诱导植物形成储藏根的培养基和方法

技术领域

本发明属于植物培养领域，具体涉及诱导植物形成储藏根的培养基和方法。

背景技术

储藏根是块根类作物的重要器官，其生长发育状态直接决定了作物的产量和生产力。然而目前为止，对块根类作物的储藏根发育过程仍知之甚少。研究的主要难点在于储藏根为植物的地下器官，不利于直接连续的观察；且田间环境不稳定，研究受环境因素干扰较大。

试管苗培养作为保存植物种质的重要方法，具有无污染，环境稳定，便于观察等优点。诱导试管苗储藏根的形成不仅有利于展开对储藏根发育的研究，还有望缩短作物的生长周期，提高作物的年产量。木薯和甘薯作为典型的块根类作物，是研究试管苗形成储藏根的理想材料。

在木薯中，已有诱导试管苗形成储藏根的相关报道。2007年Medina等发表的论文首次报导了在木薯试管苗中诱导类似储藏根的器官。该方法使用MS加入5％蔗糖，0.54μMNAA和0.44μMBAP以及0.75％琼脂(pH5.8)作为诱导培养基，5-8mm长的木薯试管苗茎段作为诱导材料。诱导培养6-9天后，木薯根开始膨大并积累淀粉。该方法的缺点是诱导的根膨大程度不够，相对于须根，诱导根增大不明显。虽然根能积累淀粉，但仅存在初生结构，与自然生长状态下储藏根的组织结构有较大差异。2011年，Fan等对方法进行了改进并探究培养基各组分的作用。此方法使用的培养基为MS加6％蔗糖，0.5mg/L NAA，0.5mg/LBA(pH5.8)。尽管此方法诱导的根直径有所增大，生长时间缩短，根更接近自然膨大状态，但依然只存在初生生长，并未出现次生结构，根的后期生长亦受到限制。在甘薯中，早在1997年就发现在培养基中施加一定剂量的TIBA(2,3,5-三碘苯甲酸)或环丙嘧啶醇能够诱导甘薯根的微弱膨大，但未形成成熟体系。

储藏根发育是一个由激素调控的复杂过程，是从初生生长逐渐转变为次生生长，从而积累淀粉的过程。以往方法仅使试管苗根中的淀粉积累，并未形成次生结构，未获得木薯根从膨大向真正储藏根形态建成的过程。本领域仍需要诱块根类作物试管苗形成储藏根的有效方法。

发明内容

本发明改良试管苗诱导的条件，使试管苗形成的膨大根更接近自然状态，同时成功诱导试管苗形成膨大根，初步建立块根类作物试管苗形成储藏根的方法。

本文第一方面提供一种植物培养基，包含基础培养基、0.05mg/L-0.2mg/L的6-BA、NAA、蔗糖和任选的茉莉酸类化合物，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸或其衍生物。

在一个或多个实施方案中，所述基础培养基包含植物生长所需的无机营养物、维生素和氨基酸。无机营养物包括：氮源例如硝态氮或铵态氮，磷例如磷酸盐，硫例如硫酸盐，钾例如钾盐，钙例如钙盐，钠例如钠盐，镁例如镁盐，氯例如氯化物，微量元素。其中微量元素包括：硼、碘、锰、锌、钼、铜、钴、铁。维生素包括维生素B1、维生素B6、生物素、烟酸、肌醇。氨基酸可为甘氨酸。

在一个或多个实施方案中，所述植物培养基还包含基质。所述基质为凝固剂(例如琼脂)、草炭土和/或蛭石。

在一个或多个实施方案中，所述基础培养基是MS培养基、B5培养基或N6培养基。

在一个或多个实施方案中，所述植物培养基包含0.5-100μg/L的NAA，0mg/L-4mg/L的茉莉酸类化合物和w/v为2-6％的蔗糖。

在一个或多个实施方案中，所述植物培养基还包含0-5μM的CuSO

在一个或多个实施方案中，所述植物培养基的pH为5.8。

在一个或多个实施方案中，所述植物培养基用于形成植物储藏根。优选地，所述储藏根具有次生结构。更优选地，所述储藏根具有次生细胞、次生形成层和/或次生木质部。

在一个或多个实施方案中，所述储藏根是块根。

在一个或多个实施方案中，所述衍生物是茉莉酸甲酯。

在一个或多个实施方案中，所述茉莉酸或其衍生物是外消旋混合物。

在一个或多个实施方案中，所述植物选自：甘薯，木薯，何首乌，大丽花，天门冬，百部。优选地，木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号，甘薯品种是SP001。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为1％-6％，2％-6％，3％-6％，4％-6％或4％-5％，或上述任意数值之间的范围。优选地，蔗糖浓度为4-5％。更优选地，蔗糖浓度为4％或5％。

