组培容器专利
1、植物非试管高效快繁技术
植物非试管高效快繁技术是著名科技实业家李长潇研究员花费二十余年时间,在国内外首次推出的一个系统配套,用于多种经济植物大规模无性快繁产业化生产的高新技术。此技术是一项崭新经济植物苗木快繁技术体系,它将植物组织培养快繁苗从试管培养基中解放到田间大地,是一场无性繁殖快速育苗的革命!是现代农业生物技术研究的一大创举!
该技术育苗生产成本低,适用于国内外苗木交易市场和经济植物种苗繁殖工程。绿色快繁产业是一个永久性高效益产业,它可以带动制药产业、林纸产业、林草产业、园林绿化等其它产业,进而促进农业产业化、林业产业化、制药产业化和农业现代化的快速发展。还有利于生态城市、园林城市、森林公园、自然保护区的建设、生态环境改善、城市生态系统的改变、无性系造林、天然林保护工程、城市绿化工程以及与人们生活息息相关的如粮食作物、花卉、蔬菜、无公害蔬菜、野生蔬菜、濒危野生植物、果树、山野菜、药用植物、珍稀植物等高效经济植物以及新经济资源的开发利用。
植物快繁技术是古今中外人们十分关注的问题。从传统的扦插繁殖、嫁接繁殖、种子育苗,到植物组织培养、王涛发明的abt生根粉、各种生根剂、生根灵诱导生根、全光照喷雾育苗等等各种方法,人类总是在不断地寻求绿色产业快速发展的通路。
以植物组织培养为例,它是快速繁育优良品种无性系苗木的现代高新技术,具有繁殖系数、代数多、育苗时间长、材料消耗少、繁殖效率高的优点,但由于植物组织培养存在一次性投资大,成本高,技术步骤繁杂,技术易传性差,农民在生产上不能直接利用试管苗,成活率低,推广难度大等缺点,该技术在实际工厂化育苗中所形成的生产力还相当有限,真正形成大规模产业化的植物品种在世界范围内不超过上百个。常规育苗如扦插、嫁接、压条、分株法、种子繁殖在人类历史上已经应用了近2000年。目前国内外还在使用,甚至还用它在作论文。它技术简单,容易推广的优点决定了它使用寿命很长。但繁殖慢,育苗时间长、材料消耗大、受气候影响大,每年生产代数少,不能工厂化生产的缺点,长期没有得到解决。
植物非试管高效快繁技术用许多植物的一叶一芽类似试管茎段、茎尖培养的微型繁殖材料单位,用科隆补液对“一叶一芽”材料切口进行处理后直接接种在辅助有简易条件的大田沙床上(可以是现代化设施农业育苗或用育苗袋容器育苗),使大多数经济植物离体材料在第二代后4-11天获得再生完整植株,并且成活率高达80%至100%。每20-60天繁殖一代,可按几何级数高效快繁。繁殖系数达到2-15以上,比试管内快繁系数高。在完全离开植物组织培养试管的简易条件下,实现了多种植物在试管条件下才可能达到的高效快繁。植物非试管高效快繁技术经过在全国各地各种气候带、各种土壤连续十三年的研究、试验、开发、生产、推广,已形成一个完整的技术体系,是一项十分成熟的植物高效快繁技术。由于可在简易条件下使千千万万个经特殊训练的普通人员直接在田间实施,增强了快繁技术的易传性和大众化;增强了实际上的综合快繁效率,最大限度的降低了工厂化育苗的生产成本(一次性投资比组织培养快繁技术低几十倍,完美巧妙地克服了植物组培试管快繁和常规育苗技术的全部缺点,并保留和发挥了它们二者的全部优点)。生产投资效益比可达1:5-1:10以上。它非常节约植物种质材料,仅用植物一叶一芽微型材料开始繁殖,对多数植物若连续生产一年就可繁殖数十万甚至上千万株纯种苗。
植物非试管高效快繁技术与植物组培试管快繁和传统育苗技术相比,具有以下先进性:
