一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及棉花纖維領(lǐng)域，特別涉及一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)方法。一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，在BT培養(yǎng)基中添加第二組分，第二組分選自以下物質(zhì)中的任一種：油菜素內(nèi)酯、茉莉酸甲酯、油菜素內(nèi)酯和茉莉酸甲酯、蔗糖、氯化鉀、甘露醇。本發(fā)明提供的一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，采用棉花胚珠離體培養(yǎng)方法，排除了全株參與的復(fù)雜性，排除了田間條件下，水分、光照、溫度等的變化，在離體條件下可以人為的控制條件更好的研究棉纖維的發(fā)育機(jī)理；通過該培養(yǎng)基培養(yǎng)得到的棉花纖維的長度得到很大的提高，這對棉花品質(zhì)的提高具有重要意義。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及棉花纖維領(lǐng)域，具體而言，涉及一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基及其 培養(yǎng)方法。 一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)方法

【背景技術(shù)】
[0002] 棉纖維是由胚珠外珠被的表皮細(xì)胞延伸而成，長纖維和短纖維都是一個(gè)單細(xì)胞， 成熟的棉纖維為扁平管狀，由基部、中部、頂端組成。棉纖維由外而內(nèi)由初生胞壁、次生胞壁 和中腔組成，初生胞壁是纖維的原始結(jié)構(gòu)，由果膠構(gòu)成，外部有蠟質(zhì)；次生胞壁由纖維素構(gòu) 成，呈輪紋狀層次。
[0003] 棉纖維發(fā)育從開花到吐絮結(jié)束，一般在40-50天，根據(jù)其生理代謝不同，將棉纖維 發(fā)育過程分為纖維原始細(xì)胞的分化、伸長、次生壁加厚以及脫水成熟四個(gè)連續(xù)發(fā)育時(shí)期。棉 纖維原始細(xì)胞的分化指胚珠表皮細(xì)胞分化形成纖維原始細(xì)胞，在棉花開花前3天開始，開 花當(dāng)天完成。隨后纖維原始細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的IAA氧化酶被酸類物質(zhì)破壞而導(dǎo)致IAA活性得到 提高，促進(jìn)了表皮細(xì)胞突起，進(jìn)而促使纖維的伸長，在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，早期分化的纖維形成長 纖維，晚期分化的纖維形成短纖維，一般花后30天纖維達(dá)到最大長度。纖維伸長期和次生 壁加厚期有很長一段時(shí)間的重疊期，棉纖維脫水成熟是從裂鈴到充分吐絮，大約5天左右， 棉鈴裂后，纖維脫水干燥，細(xì)胞死亡，縮成扁管狀，由于纖維束呈螺旋狀沉積，因受脫水產(chǎn)生 的內(nèi)力的影響，使得纖維收縮轉(zhuǎn)曲，最終纖維成熟。
[0004] 棉纖維發(fā)育除受到基因型的影響外，溫度、水分和光照等環(huán)境因素以及栽培條件 都嚴(yán)重影響纖維發(fā)育，進(jìn)而影響棉纖維品質(zhì)。基因型對棉花纖維品質(zhì)的影響不言而喻。在 環(huán)境因素中，溫度是制約棉纖維分化和發(fā)育的主要因素，溫度高，伸長快，時(shí)間短，反之，溫 度低，則伸長期長。水分是通過影響棉株的生長和生理過程間接影響棉纖維發(fā)育，光照則是 主要影響次生壁和纖維素的淀積而影響纖維品質(zhì)。
[0005] 利用高通量測序的方法，對無絨無絮突變體和野生型的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)信 號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、脂質(zhì)代謝途徑，生長素信號途徑，蔗糖信號途徑，纖維代謝途徑、磷酸酶和脫氫 酶等途徑或基因在纖維發(fā)育早期其重要作用。
