一种用于水生态修复的优质水生植物的定向培育方法

技术领域

本发明涉及水生态修复技术领域，具体涉及一种用于水生态修复的优质水生植物的定向培育方法。

背景技术

水生态修复工程中的水生植物种植工程，是目前水生态修复最为常用的技术手段，而在水生植物品种的选取中，又以苦草和眼子菜两个品种最多，究其原因主要是该两个品种对水质的净化效果比较突出，在我国的分布也比较广泛。由于水生植物种植工程需要用到大量的植物种苗，目前行业主要采取的手段均为种苗种植基地，在适宜的场地和环境培育大量苦草、眼子菜的种苗，需要种植的时候采取异地运输的方式进行。

传统的水生植物育种方式最明显的问题是无法培育出适应性强，针对性高的生态修复专用种苗，育种基地的生存环境，包括水质、水体各类营养物含量均处于一个稳定的范围，因此培育出的种苗无法适应多种生态环境，而实施生态修复工程的目标水体，生存环境千变万化，如果种苗不具备强大的适应能力，存活率将大大降低，对于实现水质目标，保障项目顺利实施非常不利。

发明内容

本发明的目的是解决上述的不足，提供一种用于水生态修复的优质水生植物的定向培育方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于水生态修复的优质水生植物的定向培育方法，包括如下步骤：

S1、安装能够调节水生植物生长环境的培育装置，并在培育装置内部种植水生植物种苗；

S2、通过阶梯性设置各项指标的水环境，当某一水准水环境的种苗出现大面积死亡时，挑选少量存活植株进行培育；

S3、植株培育之前进行预处理，提高植株种苗的萌发率和生存率，重复进行S2步骤，得到庞大的水生植物种苗库，包括适应各种恶劣环境的水生植物种苗；

S4、根据目标水体的环境指标，选用能够在目标水体存活的水生植物种苗品种，进行规模化种植，之后集中外运移栽至目标水体。

进一步的，所述培育装置包括一个以上的用于作为水生植物种苗培育空间的水生植物培养架、设置在所述水生植物培养架上方用于作为生长光源的拟阳光日照光源和设置在所述水生植物培养架上用于调整水环境的各项指标的水环境调节管。

进一步的，所述拟阳光日照光源用于模拟不同地区和气候条线的光照水平，并阶梯性设置光照强度和时长。

进一步的，在所述S3步骤中，植株培育预处理的具体步骤如下：

S1.1、将水生植物种苗放置在纯净水中浸泡；

S1.2、去除水生植物种苗的叶子和根部，选取尖端粗壮的茎叶，使用蒸馏水冲洗3遍；

S1.3、使用灭菌剂对冲洗后的茎叶进行灭菌，之后进行除菌后处理；

S1.4、将茎叶切断，取带节间外植体、不带节间的茎和叶，配置入诱导胚芽萌发及不定芽分化的培养基中进行培养，诱导其生芽；

S1.5、当种苗芽长到3cm以上时，转接移入生根培养基中进行进一步的增殖，直至其长成完整植株；

S1.6、将完整植株配置入继代培养基中进行进一步的培养，作为定向培育的水生植物种苗。

进一步的，所述灭菌剂为5％H

进一步的，所述除菌后处理包括将除菌后的茎叶使用无菌水浸泡，并在浸泡后取出于室温放置。

进一步的，在所述S1.4步骤中，所述诱导胚芽萌发及不定芽分化的培养基包括MS培养基、蔗糖、琼脂和诱导生芽的激素。

进一步的，在所述S1.5步骤中，所述生根培养基包括MS培养基和诱导生根的激素。

进一步的，在所述S1.6步骤中，所述继代培养基包括MS培养基、蔗糖、琼脂和诱导生芽的激素。

对比现有技术，本发明具有如下的有益效果：本发明充分利用育种技术中的定向筛选原理，培育出针对不同类型污染物、不同理化环境特有的优势种苗，使得水生态修复水生植物种植中去污效果好的苦草和眼子菜种苗，能够衍生进化出不同子品种，每种子品种在各自的适宜生存环境中都具有其他品种无法达到的生长效果，能够极大地提升水生植物种植工程的效率，节约工程投资，缩短工程见效周期；

本发明通过将一个以上的水质植物培养架多层设置，从而能够节省种苗培育场地占地空间，通过多层布置，在单位面积的培育场地里能培育多层水生植物种苗，最大化节约土地资源，减小育种成本；

本发明对种苗的生长效率和生活率有很高的要求，本方法创造性地探索出种苗培育预处理法，通过在所有种苗扩展培育时，对已有种苗进行预处理，有效提高种苗的生长效率和生活率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的培育装置的示意图。

图中：1、培育装置；11、水生植物培养架；12、拟阳光日照光源；13、水环境调节管；14、水质监测装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1。