在一个或多个实施方案中，NAA浓度为0.5μg/L-100μg/L，10μg/L-100μg/L，20μg/L-100μg/L，30μg/L-100μg/L，40μg/L-100μg/L，50μg/L-100μg/L，30μg/L-80μg/L，40μg/L-70μg/L或50μg/L-60μg/L，或上述任意数值之间的范围。优选地，NAA浓度为50μg/L-100μg/L。更优选地，NAA浓度为50μg/L或100μg/L。

在一个或多个实施方案中，6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.2mg/L，0.07mg/L-0.2mg/L，0.08mg/L-0.2mg/L，0.09mg/L-0.2mg/L，0.1mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.18mg/L，0.07mg/L-0.16mg/L，0.08mg/L-0.14mg/L，或0.09mg/L-0.12mg/L，或上述任意数值之间的范围。优选地，6-BA浓度为0.1mg/L-0.2mg/L。更优选地，6-BA浓度为0.1mg/L或0.2mg/L。

在一个或多个实施方案中，茉莉酸类化合物浓度为1mg/L-4mg/L，1.2mg/L-4mg/L，1.4mg/L-4mg/L，1.6mg/L-4mg/L，1.8mg/L-4mg/L，2mg/L-4mg/L，1.2mg/L-3.6mg/L，1.4mg/L-3.2mg/L，1.6mg/L-2.8mg/L，1.8mg/L-2.4mg/L或1mg/L-2mg/L，或上述任意数值之间的范围。优选地，茉莉酸类化合物浓度为1mg/L-2mg/L或2mg/L-4mg/L。更优选地，茉莉酸类化合物浓度为1mg/L，2mg/L或4mg/L。

所述培养基中，上述蔗糖、NAA、6-BA和茉莉酸类化合物的浓度范围可以任意组合。

在一个或多个实施方案中，所述培养基包含任意组合的下述各组分的浓度：

蔗糖浓度为1％-6％，2％-6％，3％-6％，4％-6％或4％-5％；优选地，蔗糖浓度为4-5％；更优选地，蔗糖浓度为2％，4％，5％或6％；

NAA浓度为0.5μg/L-100μg/L，10μg/L-100μg/L，20μg/L-100μg/L，30μg/L-100μg/L，40μg/L-100μg/L，50μg/L-100μg/L，30μg/L-80μg/L，40μg/L-70μg/L或50μg/L-60μg/L；优选地，NAA浓度为50μg/L-100μg/L；更优选地，NAA浓度为50μg/L或100μg/L；

6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.2mg/L，0.07mg/L-0.2mg/L，0.08mg/L-0.2mg/L，0.09mg/L-0.2mg/L，0.1mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.18mg/L，0.07mg/L-0.16mg/L，0.08mg/L-0.14mg/L，或0.09mg/L-0.12mg/L；优选地，6-BA浓度为0.1mg/L-0.2mg/L；更优选地，6-BA浓度为0.05mg/L，0.1mg/L或0.2mg/L；和

任选的茉莉酸类化合物是茉莉酸甲酯，茉莉酸甲酯的浓度为1mg/L-4mg/L，1.2mg/L-4mg/L，1.4mg/L-4mg/L，1.6mg/L-4mg/L，1.8mg/L-4mg/L，2mg/L-4mg/L，1.2mg/L-3.6mg/L，1.4mg/L-3.2mg/L，1.6mg/L-2.8mg/L，1.8mg/L-2.4mg/L或1mg/L-2mg/L；优选地，茉莉酸甲酯的浓度为1mg/L-2mg/L或2mg/L-4mg/L；更优选地，茉莉酸甲酯的浓度为1mg/L，2mg/L或4mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为2％-6％，NAA浓度为10μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为1.2mg/L-3.6mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为3％-6％，NAA浓度为20μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.06mg/L-0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为1.4mg/L-4mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％-6％，NAA浓度为30μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.08mg/L-0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为1.6mg/L-4mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％-5％，NAA浓度为40μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.09mg/L-0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为1.8mg/L-4mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％-5％，NAA浓度为50μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L-0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为2mg/L-4mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为2％，4％或5％，NAA浓度为10μg/L，50μg/L或100μg/L，6-BA浓度为0.05mg/L，0.1mg/L或0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为1mg/L，2mg/L或4mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％或5％，NAA浓度为50μg/L或100μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L或0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为1mg/L或2mg/L。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。所述培养基用于培养木薯。优选的木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L，任选的茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。所述培养基用于培养甘薯。优选的甘薯品种是SP001。

本发明还提供一种组合物，包含6-BA，NAA，任选的蔗糖和任选的茉莉酸类化合物，其中，6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.05-0.2:0.005-0.1:10000-60000:1-4。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.06-0.2:0.01-0.1:20000-60000:1.2-4或0.06-0.2:0.01-0.1:20000-60000:1-3.6。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.07-0.2:0.02-0.1:30000-60000:1.4-4或0.07-0.2:0.02-0.1:30000-60000:1-3.2。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.08-0.2:0.03-0.1:40000-60000:1.6-4或0.08-0.2:0.03-0.1:40000-60000:1-2.8。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.09-0.2:0.04-0.1:40000-50000:1.8-4或0.09-0.2:0.04-0.1:40000-50000:1-2.4。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.1-0.2:0.05-0.1:40000-50000:2-4或0.1-0.2:0.05-0.1:40000-50000:1-2。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.1:0.05:40000:2-4或0.1:0.05:40000:1-2。