1、用一叶一芽植物外植体为繁殖单位材料,直接接种在大田沙床或营养袋中,一次成苗直至供应生产,不需任何移动,成活率高。
2、无论南方北方.不同纬度不同土壤.不同气候,一年四季都可用此法连续快繁,从第二代起多数品种均可达6―12代。一年中365天任何时间都可用此快繁技术启动生产,拓展了技术应用的时间和空间。
3、技术操作快已推广。经过一段时间培训合格的普通劳动力每天(8小时)可接种3000--5000个单位材料。长期推广实践证明:一是对生产技术人员素质要求不高,技术培训期短、适应性极广,易于推广;二是个人操作速度比组织培养快繁和常规育苗均快,如组织管理得当,在其他条件满足的情况下,每天每个基地可快速接种20万--100万个单位繁殖材料,技术易于大面积推广,这是试管快繁技术所不可比拟的。
4、经过有计划培训一段的普通人员即能参加快繁操作工作,接种速度极快(超过组培试管快繁接种速度好几倍,从第二代起多数植物既超过了超过常规育苗操作速度,也超过了试管快繁的操作速度。极大地节约了人工开支和提高了劳动效率)。
5、经技术发明人或发明人技术助理指导每个经过一段培训合格的技术工人每月可生产管理2-10万株苗木,每个骨干加上一定数量的辅助工人每半年至少可生产30万株幼苗,创经济效益极高。新职工经强化培训4个月后在技术助理的指导下可对单一植物品种进行大规模生产育苗工作。
6、多数植物利用植物非试管高效快繁技术培养到第2代以后,4-11天即可获得完整再生植株,再生植株率达90%以上,真正实现了高效快繁。有些科属植物生根繁殖情况特殊,如鸡毛松、云杉、红豆杉、油樟、岩桂、中国兰草、牡丹等生根持续时间较长。但仍然比试管快繁和常育苗要快,综合快繁效率要高。
7、多数植物从第二代后,每一再生植株每30-60天繁殖一代,每代增殖系数为2-15倍(在原种植物数量基数上按几何级数高效增殖)。这一点比组织培养试管快繁的优点还突出。越到后面的代数,繁殖的种质资源材料越多,繁殖的速度越快。
8、技术步骤少,所用时间短,极大地节约了综合生产成本和提高了人员的生产效率.从微型材料开始繁殖,可直接培育出在自然条件下生长的植株,不需任何移栽对多数植物仅需要15-60天的培育即可用于生产栽培,而且植株均表现开花结果早,丰产性好。(如西红柿,4天开始生根,20天开花结果,枸杞当年在苗圃地就开花结果,脱毒薯一叶一芽材料从接种至40天就能分化出小薯,当年栽培可直接在大地收获大脱毒薯。脱毒薯幼苗当年大田栽培产量可达3至4吨,不仅给农民每亩地可节省300斤种薯,而且可是农民每年都能种上原种种薯.切花月季不需移栽从接种一片叶起70天就开花,花大而艳,开花周期比其它方法培育要长。针叶树种如红豆杉、北美红杉、川西云杉、日本落叶松等一般上山定植需4个月的时间。第一代一般20-40天开始生根,第二代后生根时间约缩短三分之一的时间。而针叶树种有许多植物组织培养难度很大,基本上不能大规模生产。常规扦插又存在着生根慢、成活率低。致使这些品种的苗木一直在用种子繁殖,后代性状变异非常大。
9、此法培养的成熟种苗,纯度高、无病虫、根系发达完整、根长25厘米以上,根数在3-6根,成熟芽饱满,茎高20-60厘米,定植生产大田成活率90%以上。针叶树种5厘米-15厘米,上山定植一般成活率高达95%以上。
10、在植物生长季节中直接接种培养在营养袋中的绿苗纯度高,无病虫,生长3-5片叶以上,腋芽饱满,发枝能力强,根系发达,炼苗质量高,定植生产大田成活率达95%以上.
