[发明专利]一种芝麻未授粉子房离体培养愈伤组织诱导方法

说明书

本发明提供了一种芝麻未授粉子房离体培养愈伤组织诱导方法，包括以下步骤：（1）材料选取与消毒：选择生长健壮、无病虫害的芝麻植株，采集开花前1~2d花药未开裂的未授粉花蕾，并进行消毒处理；（2）外植体预处理：剥取子房作为外植体，放入一定浓度的维生素C溶液中浸泡处理2h；（3）外植体接种与诱导培养：将外植体平放接种于诱导培养基上，先进行24~48h的热激处理，然后在23~28℃的培养温度下进行诱导培养，培养期间前30d为暗培养，后改为光照培养。通过本发明的方法成功诱导出芝麻未授粉子房愈伤组织，诱导率最高可达36.74%。本发明为进一步建立完整的芝麻未授粉子房离体培养体系奠定了物质基础。

技术领域

本发明涉及一种芝麻未授粉子房离体培养愈伤组织诱导方法，属于现代作物育种技术领域。

背景技术

芝麻（Sesamum indicum L.）属胡麻科（Pedaliaceae）胡麻属（Sesamum），是世界上最古老的油料作物之一，有2000多年的栽培历史，主要分布在亚洲、非洲等国家，在印度、苏丹、缅甸和我国种植面积较大，单位面积产量和总产量我国最多。芝麻在我国种植区域广泛，主要分布于黄河及长江中下游各省，以及河南、湖北、安徽、江西、河北等省分布较多，其中河南产量最多，约占全国的30%左右。根据种皮颜色的不同，芝麻可分为白芝麻、黑芝麻、黄芝麻等类型，其中白芝麻和黑芝麻最为常见，也是种植面积最大的两种芝麻。芝麻的营养价值很高，不仅富含脂肪、蛋白质、矿物质、维生素及膳食纤维等，还含有很多重要的活性成分，如芝麻素、芝麻酚、芝麻素酚、芝麻林素、芝麻林素酚等。现代研究表明，芝麻中所存在的活性成分对人体健康具有积极作用，例如抗氧化、清除自由基、抗衰老、预防糖尿病、预防肥胖症、治疗高血压、抗肿瘤、抑制肝损伤等，已经在世界范围内引起广泛的关注。

目前世界上主要芝麻生产国都十分重视芝麻品种改良及其开发利用方面的研究工作。品种改良在促进芝麻生产发展中起关键作用，高产、优质、高抗品种一直是育种专家追求的目标。系统选育和杂交选育等常规育种方法是目前芝麻新品种选育的主要途径，主要依靠育种者的经验，存在工作繁琐、育种周期长、效率低等问题，已经不能满足芝麻育种的需要。利用单倍体进行作物育种，可以加快育种进程、节约时间和成本、提高育种效率，是现代作物育种中快速、有效的方法之一。通过单倍体诱导，经染色体加倍后能获得基因位点完全纯合的双单倍体系（DH系），有效地缩短育种周期。此外，在杂合二倍体中许多不表达的隐性基因能够在 DH 系中表达，有利于发现作物的优良表型，改良作物的优良性状，提高作物的育种效率。此外单倍体培养和加倍过程中会出现基因突变，能够创新种质资源，增加群体遗传多样性。诱变单倍体能够快速发现隐性基因突变，有利于突变体筛选和基因功能的研究。

自然界虽然能够自发形成单倍体，但频率极低，仅在0.001%~0.01%，不能满足育种的需求，因而通过人工方法获取单倍体成为主要的手段。目前，获得单倍体的途径主要有以下几种：（1）雄配子体（花药、花粉）离体培养；（2）未受精雌核（未受精的子房和胚珠）离体培养；（3）染色体消除方法；（4）半配受精。在这些途径中，花药及花粉离体培养获得单倍体的研究较为成功，已与常规杂交育种、远缘杂交育种、诱变育种以及转基因技术相结合，发展形成了一套育种技术体系。作为植物单倍体育种的另一条重要途径，未受精子房及胚珠的离体培养与花药及花粉的离体培养具有同样重要的价值和地位，并且还具有以下独特的优点：有些植物花药培养至今难以成功或诱导率太低，而未受精子房或胚珠离体培养可提供一条单倍体育种新途径；对于雄性不育的植物无法用花药来培养获得单倍体，可采用未受精子房或胚珠培养来诱导；未受精子房或胚珠培养的后代能产生较多的绿苗；在某些材料中花粉植株表现明显的倍性变异和性状变异，子房培养后代也许较为稳定。