一種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法

2023-06-04 20:15:41 1

專利名稱：一種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法
技術領域：
本發明涉及植物組培快繁技術領域，更具體地說是涉及一種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法。
背景技術：
甘蔗病害嚴重危害著糖蔗行業的生產與發展，它不僅導致甘蔗產量和品質下降，而且是導致甘蔗良種退化的重要因素。甘蔗病害主要有:宿根矮化病、花葉病、鳳梨病、眼斑病、黃斑病、鞭黑穗病、赤腐病等，其中宿根矮化病、花葉病是目前甘蔗生產上傳統防治方法難以控制或去除的病害。巴西李增生(Lee T.S.G.)博士報導，健康甘蔗良種在種植5年後都會100%感染宿根矮化病，且乾旱蔗區更加嚴重；鄧展雲等也報導，甘蔗宿根矮化病是一種世界甘蔗生產國普遍發生的病害，它一般會導致甘蔗節間變短、植株變矮、產量和糖分下降，產量下降幅度達12 37%。甘蔗花葉病的症狀主要表現在葉片上，但被染病植株可使整叢發病，最後遍及全株，此病造成的損失主要是蔗種染病後，萌芽率低，分櫱減少，汁液量減少，蔗株矮化，經濟效益大打折扣。甘蔗宿根矮化病、花葉病等病害雖然對甘蔗生產影響很大，但防治手段極為有限，目前國內外普遍採用的方法之一是利用莖尖組織培養方法生產脫毒健康種苗，其可提高15%以上的增產幅度。由於健康種苗生產環節多及各環節對環境條件要求高，造成種苗生產成本一直居高不下，制約了甘蔗健康種苗的大範圍推廣種植。因此簡化甘蔗試管苗培養程序，降低生產成本，是解決制約甘蔗健康種苗大規模生產推廣最有效的途徑。試管苗瓶外生根技術是近幾年研究成功的一項先進的組培生根技術，該技術的主要特徵是將植物組織培養過程中未進入生根培養的繼代增殖苗進行培養處理後，在有菌和自養環境中進行移植生根，其主要特點是將試管苗的生根階段中的生根和馴化結合起來，省去了試管苗瓶內生根的傳統程序。該技術的應用不僅減少了一次無菌操作步驟，節約了培養室空間，又簡化了健康種苗生產程序，降低了生產成本，提高了生產效率。有研究證實，試管苗瓶外生根可使試管苗的生產成本降低35 75%。隨著組培工廠化育苗的發展，國內外對滿天星、羅漢果、桅子、金線蓮等一大批植物試管苗瓶外生根技術進行了研究，並獲得了成功。目前，對甘蔗試管苗瓶外生根技術研究報導僅見廣西壯族自治區甘蔗研究所的科研成果， 該研究所就甘蔗試管苗瓶外生根方法申請了一項國家發明專利(專利名稱:甘蔗試管苗的瓶外生根方法，專利號:ZL201010227883.1),已授權。該專利技術公開了一種適用於規模化生產的甘蔗試管苗瓶外生根方法，達到簡化甘蔗試管苗生產程序、降低生產成本的目的，是一項可行的專利技術。該專利可行的關鍵技術要點是在無根試管苗的苗圃生根栽培階段前的一個增殖培養周期(即增殖擴繁階段的最後一個增殖培養周期)採用增殖培養基MS+GA31 3mg/L+蔗糖30g/L培養處理，但其同時也存在著一些不足，如甘蔗試管苗增殖效果遠低於常規增殖培養基培養時的增殖效果，且試管苗素質低，以及試管苗苗圃生根栽培時生長速度慢而導致苗圃栽培時間過長等，經濟效益不顯著，與傳統甘蔗組培快繁技術比優勢不明顯。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，可有效提高甘蔗試管苗的增值係數和試管苗素質，並加快試管苗苗圃生根栽培時的生長速度，減少苗圃栽培時間，是一種更加高效、低成本的甘蔗組培快繁生產方法。本發明是通過以下技術方案實現的:一種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其步驟包括無菌甘蔗叢生芽的製備、增殖擴繁和無根試管苗苗圃生根栽培，所述步驟增殖擴繁共進行8 10個增殖培養周期的培養，其關鍵在於無根試管苗的苗圃生根栽培階段前的一個增殖培養周期(即增殖擴繁階段的最後一個增殖培養周期)採用增殖培養基MS+6-BA0.1 0.5mg/L+GA3l.5mg/L+蔗糖30g/L培養處理。