[0006] 白玉林等以新陸早16號等材料，測定了棉纖維發(fā)育過程中IAA和GA等內(nèi)源激素 的含量，結(jié)果表明在纖維快速伸長期的IAA和GA等激素的含量較高，推測IAA和GA等對棉 纖維的伸長有一定的促進(jìn)作用。胚珠表皮細(xì)胞的分化與IAA含量有密切關(guān)系，開花后0-3d， IAA含量越高，胚珠表皮分化越多，并直接增加了棉子表面著生的纖維數(shù)。外源激素 IAA和 GA均能有效促進(jìn)纖維的伸長，但二者作用時(shí)期不同，其中IAA主要作用于棉纖維的伸長期， 而GA則主要作用于棉纖維發(fā)育的早期。趙旌旌和王隆華（2000)研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)膒H條 件下，GA3，GA4和GA4+7對棉纖維的伸長均有顯著的促進(jìn)作用，但是每種赤霉素都有一個(gè)合 適的濃度，且各不相同。IAA、GA和KT對離體纖維啟始和發(fā)育的影響，結(jié)果表明單獨(dú)使用KT 不能促進(jìn)纖維的生長，而IAA與GA單獨(dú)使用時(shí)都能促進(jìn)纖維的生長，且同時(shí)使用時(shí)促進(jìn)作 用更為明顯。譚瑕嶺（2009)測定了開花后6d棉花纖維和胚珠中菜油淄醇的含量，發(fā)現(xiàn)其 在纖維快速伸長期有較高的含量，而在次生壁合成期則含量下降。在離體胚珠培養(yǎng)的BT培 養(yǎng)基添加菜油淄醇，纖維長度與對照相比明顯變短，由此推測菜油淄醇與纖維伸長有密切 關(guān)系。外源乙稀也能促進(jìn)離體纖維的生長。
[0007] 植物組織培養(yǎng)是目前應(yīng)用最廣泛的生物技術(shù)之一。胚珠培養(yǎng)是研究離體纖維生長 發(fā)育的重要方法。胚珠培養(yǎng)是指從子房中剝離出胚珠，并接種于培養(yǎng)基上培養(yǎng)的過程。棉 花胚珠離體培養(yǎng)為棉花纖維生長發(fā)育的研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺，可以避免大自然的一些不 確定因素（天氣、溫度、光照等）的影響，而實(shí)現(xiàn)大量穩(wěn)定生產(chǎn)棉纖維伸長發(fā)育的重要方法 之一，可以作為研究細(xì)胞伸長和分化的一個(gè)參考模型。
[0008] 農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心對我國1998-2011年14年間主產(chǎn)棉區(qū)的 主栽品種進(jìn)行了纖維品質(zhì)性狀的調(diào)查分析并指出我國生產(chǎn)領(lǐng)域棉纖維上半部平均長度 主要分布在中線28. 0-30. 9mm區(qū)間，占77. 1% ;纖維長度整齊度指數(shù)達(dá)到或高于高檔次 (83.0%-85. 9%)的樣品占55. 57%。由此可見，我國棉花纖維品質(zhì)中的纖維長度整齊度 較好，而纖維長度只以中絨為主，難以完全滿足中短絨和中長絨的需求，提高我國棉花纖 維品質(zhì)，特別是調(diào)整棉花纖維長度分布成為我國棉花育種亟待解決的關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)方法，以解決上 述的問題。
[0010] 在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，在BT培養(yǎng)基中添 加第二組分，所述第二組分選自以下物質(zhì)中的任一種：油菜素內(nèi)酯、茉莉酸甲酯、油菜素內(nèi) 酯和茉莉酸甲酯、蔗糖、氯化鉀、甘露醇。
[0011] 優(yōu)選地，所述第二組分為油菜素內(nèi)酯，所述油菜素內(nèi)酯的含量為0.05-1 μ mol/L。
[0012] 優(yōu)選地，所述油菜素內(nèi)酯的含量為0. 1-0. 5 μ mol/L。
[0013] 優(yōu)選地，所述第二組分為茉莉酸甲酯，所述茉莉酸甲酯的含量為0. 05-7 μ mol/L。
[0014] 優(yōu)選地，所述茉莉酸甲酯的含量為0. 5-5 μ mol/L。
[0015] 優(yōu)選地，所述第二組分為油菜素內(nèi)酯和茉莉酸甲酯，所述油菜素內(nèi)酯的含量為 0· 05-0. 2 μ mol/L，所述茉莉酸甲酯的含量為0· 5-5 μ mol/L。
[0016] 優(yōu)選地，所述第二組分為蔗糖，所述蔗糖的含量為2-15g/L。
[0017] 優(yōu)選地，所述第二組分為氯化鉀，所述氯化鉀的含量為0. 01-0. 08mol/L。
[0018] 優(yōu)選地，所述第二組分為甘露醇，所述甘露醇的含量為3-10g/L。
[0019] 優(yōu)選地，所述BT培養(yǎng)基還含有吲哚乙酸和赤霉素；所述吲哚乙酸的添加量為 8-12 μ mol/L，所述赤霉素的添加量為4-6 μ mol/L。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)方法，包括以下步驟：田間棉花開 花前一天進(jìn)行自交并掛牌標(biāo)記，取開花后三天的幼鈴的胚珠，然后采用權(quán)利1-9任一項(xiàng)所 述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基進(jìn)行離體暗培養(yǎng)；培養(yǎng)溫度為30°C ±2°C。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，采用棉花胚珠離體培養(yǎng)方 法，排除了全株參與的復(fù)雜性，排除了田間條件下，水分、光照、溫度等的變化，在離體條件 下可以人為的控制條件更好的研究棉纖維的發(fā)育機(jī)理；通過該培養(yǎng)基培養(yǎng)得到的棉花纖維 的長度得到很大的提商，這對棉花品質(zhì)的提商具有重要意義。