本發明專利技術公開了一種高通量篩選耐鹽植物的方法及裝置，通過在植物生物反應器中大批量培養篩選材料，在同一裝置中方便地提供和更換鹽脅迫條件并進行培養篩選，從大量植物群體中獲得具有耐鹽性的植物變異體并擴繁，包括以下步驟：1）植物體批量獲得；2）耐鹽植株的篩選；3）耐鹽株系的規模擴繁。本發明專利技術涉及到裝置的分體式的設計，即裝置的儲液罐為可拆卸連接的，實現不同培養液的更換。本發明專利技術的方法及裝置提供了一種實現植物抗鹽篩選和后續培養的連續操作，大大減小工作量以及極大的提高篩選和進一步擴繁的效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及植物育種栽培
，特別涉及一種在植物組織培養條件下高通量篩選耐鹽植物的方法及裝置。
技術介紹
在自然界條件下，由于不同的地理位置和氣候條件以及人類活動等多方面原因，造成了各種不良環境，超出了植物正常生長、發育所能忍受的范圍，致使植物受到傷害甚至死亡。這些對植物產生傷害的環境稱為逆境或脅迫。而植物對不良環境的適應性和抵抗力為抗逆性或抗性。植物抗逆是植物對抗不良環境，比如抗旱、抗鹽堿、抗澇、抗風、抗凍、抗病蟲害等的能力。植物的環境脅迫因素分物理、化學和生物三大類。其中，物理類有:干旱、熱害、冷害、凍害、淹水(澇，潰)、光輻射、機械損傷、電傷害、磁傷害、風害等；化學類有:元素缺乏、元素過剩、低pH、高pH、鹽堿、空氣污染、殺蟲劑和除草劑、毒素、生化互作物質等；生物類有:競爭、抑制、生化互作 、共生微生物缺乏、人類活動、病蟲害、動物危害、有害微生物等。隨著土地鹽堿化程度加重，以及對沿海灘涂地區的土地利用的需求逐漸增多，對植物抗鹽特性的挖掘變得尤為重要，對抗鹽植物的發掘和開發的需求也變得越來越迫切。植物的抗鹽性來自兩個方面，一是自然進化適應獲得；二是人工選擇培育，通過誘變篩選、雜交育種、基因工程等方法，進行植物抗鹽性能的改良；另外還可通過人工保護和調控措施，增強植物抗鹽性。自然進化耗時漫長，是一種效率低的方法。人工培育中的雜交方法時間也比較長，而且需要考慮多方面的因素，因此效率也不高，而基因工程由于其定向的進行相關抗鹽及耐鹽基因的轉移使植物具有相關的抗鹽特性，是一種高效的操作方式，但現階段人們對于轉基因的理解不足導致了這種方式具有一定的局限性。誘變篩選方式是一種效率較高的方法，是提供足夠的材料在誘變后得到相應的變異，并利用一定的鹽濃度環境來進行抗鹽植物株系篩選的一種方法，其中通過植物組織培養，后通過誘變后提供一定鹽濃度的環境來進行植物的抗鹽植物的篩選有很高的應用潛力，已利用其篩選出多種有用植物。其也有許多缺點和不足，如利用組織培養方法進行抗鹽篩選一般是小概率事件，因此需要大量的篩選材料，而常規的方法獲得大量篩選材料的效率比較低，因此需要一種方法在短時間內提供大量的篩選材料；抗鹽植物篩選一般需要多個步驟的漸進式提供不同濃度的鹽分條件，以使具有變異的株系存活保存下來，而常規方法需要做大量的工作來將篩選材料轉移到不同的鹽濃度環境中，工作量巨大，因此需要一種方法來降低工作量；抗鹽植物需要推廣利用時，需要短時間內獲得大量的種植材料，而一般情況下初始材料的量比較小，需要長時間的擴繁工作，因此迫切需要一種快速大規模的擴繁方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供了一種在植物組織培養條件下高通量篩選耐鹽植物的方法及其所需裝置。