在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.2:0.1:50000:2-4或0.2:0.1:50000:1-2。

本发明还提供蔗糖、6-BA、NAA、茉莉酸类化合物或本文所述组合物在诱导植物形成储藏根或培养植物中的应用。所述植物优选选自：甘薯，木薯，何首乌，大丽花，天门冬，百部。

在一个或多个实施方案中，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸或其衍生物。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为1％-6％，优选3-6％。

在一个或多个实施方案中，6-BA的浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，优选0.06mg/L-0.2mg/L。

在一个或多个实施方案中，NAA的浓度为0.5μg/L-100μg/L，优选10μg/L-100μg/L。

在一个或多个实施方案中，茉莉酸类化合物的浓度为1mg/L-4mg/L，优选1.2mg/L-4mg/L。

在一个或多个实施方案中，所述应用包括在含有所述蔗糖、6-BA、NAA、茉莉酸类化合物或组合物的培养基中培养所述植物。在一个或多个实施方案中，所述植物具有根。在一个或多个实施方案中，所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。在一个或多个实施方案中，所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。

在一个或多个实施方案中，培养基还含有基础培养基。优选地，所述基础培养基是MS培养基、B5培养基或N6培养基。

本发明还提供NAA、6-BA和任选的茉莉酸类化合物和任选的蔗糖在诱导木薯形成储藏根或培养木薯中的应用，其中，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸和/或茉莉酸甲酯。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。

在一个或多个实施方案中，木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号。

在一个或多个实施方案中，所述应用包括在含有所述NAA、6-BA和茉莉酸类化合物和任选的蔗糖的培养基中培养木薯。在一个或多个实施方案中，所述木薯具有根。在一个或多个实施方案中，所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。在一个或多个实施方案中，所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。

在一个或多个实施方案中，所述培养基还含有本文所述的基础培养基。优选地，所述基础培养基是MS培养基、B5培养基或N6培养基。

本发明还提供NAA、6-BA和任选的蔗糖在诱导甘薯形成储藏根或培养甘薯中的应用。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L。

在一个或多个实施方案中，甘薯品种是SP001。

在一个或多个实施方案中，所述应用包括在含有所述NAA、6-BA和任选的蔗糖的培养基中培养甘薯。在一个或多个实施方案中，所述甘薯具有根。在一个或多个实施方案中，所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。在一个或多个实施方案中，所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。

在一个或多个实施方案中，所述培养基还含有本文所述的基础培养基。优选地，所述基础培养基是MS培养基、B5培养基或N6培养基。

本发明还提供植物培养基的制备方法，包括混合基础培养基、6-BA、NAA、蔗糖和任选的茉莉酸类化合物，所述植物培养基中包含0.05mg/L-0.2mg/L的6-BA，10-100μg/L的NAA，2-6％的蔗糖，1mg/L-4mg/L的茉莉酸类化合物，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸或其衍生物。所述植物培养基用于诱导植物形成储藏根。所述植物优选选自：甘薯，木薯，何首乌，大丽花，天门冬，百部。优选地，所述培养基如文本第一方面所述。

本发明还提供一种诱导植物形成储藏根或培养植物的方法，包括用本文所述植物培养基培养植物的植株或部分。

在一个或多个实施方案中，所述植物植株具有根。

在一个或多个实施方案中，所述植物部分包含或是根。

在一个或多个实施方案中，所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。

在一个或多个实施方案中，所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。

在一个或多个实施方案中，所述储藏根具有次生结构。更优选地，所述储藏根具有次生细胞、次生形成层和/或次生木质部。

在一个或多个实施方案中，所述储藏根是块根。

本发明还提供一种诱导木薯形成储藏根或培养木薯的方法，包括用含NAA、6-BA和任选的茉莉酸类化合物和任选的蔗糖的培养基培养木薯的步骤，其中，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸和/或茉莉酸甲酯。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。