以上所述中，MS為植物組織培養使用最普遍的一種培養基名稱，主要成分為植物生長所需多種化學物質，足以滿足植物在營養上和生理上的需求，其配方公開使用；6-BA是一種細胞分裂素，化學名稱為6-苄氨基腺嘌呤；GA3又叫赤黴素，是一種植物生長調節齊U。所述的MS培養基、B-BA, GA3均可在市場上購買到。作為本發明進一步說明，所述無菌甘蔗叢生芽的製備包括兩種途徑，第一種途徑是將經脫毒處理和滅菌處理的甘蔗幼嫩心葉通過誘導培養和分化培養得到的無菌甘蔗叢生芽，備用；第二種途徑是將經脫毒處理和滅菌處理的甘蔗莖尖或腋芽分化培養得到的無菌甘蔗叢生芽，備用。誘導培養是採用誘導培養基MS+2，4-D2.5 3mg/L+蔗糖30g/L於培養室內25 30°C培養20 30天，誘導形成愈傷組織。分化培養是採用分 化培養基MS+6-BA0.5 lmg/L+NAA0.05 0.lmg/L+蔗糖30g/L於培養室內25 30°C培養30 60天，分化長成無菌甘蔗叢生芽。其中，脫毒處理和滅菌處理為常規處理方法，例如:熱處理脫毒方法和酒精浸泡滅菌方法，均為本領域技術人員所熟知的現有技術。2，4_D為一種植物生長素，化學名稱為2，4-二氯苯氧乙酸，可在市場上購買到。作為本發明進一步說明，所述增殖擴繁是採用無菌甘蔗叢生芽進行增殖繼代培養，一般來講，共進行8 10個增殖培養周期的培養，每個周期時長為13 16天。增殖培養時，一般均採用常規增殖培養基MS+6-BA1 2mg/L+NAA0.lmg/L+蔗糖30g/L培養，在進行增殖培養的最後一個增殖培養周期時，改用增殖培養基MS+6-BA0.1 0.5mg/L+GA3l.5mg/L+蔗糖30g/L培養處理。待準備轉入育苗盆進行苗圃生根栽培時需要對甘蔗試管苗進行煉苗，即將甘蔗試管苗整瓶從培養室轉移至普通室內，在自然環境條件下開瓶蓋存放3 5天，即得到無根試管苗。其中，NAA是一種廣譜型植物生長調節劑，化學名稱為萘乙酸，可在市場上購買到。作為本發明進一步說明，甘蔗試管苗煉苗過後，將其分成單株或小叢苗(< 3株)穴植於育苗盆中，並轉入控溫控溼育苗棚中進行苗圃生根栽培管理，控制培養條件溫度在20 35°C，溼度在80 100%，光照強度在3000 60001x ;移植15 20天後，甘蔗苗已完成生根，並長出新葉，繼續讓甘蔗苗在自然光照、溫溼度下生長20 40天，即可移植至大田裡栽種。
與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明在現有技 術基礎上，通過探討不同外源激素對甘蔗無根試管苗瓶外生根的影響，不斷優化關鍵增殖培養基的配方，並在試驗中總結得出，增殖培養基中混合使用6-BA與GA3達到的增殖效果優於單獨使用GA3的增殖培養基，其增值效果可達到與常規增殖培養基相當的水平；同時該培養基增殖培養生產的無根試管苗長得粗壯，葉大、嫩綠，素質高；且在進行苗圃生根栽培時，甘蔗苗的存活率和生長速度均高於單獨使用GA3的培養處理方法。因此，本發明技術為一種更加高效、低成本的甘蔗組培快繁生產方法，適用於規模化生產。
具體實施例方式通過以下具體實施例，可以進一步了解本發明，但以下實施例不用來限定本發明的保護範圍。實施例1採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法具體按以下步驟進行:1、無菌甘蔗叢生芽的製備將經過脫毒處理和滅菌處理的甘蔗幼嫩新葉接種於誘導培養基MS+2，4-D2.5mg/L+蔗糖30g/L中於培養室內25 30°C培養25天，誘導形成愈傷組織，然後將愈傷組織轉入分化培養基MS+6-BAlmg/L+NAA0.lmg/L+蔗糖30g/L中於培養室內25 30°C培養30天，即可獲得脫毒的無菌甘蔗叢生芽。2、增殖擴繁將步驟I的無菌甘蔗叢生芽接種於繼代增殖培養基中培養，繼續分化出叢生芽，共進行8個增殖培養周期的培養，每個周期時長為13 16天。前7個增殖培養周期採用常規增殖培養基MS+6-BA2mg/L+NAA0.lmg/L+蔗糖30g/L培養，第8個增殖培養周期改用增殖培養基MS+6-BA0.3mg/L+GA3l.5mg/L+蔗糖30g/L培養處理。待準備轉入育苗盆進行苗圃生根栽培時，將甘蔗試管苗整瓶從培養室轉移至普通室內，在自然環境條件下開瓶蓋存放5天，即得到無根試管苗。