苎麻种质资源水培保存方法与流程

本发明涉及种质资源保存技术，具体涉及苎麻种质资源水培保存的技术。

背景技术：

苎麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud.)属于荨麻科(Urticaceae)苎麻属(Boehmeria)，多年生宿根性植物，素有“中国草”之称。种质资源是人类赖以生存和发展的战略资源，是作物新品种选育、科学研究及生产发展的重要物质基础。苎麻作为中国特有的经济作物，自上世纪50年代以来，种质资源安全保存一直受到国家和科技工作者的高度关注，苎麻种质资源保存取得了重要的进展。目前建成世界面积最大、保存种类和数量最丰富的国家种质苎麻圃。

苎麻种质资源采用田间种植集中保存，这种保存方式难以切断种质间病害的传播，尤其是地下害虫侵害，由于跑马根，种质之间容易串蔸。并且，田间种植保存苎麻种质资源冬季只能够以地下茎保存过冬，春天蔸子才发芽生长，不能满足科研需求。为了安全而稳定地保存苎麻种质资源，便于种质资源交流及共享利用，解决田间种植保存苎麻种质资源带来的弊端，有必要对现有保存方法进行完善和创新。

许英等(2011)研究了玻璃化超低温保存技术，保存微绿苎麻取得初步成功。但是苎麻种质间复杂性，随着种质不同，组织培养方法即亦不同，目前还未找到通用的组织培养方法，给通用的玻璃化超低温保存技术体系建立和推广产生很大的障碍。

技术实现要素：

本发明正是针对以上问题，提供一种通用的苎麻种质资源水培保存方法，集成了保存环境、水培装置、材料前处理、日常保存管理等技术。本发明可以室内进行，保存种质资源安全，工艺简单，管理方便，外界环境影响小。

具体技术方案如下：

(一)保存环境准备

苎麻种质资源水培在保存室内进行，保存室可以是温室、玻璃房、塑料大棚等，保存室无须安装控温装置。透明保存室需要在棚(屋)顶安装荫棚，以备高温遮阴使用。非透明保存室内需要安装光照控制时间和控制强度装置。

(二)水培装置准备

水培装置分为底部和上边部分固定支撑板(图1)。底部市售购得，按照保存种质资源多少设计保存区间，小区之间安装隔板，形成独立的空间，每个小区为单独的循环水。水培装置的固定支撑板(上面部分)，主板设计为PC耐力板(透明)，厚度为1～2cm，板的大小为120cm×110cm，主板开9～12个孔(带支撑边缘)，大小为直径16～20cm。主板孔中放入相同直径的圆形海绵，海绵厚度为主板的两倍，海绵中心剪成十字形开口，用于插放苎麻嫩稍。

(三)材料前处理

水培苎麻种质资源取材的时间为每年的3月上旬至10月中旬。取生长势强，不带病的嫩梢20～25cm，保留顶部成熟叶片3～4片，用多菌灵、百菌清、0.1％～0.25％高锰酸钾消毒嫩梢伤口部分，扦插于水培装置的海绵中心孔中，入水嫩茎长度为1.5～2.5cm，水培装置中的水为流动的清水(无添加任何营养液)。

新扦插苎麻苗在清水中培养8～10天后，将清水换成营养液继续培养。

营养液可以使用市场上售卖的营养液，如海珀尼卡无土栽培植物营养液，标优美(BIOM)，德沃多肥料DEWODUOFEILIAO水培营养液。替换清水时，营养液添加量为说明书规定用量的50％。

营养液也可以使用自制MS营养液，MS营养液的配制方法为：10L水添加50～100ml大量元素，5～10ml微量元素以及5～10ml铁盐。替换清水时，向MS营养液添加50％的清水。

冬培过程中市售营养液和MS培养液不宜混用。

大量元素组成为：KNO₃1.9g/L，NH₄NO₃ 1.65g/L，KH₄PO₄ 0.17g/L，MgSO₄·7H₂O 0.37g/L，CaCl₂.2H₂O 0.44g/L；