在一个或多个实施方案中，所述木薯具有根。

在一个或多个实施方案中，所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。

在一个或多个实施方案中，所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。

在一个或多个实施方案中，木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号。

在一个或多个实施方案中，所述培养基还含有本文所述的基础培养基。优选地，所述基础培养基是MS培养基、B5培养基或N6培养基。

本发明还提供一种诱导甘薯形成储藏根或培养甘薯的方法，包括用含NAA、6-BA和任选的蔗糖的培养基培养甘薯的步骤。

在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L。

在一个或多个实施方案中，所述甘薯具有根。

在一个或多个实施方案中，所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。

在一个或多个实施方案中，所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。

在一个或多个实施方案中，甘薯品种是SP001。

在一个或多个实施方案中，所述培养基还含有本文所述的基础培养基。优选地，所述基础培养基是MS培养基、B5培养基或N6培养基。

本发明还提供一种获得具有储藏根的植物的方法，包括将植物植株或部分接种到本文所述植物培养基中进行培养。

本发明还提供一种获得植物储藏根的方法，包括将植物植株或部分接种到本文所述植物培养基中进行培养，和收集储藏根。

本发明的有益效果在于：

不同于以往研究中诱导的膨大根只具有初生根结构，本发明通过调整激素浓度使诱导的膨大根具有次生细胞，并且有形成次生形成层和次生木质部的趋势。此外，本发明同时对甘薯的一个品种及木薯的两个品种进行体外诱导，证实了在这两种块根作物中此诱导方法具有普适性。

附图说明

图1，蔗糖浓度为2％时木薯试管苗诱导4周表型石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图2，蔗糖浓度为4％时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)碘染染色结果。

图3，蔗糖浓度为5％时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)碘染染色结果。

图4，NAA浓度为0.5μg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)碘染染色结果。

图5，NAA浓度为10μg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)碘染染色结果。

图6，NAA浓度为50μg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)碘染染色结果。

图7，NAA浓度为100μg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)碘染染色结果。

图8，6-BA浓度为0.05mg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图9，6-BA浓度为0.1mg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图10，6-BA浓度为0.2mg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图11，JA浓度为1mg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图12，JA浓度为2mg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图13，JA浓度为4mg/L时木薯试管苗诱导4周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图14，华南8号木薯试管苗诱导3周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图15，TMS60444木薯试管苗诱导3周表型及膨大根石蜡切片(横切)甲苯胺蓝染色结果。

图16，甘薯SP001试管苗诱导3周膨大根表型。

图17，甘薯SP001试管苗诱导3周膨大根表型。

图18，甘薯SP001试管苗诱导3周膨大根表型。

图19，甘薯SP001试管苗诱导3周膨大根表型。

图20，甘薯SP001试管苗诱导3周膨大根表型。

具体实施方式

本发明通过在诱导培养基中调整激素、蔗糖的浓度并加入茉莉酸(JA)，使体外诱导的膨大根产生次生生长，从而更好地模拟自然状态下的储藏根发育过程。

本文调整培养基中的激素包括调整6-BA和/或NAA。6-BA是6-苄氨基腺嘌呤，是一种细胞分裂素。6-BA能促进芽的形成，也可以诱导愈伤组织发生。现有技术中的植物培养基的6-BA浓度大于0.5mg/L。NAA是萘乙酸，是一种植物生长调节剂，能促进细胞分裂与扩大，诱导形成不定根。

本文所述“茉莉酸类化合物”包括茉莉酸、其衍生物、其异构体和其结构类似物。在一个或多个实施方案中，所述衍生物是茉莉酸甲酯。茉莉酸类化合物可以是茉莉酸或其衍生物的异构体或外消旋混合物。

本文所述“基础培养基”是植物培养基的一种，包含植物生长所需要的基本营养物质。通常，基础培养基包含植物生长所需的无机营养物、维生素和氨基酸。无机营养物包括：氮源例如硝态氮或铵态氮，磷例如磷酸盐，硫例如硫酸盐，钾例如钾盐，钙例如钙盐，钠例如钠盐，镁例如镁盐，氯例如氯化物，微量元素。微量元素包括：硼、碘、锰、锌、钼、铜、钴、铁。维生素包括维生素B1、维生素B6、生物素、烟酸、肌醇。氨基酸可为甘氨酸。基础培养基可以是MS培养基、B5培养基、N6培养基或Hoagland培养基。基础培养基可作为一些特殊培养基的基本成分，再根据植物或其生长阶段的特殊要求，在基础培养基中添加所需的其他营养物质。基础培养基可以是固体或液体形式，例如溶液、悬浮液、粉末状、凝胶状、颗粒状等。在本文的实施方式中，植物培养基还包含6-BA，NAA，任选的蔗糖和任选的茉莉酸类化合物。在一个或多个实施方案中，植物培养基包含0.05mg/L-0.2mg/L的6-BA，0.5μg/L-100μg/L的NAA，1-6％的蔗糖，1mg/L-4mg/L的茉莉酸类化合物。

本领域周知基础培养基的组分及其含量。MS培养基和B5培养基的示例性组分及其含量如下表所示。

MS培养基

B5培养基

用于培养植物的植物培养基可以是液体、固体或固液混合物，只要其中组分的含量如本文所述即可。作为固体，植物培养基还包含基质。通常，所述基质包括但不限于凝固剂(例如琼脂)，草炭土，蛭石，泥炭，腐殖土，细沙，粗纱等。

