳纳米管为羧基化碳纳米管。

4.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，所述外植体为匍匐茎的芽。

5.根据权利要求4所述的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，所述组织培养的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，所述第一培养基包括ms培养基、6-ba、naa和羧基化碳纳米管，6-ba的浓度为0.5mg/l，naa的浓度为0.05mg/l，羧基化碳纳米管的浓度为50mg/l。

7.根据权利要求5所述的基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，其特征在于，所述第二培养基包括ms培养基、naa、羧基化碳纳米管，naa的浓度为0.5mg/l，羧基化碳纳米管的浓度为50mg/l。

技术总结
本发明公开了一种基于碳纳米管的促进草莓组培苗的根系生长的方法，在对外植体进行碳纳米管混悬液的超声处理后，细胞出现一定程度的膜壁破损，植物组织表面或内部的碳纳米管形成团聚。碳纳米管进入细胞内部后对细胞正常的新陈代谢产生影响，合适的碳纳米管浓度可以提高植物组织的可溶性糖和可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性，以及叶片光系统II光化学活性和叶绿素含量，促进植物愈伤组织形成和诱导不定根发育。本发明解决了现有的植物组织培养技术限制了难生根植物的繁育的问题。

技术研发人员：曹凡,王曼曼,谷青青,徐秋霞,吴玲,冯路路,张惠敏,黄欣,柯裴蓓,闫洪朗,王康,李玉娟
受保护的技术使用者：江苏沿江地区农业科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15