微量元素组成为：KI 0.83mg/L，H₃BO₃ 6.2mg/L，MnSO₄.4H₂O 22.3mg/L，ZnSO₄8.6mg/L，Na₂MoO₄ 2H₂O 0.25mg/L，CuSO₄ 0.025mg/L，CoCl₂.6H₂O 0.025mg/L；

铁盐组成：Na₂·EDTA 37.25mg/L，FeSO₄·7H₂O 27.85mg/L。

配置要求每份药品溶解充分再加入下一个样品，称量添加药品顺序按照以上顺讯进行不能改变。

(四)日常保存管理

营养液补充：本发明水培苗采用饥饿培养方法，抑制苎麻种质生长速度过快。一年添加10～15次营养液，不同的苎麻种质添加的次数不同。每次叶片由绿泛黄始添加。

当使用市售营养液作为补充时，按说明书规定用法添加，每次添加不超过200mL；

当使用MS营养液作为补充时，直接使用，不必稀释，每次添加不超过200mL。

水补充管理：水培装置中的水为流动循环水，水量少于装置的2/3添加水，水培装置一年换洗、消毒一次。

植株处理：不同的苎麻种质生长的速度不同，株高55～65cm统一剪切，茎留2cm左右，每年剪切次数不超过6次。

根部处理：水培苎麻根部以须根和扁担根为主，随着水培的时间增加根生长的速度加快，从第二年开始，一年清理一次根部，去掉2/3的须根，1/3扁担根。

本发明优点在于：

本发明可以室内进行，资源安全，工艺简单，管理方便，外界环境影响小。

一、与田间种植保存相比较

1、水培保存苎麻种质资源每份种质保存的空间独立，可以避免种质间串蔸，避免种质资源混杂。

2、能有效防止地下病害虫侵害及种质间传播

3、水培保存的苎麻种质资源，一年四季都能提供茎叶共享利用，克服田间种植保存冬季不能够提供茎叶共享的局面。

二、与超低温保存比较

1、培养环境要求简单，室温下就能够进行，不需要提供特效环境

2、保存前处理过程简单，嫩梢只要经过简单消毒，亲水中培养7天左右，转入含有营养液的水中就可长期保存

3、便于共享利用，水培保存种质资源根茎叶齐全，不需要进行种质再生繁殖再提供共享。

附图说明：

图1水培装置上边部分固定支撑板；

图2待保存的苎麻种质资源

图3水培保存的苎麻种质资源

图4四个品种的苎麻在水培保存下的生长情况

具体实施方式

本发明结合具体实施案例进一步说明。

2015年9月27日，取国家种质长沙苎麻圃中“洞口青皮麻”、“马嘴白麻”、“绿竹白”及“白皮蔸”四份种质嫩梢，25cm左右，每份种质取100棵。削去叶片，留顶端3～4片叶，用小刀整理茎，切除受伤部位，保留3个节以上的茎，得到待保存的苎麻种质资源(图2)。

5％多菌灵消毒茎伤口，插于Karen无土栽培水培装置中，入水嫩茎长度为1.5～2.5cm，水培装置中的水为清水(无添加任何营养液)，培养10天。换水，添加营养液，营养液为市售的，第一次田间的量为说明书规定的1/2。

至2016年11月，日常管理情况如下：

环境处理：冬天温度低于15℃塑料大棚通风口封闭，温度高于28℃拉上内外遮阴网。

营养液补充：添加的时间按照植株叶片的表现来添加，开始泛黄的时候添加营养液，总共添加了10次营养液，添加的时间分别为2015年12月7日，2016年2月26，3月31日，5月9日，5月31日，6月28日，7月28日，8月30日，9月29日，10月27日。

水分补充：水分补充次数夏季较多，气温低于20℃每月补充水分1次，气温于20℃～29℃间每20天补充水分1次，气温30℃及以上每10～15天补充1次水分。

植株处理：总共剪枝条5次，分别为3月22日，5月31日，7月12日，9月8日，11月8日

根部处理：5月31日去掉2/3须根。

“洞口青皮麻”、“马嘴白麻”、“绿竹白”和“白皮蔸”自水培开始，植株成活率，经过冬季严寒低温下成活率以及经历酷暑时高温下植株生长情况均良好，具体见附图4。