本文所述“储藏根”是植物中常见的变态根，除了吸收水分和矿物质外，还有储藏营养物质例如淀粉的作用。储藏根依据其来源及形态的不同分为肉质直根和块根。“块根”是由营养繁殖的植株不定根或实生苗侧根膨大形成的，一株上可形成多个块根，它的组成不含下胚轴和茎的部分，完全由根构成。在一个或多个实施方案中，本文所述“植物”是储藏根植物，优选块根植物。块根植物分布在各科中，例如旋花科的甘薯，大戟科的木薯，蓼科的何首乌，菊科的大丽花，百合科的天门冬，百部科的百部。本文中，待培养的植物可具有根或不具有根。所述根可为初生根、次生根，不定根，须根或膨大根。所述根的长度可为0.1-5cm，例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。优选地，待培养的植物植株具有根或待培养的植物部分包含根。

植物体产生“次生结构”使茎和根加粗，次生结构可增强植物体的支持、输导和贮藏等功能。不定根在初生生长的基础上，维管形成层活动产生含有大量木薄壁组织细胞的次生木质部，形成块根。之后，分散在导管周围的木薄壁细胞转变为副形成层，形成三生结构。随着维管形成层不断地产生和活动，副形成层可多次发生、生长，使块根迅速膨大。三生结构的薄壁细胞中储藏大量糖分和淀粉。因此，在储藏根/块根中产生次生结构至关重要。本文所述储藏根具有次生结构。优选地，所述储藏根具有次生细胞、次生形成层和/或次生木质部。

本文提供一种植物培养基，包含基础培养基、0.05mg/L-0.2mg/L的6-BA、NAA、蔗糖和任选的茉莉酸类化合物，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸或茉莉酸甲酯。在一个或多个实施方案中，所述植物培养基包含0.5-100μg/L的NAA，0mg/L-4mg/L的茉莉酸类化合物和w/v为2-6％的蔗糖。在一个或多个实施方案中，所述植物培养基还包含0-5μM的CuSO

本文植物培养基中，蔗糖浓度为1％-6％，2％-6％，3％-6％，4％-6％或4％-5％，或上述任意数值之间的范围。优选地，蔗糖浓度为4-5％。更优选地，蔗糖浓度为4％或5％。本文植物培养基中，NAA浓度为0.5μg/L-100μg/L，10μg/L-100μg/L，20μg/L-100μg/L，30μg/L-100μg/L，40μg/L-100μg/L，50μg/L-100μg/L，30μg/L-80μg/L，40μg/L-70μg/L或50μg/L-60μg/L，或上述任意数值之间的范围。优选地，NAA浓度为50μg/L-100μg/L。更优选地，NAA浓度为50μg/L或100μg/L。本文植物培养基中，6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.2mg/L，0.07mg/L-0.2mg/L，0.08mg/L-0.2mg/L，0.09mg/L-0.2mg/L，0.1mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.18mg/L，0.07mg/L-0.16mg/L，0.08mg/L-0.14mg/L，或0.09mg/L-0.12mg/L，或上述任意数值之间的范围。优选地，6-BA浓度为0.1mg/L-0.2mg/L。更优选地，6-BA浓度为0.1mg/L或0.2mg/L。本文植物培养基中，茉莉酸类化合物浓度为1mg/L-4mg/L，1.2mg/L-4mg/L，1.4mg/L-4mg/L，1.6mg/L-4mg/L，1.8mg/L-4mg/L，2mg/L-4mg/L，1.2mg/L-3.6mg/L，1.4mg/L-3.2mg/L，1.6mg/L-2.8mg/L，1.8mg/L-2.4mg/L或1mg/L-2mg/L，或上述任意数值之间的范围。优选地，茉莉酸类化合物浓度为1mg/L-2mg/L或2mg/L-4mg/L。更优选地，茉莉酸类化合物浓度为1mg/L，2mg/L或4mg/L。本文植物培养基中，上述蔗糖、NAA、6-BA和茉莉酸类化合物的浓度范围可以任意组合。

具体地，本文一种植物培养基包含基础培养基、6-BA、NAA、蔗糖和茉莉酸甲酯，其中蔗糖浓度为1％-6％，2％-6％，3％-6％，4％-6％或4％-5％；NAA浓度为0.5μg/L-100μg/L，10μg/L-100μg/L，20μg/L-100μg/L，30μg/L-100μg/L，40μg/L-100μg/L，50μg/L-100μg/L，30μg/L-80μg/L，40μg/L-70μg/L或50μg/L-60μg/L；6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.2mg/L，0.07mg/L-0.2mg/L，0.08mg/L-0.2mg/L，0.09mg/L-0.2mg/L，0.1mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.18mg/L，0.07mg/L-0.16mg/L，0.08mg/L-0.14mg/L，或0.09mg/L-0.12mg/L；茉莉酸甲酯的浓度为1mg/L-4mg/L，1.2mg/L-4mg/L，1.4mg/L-4mg/L，1.6mg/L-4mg/L，1.8mg/L-4mg/L，2mg/L-4mg/L，1.2mg/L-3.6mg/L，1.4mg/L-3.2mg/L，1.6mg/L-2.8mg/L，1.8mg/L-2.4mg/L或1mg/L-2mg/L。在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为2％-6％，NAA浓度为10μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，茉莉酸甲酯浓度为1.2mg/L-3.6mg/L。优选地，蔗糖浓度为4％-5％，NAA浓度为50μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L-0.2mg/L，茉莉酸甲酯浓度为2mg/L-4mg/L。更优选地，蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸甲酯浓度为2mg/L。所述培养基用于培养木薯。优选的木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号。

