July 25th, 2025
斑柞主要通过根茎无性繁殖,由于其广泛的根系,给收集带来了挑战。本文提出了一种从种子中种植 T. latifolia 的方法,促进了更容易的实验室培养,并提供了植物不育生长和早期微生物生物增强的潜力。
我们的工作解决了缺乏从种子种植香蒲的相关规范问题。我们开发了可重复的种子发芽、早期生长和微生物生物增强方法,以支持未来的植物微生物研究。很少有研究从种子开始种植蒲草或追踪其成熟,但蒲草在湿地修复研究中被广泛使用。
大多数香蒲研究涉及购买根茎用于实验室繁殖。很少有研究从种子种植香蒲,没有标准化的方法。实现引入微生物的稳定发芽和持续定殖一直是一大挑战。
我们开发了可重复的种子发芽和微生物生物增强方法,展示了早期接种如何支持长期定植。首先,使用园艺剪刀将一株Typha latifolia植物的茎部剪断,距离花序基部约两厘米。将种子从花序上取下,将种子转移到实验室搅拌机中,直到搅拌机约有四分之一的容量,即约250毫升未压实的种子。
现在将500毫升自来水注入搅拌机,确保保持10厘米的缸盖间隙。以中低速搅拌混合物20秒,然后立即将粘稠内容物转移到一升烧杯中。将大约100毫升的种子水混合物重新倒入搅拌机。
然后加入400到600毫升新鲜自来水,在中高速下搅拌20秒。把里面的液体倒进一个新的一升烧杯里。现在用自来水装满烧杯,水量最高达800毫升。
静置60秒后,从顶部舀起漂浮的泥泥,不扰动底部沉积的种子。慢慢倒出剩余水,将种子转移到100毫升的烧杯中。对剩余的种子水泥重复搅拌过程。接着将装有分离种子的烧杯放在搅拌盘上。
搅拌后,舀起烧杯表面上漂浮的植物残渣。将种子倒入带有滤纸的布赫纳漏斗中,吸尘器中放置,晾干一夜。将干燥种子存放在50毫升的锥形聚丙烯管中,温度为20摄氏度。
准备半浓度的村重和斯库格介质板,并加入1%植物琼脂。将大约一毫克的干种子转移到一个15毫升的锥形聚丙烯管中。然后往管子里加入10毫升无菌双蒸馏水。
将发射管放置在轨道摇臂上,以中高速运行10分钟。现在将管子中的水取出,加入5毫升0.1%聚山梨酸酯20号溶液,该溶液在无菌双蒸馏水中制成。以中高速摇晃管子10分钟。
去除聚山梨酯20号溶液。所有后续步骤均在火焰罩或层流罩前完成。用5毫升30%商用漂白剂和0.025%聚山梨酸酯20溶液,在无菌双蒸馏水中制备溶液替代溶液。
用无菌的双重蒸馏水替换上清液。然后以中高速摇晃管子五分钟。第三次冲洗后,低速旋转管子24小时以诱发发芽。
第二天,去除多余的水分,并确保管内留有三毫升液体。现在,用无菌方式切断一个1000微升塑料移液器吸头的尖端。用剪好的移液器头用力移液,并将种子悬浮在吸头内。
将种子和液体装在半浓度的Murashige和Skoog琼脂培养皿上。轻轻旋转盘子,均匀分布种子。用实验室密封膜包裹这些培养板,然后放入一个16小时光照和8小时暗夜循环的生长室,温度为23摄氏度,湿度为70%。
要给香蒲种子接种,如图所示,使用聚山梨酯20漂白剂和双倍蒸馏水消毒种子。测量600纳米隔夜培养的黄尾藻分离物的光学密度。通过在培养基中稀释,将菌株归一化为1.0的吸收值。
现在用9,300克离心机离心1毫升培养液,离心两分钟。去除上清液,将沉淀液重新注入一毫升PBS中。离心并再次去除上清液后,将细菌沉淀重新悬浮在一毫升无菌双蒸馏水中。
使用灭菌种子,然后在同一管中稀释接种剂,稀释度为0.025%有机硅面活性剂。在种子发芽前,以低速摇晃悬浮液24小时。首先,在无菌植物生长室中填充一种预先用自来水浸湿的土壤。
用铝箔覆盖Luer锁头,用液循环高压灭菌器20分钟。接着,在无菌条件下,将0.2微米的滤芯连接到生长室的Luer锁连接器上。打开箱子,向土壤中添加500微升消毒后的1%20乘20×20肥料。
用无菌刮刀混合土壤,同时加入无菌双蒸馏水,以保持水分,同时避免土壤过饱和。现在,用无菌剃须刀片将含有一株脆弱老幼苗的木板上,将村重和斯库格琼脂切成四份。用无菌刮刀将一块带幼苗的琼脂切片转移到生长室的预备土壤中。
将生长室转移到植物生长孵化器,该培养箱设定为16小时光照和8小时暗夜循环,温度23摄氏度,湿度70%。完全剥离的种子部分可见分离,而不完全剥离则喙部附着,未被剥离的种子保持完整。无菌水培系统已被证明支持香蒲和Juncus物种的生长,这里图像中称为Juncus,它们在无菌系统内被维持长达一年。
使用30%漂白剂和聚山梨酯20方法观察到的最高种子发芽率为20.8%,显著高于除1小时氯气法外的所有其他灭菌方法,后者未能实现完全的种子灭菌。在疤痕化后七天,发芽的Typha幼苗在非无菌的Petri板环境中出现了可见的自由基和枝条组织。移植到土壤后,Typha的部分幼苗在一到两周内成功建立并产生新芽组织。
接种携带DsRed质粒的Luteimonas属后,接种后16天观察到红荧光细菌在整个Typha幼苗根部定殖。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
本研究解决了从种子生长狭叶菖蒲的挑战,这是一种在现有研究中尚未充分探索的方法。通过开发可重复的种子发芽和早期生长协议,该研究旨在促进实验室培养和增强微生物生物增强。