為實現上述目的，本專利技術提供了一種高通量篩選耐鹽植物的方法，通過在植物培養反應器裝置中大批量培養篩選材料，在同一裝置中方便地提供和更換鹽脅迫條件并進行培養篩選，從大量植物群體中獲得具有耐鹽性的植物變異體并擴繁，以獲得具有耐鹽性的植物，具體包括以下步驟: (1)植物體批量獲得:將植物體處理后接種入植物培養反應器裝置中進行培養參數設定后，進行規模化培養，根據需要進行下一步的操作； 其中所述的培養參數包括培養基、培養基pH、浸沒頻率、接種密度、培養條件和培養時間； 培養基為根據植物種類的不同進行不同培養基的確定及激素種類及濃度的選擇，包含現有的培養基類型及通過改良后的培養基類型； 培養基PH為用于培養擴繁的pH為植物適宜生長的范圍為5.(Γ7.0 ； 浸沒頻率可以根據植物種類不同調整不同的浸沒頻率，范圍為lmin/24tT24h/24h ； 接種密度的范圍為3飛00個/L ； 培養條件為光照強度100(T500001ux，光照時間5 20 h/d，培養溫度25± 1°C ； 培養時間依據不同植物生長狀態來確定，一般生長時間為l(T90d，以植物體長滿培養容器為宜，期間培養液的消耗可以通過裝置中方便拆卸組裝的儲液罐結構來進行更新或補充； (2)耐鹽植株的篩選:通過植物培養反應器裝置分體式的設計將培養液更換為0.5%的EMS溶液，將獲得的植株經0.5%的EMS誘變劑處理誘變3小時后，再進行培養液的更換，在培養液中設置一定的鹽濃度和梯度，培養篩選以獲得具有抗鹽特征的植物株系，其中鹽是指氯化鈉作為脅迫元素，濃度為0.19Γ3.0% ； (3)抗鹽株系的規模擴繁:在同一裝置中對篩選后得到的抗鹽株系，通過一定的培養條件，尤其是鹽濃度下進行進一步的抗鹽植株穩定性篩選和規模化擴繁，所述一定的培養條件是指培養的環境既可以是具有一定鹽濃度存在的的培養條件，也可以是不含鹽的培養條件，所述一定鹽濃度存在的情況為鹽濃度為0.19Γ3.0%。作為本專利技術方法的優選技術方案為，所述培養基pH的范圍為5.5^6.5 ;所述浸沒頻率的范圍為3min/18tT30min/3h ;所述接種密度的范圍為60 150個/L ;所述培養條件為光照強度150(T2000 lux，光照時間8 18 h/d ;所述培養時間為2(T40d。本專利技術涉及到裝置的分體式的設計，可以通過換液的時機提供不同的鹽濃度，實現對植物體進行抗鹽篩選的目的。在篩選得到抗逆植物株系后，通過一定的培養條件，尤其是鹽濃度下進行進一步的抗逆植株穩定性篩選和規模化擴繁。本專利技術的方法及裝置提供了一種實現植物抗鹽篩選和后續培養的連續操作，大大減小工作量以及極大的提高篩選和進一步擴繁的效率。本專利技術還提供了用于一種高通量篩選耐鹽植物的方法的裝置，包括空氣除菌器、連接管、反應器罐體蓋子、反應器培養罐體、培養液連接管、儲液罐、儲液罐蓋子、充氣泵和時控器，所述反應器培養罐體為上下開口并且中空的容器，上端與所述反應器罐體蓋子可拆卸連接，下端與所述儲液罐可拆卸連接，在所述反應器罐體蓋子上方設置有凸嘴，所述凸嘴通過所述連接管與所述空氣除菌器連接，在所述反應器培養罐體的中間設置有擋板，在所述擋板下方的中間位置設置有向下突出的凸嘴，在所述凸嘴上連接有培養液連接管，在所述反應器培養罐體的外側，位于所述擋板下方的位置設置有橫向的凸嘴，所述凸嘴通過所述連接管與所述空氣除菌器連接，所述充氣泵連接在所述反應器培養罐體側面的空氣除菌器外側，所述時控器連接在所述充氣泵的外側，另外還設置有多個用于更換的所述儲液罐，在用于更換的所述儲液罐上可拆卸連接有所述儲液罐蓋子。