本文另一种植物培养基包含基础培养基、6-BA、NAA和蔗糖，其中蔗糖浓度为1％-6％，2％-6％，3％-6％，4％-6％或4％-5％；NAA浓度为0.5μg/L-100μg/L，10μg/L-100μg/L，20μg/L-100μg/L，30μg/L-100μg/L，40μg/L-100μg/L，50μg/L-100μg/L，30μg/L-80μg/L，40μg/L-70μg/L或50μg/L-60μg/L；6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.2mg/L，0.07mg/L-0.2mg/L，0.08mg/L-0.2mg/L，0.09mg/L-0.2mg/L，0.1mg/L-0.2mg/L，0.06mg/L-0.18mg/L，0.07mg/L-0.16mg/L，0.08mg/L-0.14mg/L，或0.09mg/L-0.12mg/L。在一个或多个实施方案中，蔗糖浓度为2％-6％，NAA浓度为10μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.05mg/L-0.2mg/L。优选地，蔗糖浓度为4％-5％，NAA浓度为50μg/L-100μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L-0.2mg/L。更优选地，蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L。所述培养基用于培养甘薯。优选的甘薯品种是SP001。

本发明还提供一种组合物，包含6-BA和JA和任选的NAA和/或蔗糖，其中，6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.05-0.2:0.005-0.1:10000-60000:1-4。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.06-0.2:0.01-0.1:20000-60000:1.2-4或0.06-0.2:0.01-0.1:20000-60000:1-3.6。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.07-0.2:0.02-0.1:30000-60000:1.4-4或0.07-0.2:0.02-0.1:30000-60000:1-3.2。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.08-0.2:0.03-0.1:40000-60000:1.6-4或0.08-0.2:0.03-0.1:40000-60000:1-2.8。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.09-0.2:0.04-0.1:40000-50000:1.8-4或0.09-0.2:0.04-0.1:40000-50000:1-2.4。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.1-0.2:0.05-0.1:40000-50000:2-4或0.1-0.2:0.05-0.1:40000-50000:1-2。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.1:0.05:40000:2-4或0.1:0.05:40000:1-2。在一个或多个实施方案中，组合物中6-BA:NAA:蔗糖:茉莉酸类化合物的浓度比为0.2:0.1:50000:2-4或0.2:0.1:50000:1-2。

本发明还提供蔗糖、6-BA、NAA、茉莉酸或其衍生物或本文所述组合物在诱导植物形成储藏根中的应用。所述植物优选选自：甘薯，木薯，何首乌，大丽花，天门冬，百部。通常，将所述组合物与基础培养基和任选的基质混合后用于培养植物，可诱导植物形成储藏根。其中，蔗糖浓度为1％-6％，优选3-6％；6-BA的浓度为0.05mg/L-0.2mg/L，优选0.06mg/L-0.2mg/L；NAA的浓度为0.5μg/L-100μg/L，优选10μg/L-100μg/L；茉莉酸类化合物的浓度为1mg/L-4mg/L，优选1.2mg/L-4mg/L。所述应用包括在含有所述蔗糖、6-BA、NAA、茉莉酸类化合物或组合物的培养基中培养所述植物。其中，所述植物具有选自以下的一种或多种的根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。所述根的长度可以为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。上述培养基还含有本文所述的基础培养基。

本发明还提供NAA、6-BA、茉莉酸甲酯和/或蔗糖在诱导木薯形成储藏根或培养木薯中的应用，其中，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸和/或茉莉酸甲酯。其中蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号。所述应用包括在含有所述NAA、6-BA、茉莉酸甲酯和蔗糖的培养基中培养木薯。在一个或多个实施方案中，所述木薯具有选自以下的一种或多种的根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。所述培养基还含有本文所述的基础培养基。

本发明还提供NAA、6-BA和/或蔗糖在诱导甘薯形成储藏根或培养甘薯中的应用。其中蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L。甘薯品种是SP001。所述应用包括在含有所述NAA、6-BA和/或蔗糖的培养基中培养甘薯。在一个或多个实施方案中，所述甘薯具有选自以下的一种或多种的根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。所述培养基还含有本文所述的基础培养基。