本发明一种用于水生态修复的优质水生植物的定向培育方法，包括如下步骤：

S1、安装培育装置1，培育装置1包括水生植物培养架11，作为水生植物种苗培育空间；安装拟阳光日照光源12，作为水生植物种苗生长的光源；安装水环境调节管13，调整水生植物种苗生长水环境的各项指标，包括水质、透明度、溶解氧等各项指标，并在培育装置1内部种植水生植物种苗；

S2、通过阶梯性设置各项指标的水环境，当某一水准水环境的种苗出现大面积死亡时，挑选少量存活植株进行培育；

S3、植株培育之前进行预处理，提高植株种苗的萌发率和生存率，重复进行S2步骤，得到庞大的水生植物种苗库，包括适应各种恶劣环境的水生植物种苗；

S4、根据目标水体的环境指标，选用能够在目标水体存活的水生植物种苗品种，进行规模化种植，之后集中外运移栽至目标水体。

优选的，在水生植物培养架11中设置便携式水质监测装置14，用于实时监测培养架中水体的各项指标含量，当各项指标出现偏离时，通过水环境调节管13，添加或者更换水生植物培养架11中的水体，使种苗生长水环境维持在一个相对平衡稳定的水平。

优选的，所述拟阳光日照光源12用于模拟不同地区和气候条线的光照水平，并阶梯性设置光照强度和时长。

优选的，在所述S3步骤中，植株培育预处理的具体步骤如下：

S1.1、将水生植物种苗放置在纯净水中浸泡1h，纯净水能够避免有害物质影响种苗质量；

S1.2、去除水生植物种苗的叶子和根部，选取尖端粗壮的茎叶，使用蒸馏水冲洗3遍；

S1.3、使用灭菌剂对冲洗后的茎叶进行灭菌，之后进行除菌后处理，将除菌后的茎叶使用无菌水浸泡10min，并在浸泡后取出于室温放置30min；

S1.4、将茎叶切断，取10mm带节间外植体、不带节间的茎和叶，配置入诱导胚芽萌发及不定芽分化的培养基中进行培养，诱导其生芽，所述诱导胚芽萌发及不定芽分化的培养基包括MS培养基、2％蔗糖、1％琼脂和0.1％诱导生芽的激素(赤霉素GA)；

S1.5、当种苗芽长到3cm以上时，转接移入生根培养基中进行进一步的增殖，直至其长成完整植株，所述生根培养基包括MS培养基和0.3％诱导生根的激素(植物生长素IAA)；

S1.6、将完整植株配置入继代培养基中进行进一步的培养，作为定向培育的水生植物种苗，所述继代培养基包括MS培养基、2.5％蔗糖、1％琼脂和0.1％诱导生芽的激素(赤霉素GA)。

优选的，所述灭菌剂为5％H

灭菌方式的选择：

灭菌组合方式有：

①(1％NaClO1滴+10％ H

②40％乙醇溶液1min+无菌水冲洗两遍+(1％NaClO+10％ H

③10％ H

④5％ H

使用所有灭菌方式，接种前均需要用冲无菌水洗三遍，浸泡10min。

因沉水植物，尤其是以苦草和眼子菜为代表的淡水沉水植物，表皮对杀菌剂的通透性强，一般针对陆生植物，已经成熟且得到广泛应用的灭菌方式不适用这些种类的沉水植物。在实验中可以充分观察到，外植体往往被灭过度，导致植物体遭到破坏，或灭菌不彻底，导致种苗的生长效率难以得到保证，灭菌的最佳配比较难把握，鉴于这种情况，通过实验，对新探索的除菌方法进行了论证研究。从表1可以看出，最优解的灭菌方法为(5％ H

表1不同灭菌方式的除菌效果和种苗发芽率

实验说明：

参考定向培育种苗库阶梯设置表序号条件设置培养顺序，记录每代种苗存活率，每当上一梯度存活率达到80％时，将该梯度种苗拓展移载至上下两侧梯度培养基中。

一阶段：初始培育组的序号为13(高光照需求组)；

初始组存活率达到80％以上时，将其植株扩大移栽至12、14组，12组存活率达到80％后移栽至11组，14组存活率达到80％后移栽至15组，以此方式将高光照需求组1-25号培养条件均筛选出存活率大于80％的种苗；

二阶段：将1-25组的种苗，按照对应顺序扩大种植进26-50、51-75、76-100 号培养条件，1组扩大到26、51、76号，分别对应同水质条件下的中高光照需求、中光照需求、低光照需求，2组扩大到27、52、77号，以此类推，25 号扩大到50、75、100号，最终通过若干代的培育使所有条件组都稳定到达 80％以上存活率。

实验记录数据如下表2所示，通过全流程实验记录，本次定向培育种苗基底全培养流程为33个月。

表2定向培育种苗库阶梯设置表

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。