作為本專利技術裝置的進一步改進，在所述凸嘴與擋板連接的位置設置有過濾網。作為本專利技術裝置的優選技術方案，所述可拆卸連接為螺紋連接或者卡槽連接；所述反應器培養罐體的直徑為5 50cm，高度為l0~50c ;其中更進一步的優選為所述反應器培養罐體的直徑為l0~30cm，高度為20~40cm。其中，空氣除菌器用于過濾空氣，使培養反應器內進出的空氣處于無菌狀態；連接管為可耐高溫高壓滅菌材料，用于連接反應器罐體蓋子和空氣除菌器以及反應器培養罐體和空氣除菌器；反應器罐體蓋子具有螺紋、卡槽或其他方式與反應器罐體連接，且上部可通過連接管與空氣除菌器連接，實現罐體中氣壓的排放；反應器罐體蓋子為可耐高溫高壓(121°C ,30 min)滅菌材料，且材料為可透光材料，以利于培養時光的通過，從而使植物培養時光照的供給。反應器培養罐體為培養植物組織的部分，罐本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高通量篩選耐鹽植物的方法，其特征在于：通過在植物培養反應器裝置中大批量培養篩選材料，在同一裝置中方便地提供和更換鹽脅迫條件并進行培養篩選，從大量植物群體中獲得具有耐鹽性的植物變異體并擴繁，以獲得具有耐鹽性的植物，具體包括以下步驟：???（1）植物體批量獲得：將植物體處理后接種入植物培養反應器裝置中進行培養參數設定后，進行規模化培養，根據需要進行下一步的操作；???其中所述的培養參數包括培養基、培養基pH、浸沒頻率、接種密度、培養條件和培養時間；???培養基為根據植物種類的不同進行不同培養基的確定及激素種類及濃度的選擇，包含現有的培養基類型及通過改良后的培養基類型；???培養基pH為用于培養擴繁的pH為植物適宜生長的范圍為5.0~7.0；???浸沒頻率可以根據植物種類不同調整不同的浸沒頻率，范圍為1min/24h~24h/24h；???接種密度的范圍為3?~600個/L；???培養條件為光照強度1000~50000lux，光照時間5~20?h/d，培養溫度25±1℃；???培養時間依據不同植物生長狀態來確定，一般生長時間為10~90d，以植物體長滿培養容器為宜，期間培養液的消耗可以通過裝置中方便拆卸組裝的儲液罐結構來進行更新或補充；???（2）耐鹽植株的篩選：通過植物培養反應器裝置分體式的設計將培養液更換為0.5%的EMS溶液，將獲得的植株經0.5%的EMS誘變劑處理誘變3小時后，再進行培養液的更換，在培養液中設置一定的鹽濃度和梯度，培養篩選以獲得具有抗鹽特征的植物株系，其中鹽是指氯化鈉作為脅迫元素，濃度為0.1%~3.0%；???（3）抗鹽株系的規模擴繁：在同一裝置中對篩選后得到的抗鹽株系，通過一定的培養條件，尤其是鹽濃度下進行進一步的抗鹽植株穩定性篩選和規模化擴繁，所述一定的培養條件是指培養的環境既可以是具有一定鹽濃度存在的的培養條件，也可以是不含鹽的培養條件，所述一定鹽濃度存在的情況為鹽濃度為0.1%~3.0%。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳集雙，賈明良，張本厚，歐陽平凱，金磊磊，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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