本发明还提供植物培养基的制备方法，包括混合基础培养基、6-BA、NAA、蔗糖和任选的茉莉酸类化合物，所述植物培养基中包含0.05mg/L-0.2mg/L的6-BA，10-100μg/L的NAA，2-6％的蔗糖，1mg/L-4mg/L的茉莉酸类化合物，所述茉莉酸类化合物是茉莉酸或其衍生物。所述植物培养基用于诱导植物形成储藏根。所述植物优选选自：甘薯，木薯，何首乌，大丽花，天门冬，百部。

本发明还提供诱导植物形成储藏根植物培养方法，包括用本文所述植物培养基培养植物的植株或部分。使用本文培养方法可以获得具有储藏根的植物。本文所述的“培养”包括各种类型的植物培养，例如组织培养、植株培养、盆栽培养，田间培养，植物的组织培养指从植物体分离出符合需要的部分(例如组织、器官或细胞，原生质体等)，通过无菌操作，在无菌条件下接种在培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。组织培养也包括愈伤组织培养。植株培养指植物试管苗在培养基上的培养过程。盆栽培养指在土壤中培养植物植株或生长种子的培养方式。田间培养指在自然环境或人工环境下在田间进行的培养。本文中，植物植株优选具有根；植物部分优选包含或是根。所述根包含选自以下的一种或多种根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。所述储藏根具有次生结构。更优选地，所述储藏根具有次生细胞、次生形成层和/或次生木质部。

具体地，本发明提供一种诱导木薯形成储藏根或培养木薯的方法，包括用含NAA、6-BA和茉莉酸甲酯和蔗糖的培养基培养木薯的步骤。其中，蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。木薯品种是TMS60444或栽培种华南8号。所述木薯具有选自以下的一种或多种的根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。所述培养基还含有本文所述的基础培养基。

本发明还提供一种诱导甘薯形成储藏根或培养甘薯的方法，包括用含NAA、6-BA和蔗糖的培养基培养甘薯的步骤。其中，蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L。甘薯品种是SP001。所述甘薯具有选自以下的一种或多种的根：初生根、次生根，不定根，须根及膨大根。所述根的长度为0.1-5cm。例如0.2-4cm、0.3-3cm、0.4-2cm或0.5-1cm。所述培养基还含有本文所述的基础培养基。

本发明还提供一种获得具有储藏根的植物的方法，包括将植物植株或部分接种到本文所述植物培养基中进行培养。

本发明还提供一种获得植物储藏根的方法，包括将植物植株或部分接种到本文所述植物培养基中进行培养，和收集储藏根。

在一实施方案中，为了诱导木薯形成储藏根或培养木薯，使用含NAA、6-BA、茉莉酸类化合物、蔗糖和MS培养基的培养基培养具有初生根(例如约1cm初生根)的木薯，其中茉莉酸类化合物是茉莉酸和/或茉莉酸甲酯，蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸类化合物浓度为2mg/L。木薯品种可以TMS60444或栽培种华南8号。因此，本发明的培养基可以是含有MS培养基并且蔗糖浓度为4％，NAA浓度为50μg/L，6-BA浓度为0.1mg/L，茉莉酸类化合物浓度为2mg/L的培养基。

在另一实施方案中，为了诱导甘薯形成储藏根或培养甘薯，使用含NAA、6-BA、蔗糖和MS培养基的MS培养基培养具有初生根(例如约1cm初生根)的甘薯，蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L。甘薯品种是SP001。因此，本发明的培养基可以是含有MS培养基并且蔗糖浓度为5％，NAA浓度为100μg/L，6-BA浓度为0.2mg/L的培养基。

实施例

实验材料和方法

木薯培养基：

(1)蔗糖浓度梯度处理(TMS60444)

基础木薯培养基(MS粉，2μM CuSO4，2％Gelrite)，加入终浓度0.25μM NAA和终浓度0.5μM 6-BA，并分别加入终浓度为2％，4％，5％的蔗糖，调节PH至5.8。

(2)NAA浓度梯度处理(TMS60444)

基础木薯培养基(MS粉，2μM CuSO4，2％Gelrite)，加入终浓度2％的蔗糖和终浓度0.5μM 6-BA，并分别加入终浓度为0.5μg/L，10μg/L，50μg/L，100μg/L的NAA，调节PH至5.8。

(3)6-BA浓度梯度处理(TMS60444)

基础木薯培养基(MS粉，2μM CuSO4，2％Gelrite)，加入终浓度2％的蔗糖和终浓度0.05mg/L NAA，并分别加入终浓度为0.05mg/L，0.1mg/L，0.2mg/L的6-BA，调节PH至5.8。

(4)JA浓度梯度处理(TMS60444)

基础木薯培养基(MS粉，2μM CuSO4，2％Gelrite)，加入终浓度4％蔗糖，终浓度0.1mg/L 6-BA，0.05mg/L NAA，调节PH至5.8，再分别加入终浓度为1mg/L，2mg/L，4mg/L的JA。