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過具體的實(shí)施例子對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 1. 1試驗(yàn)地點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)于2014年1月-5月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花生物 學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室海南科研中心進(jìn)行。
[0025] 1. 2試驗(yàn)材料供試材料為棕1-61、棕263、RT白絮、綠棉CC28、綠棉G88,所有材料 均有中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所國家中期庫提供。所有材料有本實(shí)驗(yàn)室每年自交保存。實(shí) 驗(yàn)用的植物生長調(diào)節(jié)劑有吲哚乙酸（IAA)、赤霉素（GA3)、茉莉酸甲酯（MeJA)和油菜素內(nèi)酯 (BR)購自阿拉丁。氯化鉀、甘露醇和蔗糖均為國產(chǎn)分析純。胚珠離體培養(yǎng)用的化學(xué)試劑購 自德國Amresco公司或美國Sigma公司。
[0026] BT培養(yǎng)基的配置：BT培養(yǎng)基配方如表1所示。將配方中的物質(zhì)配制好后，pH調(diào) 至5. 0,所用BT培養(yǎng)基分裝在100ml三角燒瓶中，每瓶加50ml培養(yǎng)基，經(jīng)高壓滅菌（121 °C， 20min)，備用。
[0027] 表1BT培養(yǎng)基配方
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，在BT培養(yǎng)基中添加第二組分，所述 第二組分選自以下物質(zhì)中的任一種：油菜素內(nèi)酯、茉莉酸甲酯、油菜素內(nèi)酯和茉莉酸甲酯、 蔗糖、氯化鉀、甘露醇。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述第二組分為 油菜素內(nèi)酯，所述油菜素內(nèi)酯的含量為〇. 05-1 μ mol/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述第二組分為 茉莉酸甲酯，所述茉莉酸甲酯的含量為0.05-7 μ mol/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述茉莉酸甲酯 的含量為〇· 5-5 μ mol/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述第二組分為 油菜素內(nèi)酯和茉莉酸甲酯，所述油菜素內(nèi)酯的含量為〇. 05-0. 2 μ mol/L，所述茉莉酸甲酯的 含量為 0. 5-5ymol/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述第二組分為 蔗糖，所述蔗糖的含量為2-15g/L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述第二組分為 氯化鉀，所述氯化鉀的含量為〇. 01-0. 〇8mol/L。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述第二組分為 甘露醇，所述甘露醇的含量為3-10g/L。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基，其特征在于，所述BT 培養(yǎng)基還含有吲哚乙酸和赤霉素；所述吲哚乙酸的添加量為8-12 μ mol/L，所述赤霉素的 添加量為4-6ymol/L。
10. -種增加棉花纖維長度的培養(yǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟：田間棉花開花前 一天進(jìn)行自交并掛牌標(biāo)記，取開花后三天的幼鈴的胚珠，然后采用權(quán)利1-9任一項(xiàng)所述的 增加棉花纖維長度的培養(yǎng)基進(jìn)行離體暗培養(yǎng)；培養(yǎng)溫度為30°C ±2°C。
【文檔編號】C05G3/00GK104109032SQ201410365731
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】杜雄明, 劉松江, 龔文芳, 孫君靈, 潘兆娥, 賈銀華, 何守樸, 龐寶印, 王立如 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所