3、無根試管苗的苗圃生根栽培甘蔗試管苗煉苗過後，將其分成單株穴植於育苗盆中，並轉入控溫控溼育苗棚中進行苗圃生根栽培管理，控制培養條件溫度在20 25°C，溼度在80%，光照強度在3000 40001x。移植17天後，繼續讓甘蔗苗在自然光照、溫溼度下生長40天，即可移植至大田裡栽種。實施例2採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法具體按以下步驟進行:1、無菌甘蔗叢生芽的製備將經過脫毒處理和滅菌處理的甘蔗莖尖接種於分化培養基MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.lmg/L+蔗糖30g/L中於培養室內25 30°C培養60天，即可獲得脫毒的無菌甘蔗叢生芽。2、增殖擴繁將步驟I的無菌甘蔗叢生芽切成單株接種於繼代增殖培養基中培養，繼續分化出叢生芽，共進行9個增殖培養周期的培養，每個周期時長為13 16天。前8個增殖培養周期採用常規增殖培養基MS+6-BA1.5mg/L+NAA0.lmg/L+蔗糖30g/L培養，第9增殖個培養周期改用增殖培養基MS+6-BA0.2mg/L+GA3l.5mg/L+蔗糖30g/L培養處理。待準備轉入育苗盆進行苗圃生根栽培時，將甘蔗試管苗整瓶從培養室轉移至普通室內，在自然環境條件下開瓶蓋存放3天，即得到無根試管苗。3、無根試管苗的苗圃生根栽培甘蔗試管苗煉苗過後，將其分成單株穴植於育苗盆中，並轉入控溫控溼育苗棚中進行苗圃生根栽培管理，控制培養條件溫度在25 30°C，溼度在90%，光照強度在4000 50001x。移植20天後，繼續讓甘蔗苗在自然光照、溫溼度下生長20天，即可移植至大田裡栽種。實施例3採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法具體按以下步驟進行:1、無菌甘蔗叢生芽的製備

將經過脫毒處理和滅菌處理的甘蔗腋芽接種於分化培養基MS+6-BAlmg/L+NAA0.05mg/L+蔗糖30g/L中於培養室內25 30°C培養50天，即可獲得脫毒的無菌甘蔗叢生芽。2、增殖擴繁將步驟I的無菌甘蔗叢生芽切成單株接種於繼代增殖培養基中培養，繼續分化出叢生芽，共進行10個增殖培養周期的培養，每個周期時長為13 16天。前9增殖個培養周期採用常規增殖培養基MS+6-BAlmg/L+NAA0.lmg/L+蔗糖30g/L培養，第10增殖個培養周期改用增殖培養基MS+6-BA0.4mg/L+GA3l.5mg/L+蔗糖30g/L培養處理。待準備轉入育苗盆進行苗圃生根栽培時，將甘蔗試管苗整瓶從培養室轉移至普通室內，在自然環境條件下開瓶蓋存放4天，即得到無根試管苗。3、無根試管苗的苗圃生根栽培甘蔗試管苗煉苗過後，將其分成小叢苗(2株)穴植於育苗盆中，並轉入控溫控溼育苗棚中進行苗圃生根栽培管理，控制培養條件溫度在30 35°C，溼度在100%，光照強度在5000 6000lx。移植15天後，繼續讓甘蔗苗在自然光照、溫溼度下繼續30天，即可移植至大田裡栽種。試驗例本發明人是廣西科學基金「甘蔗試管苗瓶外生根技術研究」項目(桂科回0991012)和廣西科學研究與技術開發計劃項目「甘蔗試管苗生產簡化技術的研究與開發」課題(2007BAD30B04)的主持人，並就甘蔗試管苗瓶外生根技術申請了一項國家發明專利(專利名稱:甘蔗試管苗的瓶外生根方法，專利號:ZL201010227883.1),已獲得國家知識產權局授權。該專利申請報告遞交後，本發明人繼續深化甘蔗無根試管苗的苗圃生根栽培技術研究工作，開展了植物外源激素6-BA和GA3處理對甘蔗無根試管苗增殖效果及苗圃生根栽培時存活率和生長速度的影響。1、試驗材料以處於增殖繼代培養階段的新臺糖22號無根試管苗為試驗材料，由廣西壯族自治區甘蔗研究所生物室提供。
2、試驗方法(I)不同增殖培養基對甘蔗無根試管苗增殖效果的影響試驗材料甘蔗無根試管苗分別在MS+GA31.5mg/L+蔗糖30g/L (對照培養基I )、常規增殖培養基(對照培養基II)和MS+6-BA0.1 0.5mg/L+GA3l.5mg/L+蔗糖30g/L (實驗培養基)增殖培養基中繼代培養15天，實驗培養基設3個處理(見表I )，對照培養基設一個處理，每個處理接種20瓶，每瓶初始培養的無根試管苗數量為5株，繼代培養15天後統計每瓶的試管苗數量，計算出試管苗的增殖係數。表I試驗培養基設計