(5)综合培养基(TMS60444和华南8号)

基础木薯培养基(MS粉，2μM CuSO4，2％Gelrite)，加入终浓度4％蔗糖，0.1mg/L6-BA，0.05mg/L NAA，2mg/L JA，调节PH至5.8。

甘薯培养基：

(1)基础甘薯培养基BBM(MS粉，2％Gelrite)，终浓度3％蔗糖，终浓度0.1mg/L 6-BA，0.05mg/L NAA。

(2)基础甘薯培养基BBM(MS粉，2％Gelrite)，终浓度4％蔗糖，终浓度0.1mg/L 6-BA，0.1mg/L NAA。

实验方法

将木薯模式种TMS60444和栽培种华南8号试管苗继代到CBM培养基中生长7-10天，至长出1cm以内的初生根，转移到诱导培养基中继续生长3周。

将甘薯种SP001继代到BBM培养基中生长5天左右，至长出1cm以内的初生根，转移到诱导培养基中继续生长3-4周。

膨大根切下后立即用FAA固定液固定，之后进行石蜡切片步骤。切片后用碘染液进行染色观察淀粉粒积累，或用甲苯胺蓝进行染色观察根的次生结构。

实施例1，不同蔗糖浓度诱导的木薯根

蔗糖浓度为2％的结果如图1所示，初生根已有膨大趋势，但根保持初生结构。根中暂无淀粉粒积累。

蔗糖浓度为4％的结果如图2所示，根膨大趋势已经十分明显，须根数量增多。植株根中均有大量淀粉积累(染色为深色部分)，但依然保持初生结构。

蔗糖浓度为5％的结果如图3所示，根的膨大较4％蔗糖处理下受到抑制，野生型须根数量增多。切片结果显示根中淀粉积累消失。

实施例2，不同浓度NAA诱导的木薯根

NAA浓度为0.5μg/L的结果如图4所示，根已有增粗趋势，切片结果显示根中已有淀粉积累(染色为深色部分)。

NAA浓度为10μg/L的结果如图5，须根数量增多，植株根增粗明显，有淀粉积累(染色为深色部分)。

NAA浓度为50μg/L的结果如图6，出现明显膨大表型，且膨大根中有少量淀粉积累，但依然为初生根结构。

NAA浓度为100μg/L的结果如图7，根均加粗或膨大，有少量淀粉积累(染色为深色部分)，但根的细胞结构松散。

实施例3，不同浓度6-BA诱导的木薯根

6-BA浓度为0.05mg/L的结果如图8，根有膨大趋势，且出现少量次生结构。

6-BA浓度为0.1mg/L的结果如图9，根明显膨大，且已出现明显次生结构。

6-BA浓度为0.2mg/L的结果如图10，根进一步膨大，但数量相较于0.1mg/L浓度中的减少，根未出现次生结构，可能是高浓度的抑制作用。

实施例4，不同浓度JA诱导的木薯根

JA浓度为1mg/L的结果如图11，根有明显膨大，且结构相对紧密，但次生结构并不明显。

JA浓度为2mg/L的结果如图12所示，根有一定膨大，且切片结果显示已出现次生结构。

JA浓度为4mg/L的结果如图13，根膨大程度与2mg/L浓度组的相当，次生结构明显，且细胞有淀粉粒积累(深色颗粒状)。

实施例5，综合培养浓度下的木薯根

终浓度4％蔗糖，0.1mg/L 6-BA，0.05mg/L NAA，2mg/L JA的结果如图14和15所示，无论是在华南8号还是在TMS60444中，植株根加粗明显，且切片结果显示次生结构已形成，次生导管和形成层明显，薄壁细胞中有淀粉粒积累(深色颗粒状)。

实施例6，综合培养浓度下的甘薯根

终浓度3％蔗糖，0.1mg/L 6-BA，0.05mg/L NAA的结果如图16，根显示膨大趋势，但根上生出的侧根较多。

终浓度4％蔗糖，0.1mg/L 6-BA，0.1mg/L NAA的结果如图17，根已显著膨大，与木薯试管苗诱导的膨大根相似。

终浓度5％蔗糖，0.2mg/L 6-BA，0.05mg/L NAA的结果如图18，部分根膨大且变红。由于甘薯在起始发育阶段的红须根逐渐发育为储藏根，因此膨大变红更接近储藏根早期状态。

终浓度5％蔗糖，0.1mg/L 6-BA，0.1mg/L NAA的结果如图19，多处根已有膨大趋势，同4％蔗糖时表型接近。

终浓度5％蔗糖，0.2mg/L 6-BA，0.1mg/L NAA的结果如图20，根膨大明显且部分变红。

综上，上述培养基均可诱导甘薯的根膨大，其中终浓度为5％蔗糖，0.2mg/L6-BA，0.1mg/L NAA的培养基诱导效果更佳，诱导的根更接近甘薯膨大根状态。