權利要求
1.種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其步驟包括無菌甘蔗叢生芽的製備、增殖擴繁和無根試管苗的苗圃生根栽培，其特徵在於，所述步驟增殖擴繁共進行8 10個增殖培養周期的培養，在最後一個增殖培養周期時採用增殖培養基MS+6-BA0.1 0.5mg/L+ GA3L 5mg/L+鹿糖30g/L培養處理。
2.據權利要求1所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述無菌甘蔗叢生芽的製備包括兩種途徑，第一種途徑是將經脫毒處理和滅菌處理的甘蔗幼嫩心葉通過誘導培養和分化培養得到的無菌甘蔗叢生芽；第二種途徑是將經脫毒處理和滅菌處理的甘蔗莖尖或腋芽分化培養得到的無菌甘蔗叢生芽。
3.據權利要求1或2 所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述的增殖擴繁是採用無菌甘蔗叢生芽進行增殖繼代培養，進行8 10個增殖培養周期的培養後將增殖培養所得的甘蔗試管苗放置在普通室溫下煉苗3 5天，得到無根試管苗。
4.據權利要求3所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述的無根試管苗的苗圃生根栽培是將已經過煉苗的無根試管苗分成單株苗或小叢苗穴植於育苗盆中，置於控溫控溼育苗棚中培養15 20天，控制培養條件溫度在20 35°C，溼度在80 100%，光照強度在3000 60001x ;然後繼續在控溫控溼育苗棚中於自然溫度、溼度和光照條件下培養20 40天，即可移植至大田裡栽種。
5.據權利要求2所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述的誘導培養是採用誘導培養基MS+2，4-D2.5 3mg/L+蔗糖30g/L於培養室內25 30°C培養20 30天，誘導形成愈傷組織。
6.據權利要求2所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述的分化培養是採用分化培養基MS+6-BA0.5 lmg/L+NAA0.05 0.lmg/L+蔗糖30g/L於培養室內25 30°C培養30 60天，分化長成無菌甘蔗叢生芽。
7.據權利要求3所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述的增殖培養周期時長為13 16天。
8.據權利要求3所述的採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法，其特徵在於，所述步驟增殖擴繁中除最後一個增殖培養周期外的其他周期採用常規增殖培養基MS+6-BA1 2mg/L+NAA0.lmg/L+ 鹿糖 30g/L 培養。
全文摘要
本發明涉及植物組培快繁技術領域，更具體地說是涉及一種採用瓶外生根的甘蔗組培快繁生產方法。其生產步驟包括無菌甘蔗叢生芽的製備、增殖擴繁和無根試管苗的苗圃生根栽培，所述步驟增殖擴繁共進行8～10個增殖培養周期的培養。本發明的技術要點是在步驟增殖擴繁的最後一個增殖培養周期採用增殖培養基MS+6-BA0.1～0.5mg/L+GA31.5mg/L+蔗糖30g/L培養處理。上述方法克服了現有甘蔗瓶外生根技術中試管苗增殖係數低和試管苗素質低，以及試管苗苗圃生根栽培時生長速度慢等不足，是一種更加高效、低成本的甘蔗組培快繁生產方法，經濟效益顯著，與傳統甘蔗組培快繁技術比優勢明顯。
文檔編號A01H4/00GK103081808SQ20131005252
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者何為中, 劉紅堅, 範業賡, 翁夢苓, 陳忠良, 李松, 莫磊興, 遊建華 申請人:廣西壯族自治區農業科學院甘蔗研究所