11、对许多植物来说,第一代就很正常。立即就可以进行大规模快繁生产。但有些难繁殖的植物从第2代才能达到该技术要求的指标。对这些种苗第一代主要追求的目标是尽可能的得到更多的原始基础种苗,为第二代后正常生产打下良好基础。
植物非试管高效快繁技术可用于绝大多数曾用植物组培茎尖快繁和常规扦插育苗技术可繁殖的植物,或上述两项技术均不适于繁殖的植物;可用于植物育种工作中固定杂种优势;可用于特种转基因植物育苗工程、太空育种新植物、各种新种质材料或濒危经济植物的快繁推广和保护、林木育苗、种子工程和种子产业化;可用于自然突变植株、优良单株及多倍体优势株无性系的选择纯化和大量生产利用;可用于无病毒原种苗的隔离扩繁;可用于国内外新品种引种扩散、杂交育种等等。在这些方面此项技术具有技术的最佳性和市场的相对无穷性。
科隆苗的生产技术相当于在进行植物克隆,能保持与原种植物相同的基因型和表现型,保证苗木纯度,使植物在组织器官水平达到了大规模克隆的生产目的,而科隆公司就好比一个植物克隆工厂。目前已推广生产各种无性系植物6500多万株,应用生产145000多亩,有许多品种已设立种苗基地并大规模生产推广近15年.通过该技术入股已在全国各地区创建如四川科森克隆这样的联营公司或快繁基地30多家以及许多栽培示范基地.有力地促进了全国各地农林、园艺产业化的发展和农业产业结构的调整,首创了网上苗木市场,实现了苗木电子商务,解决了许多地区的失业、下岗职工再就业问题,在经济建设中显示出了巨大的潜力。因此,先后有1000多名专家、学者、教授、科学家、企业家论证、考察、推广,确认这是一项国内外重大科技创新,而且是具有极大推广价值的技术,被誉为复制绿色的伟大创举。技术发明人李长潇也被誉为“复制植物的巨匠”。
科隆的发展方向是立足中国,走向世界。在这个知识经济的时代,将自己的技术推广到像美国、加拿大、欧洲、荷兰、日本、以色列、台湾等一些农业生物技术发达的国家和地区,真正实现农业高新技术产业化。
植物非试管高效快繁技术的产业化,必将在今后的生态建设和经济建设中发挥巨大作用,为人类的绿色产业做出重大贡献!为“绿我地球”而奋斗不息!
2、组织培养的植物组培发展简史
植物组织培养与细胞培养开始于19世纪后半叶,当时植物细胞全能性的概念还没有完全确定,但基于对自然状态下某些植物可以通过无性繁殖产生后代的观察,人们便产生了这样一种想法即能否将植物体的一部分在适当的条件下培养成一个完整的植物体,为此许多植物科学工作者开始了培养植物组织的尝试。最初的问题仍然是集中在植物细胞有没有全能性和如何使这种全能性表现出来。
1839年Schwann提出细胞有机体的每一个生活细胞在适宜的外部环境条件下都有独立发育的潜能。1853年trecul利用离体的茎段和根段进行培养获得了愈伤组织,愈伤组织是指一种没有器官分化但能进行活跃分裂的细胞团,但这还不能证明细胞具有全能性,因为由愈伤组织没能再生出完整植物体。1901年Morgan首次提出一个全能性细胞应具有发育出一个完整植株的能力。所谓全能性细胞就是指具有完整的膜系统和细胞核的生活细胞,在适宜的条件下可通过细胞分裂与分化,再生出一个完整植株。White指出:如果一个给定的有机体的所有细胞都大致相同,并具有全能性,那么在有机体内所观察到的细胞分化必定是这些细胞对有机体内微环境和周围环境的反应。就是说机体内每个细胞所以没有表现出全能性,是因为该细胞所处位置的不同,致使其某些功能被抑制(suppressed),这充分说明机体内的微环境因素在细胞分化中起了十分重要的作用。按照现代发育生物学和细胞生物学的理论,细胞分化是受基因在时间和空间两个方面的调控,空间就是指细胞在机体内所处的位置。不同位置的细胞,其基因的表达不同,细胞所表现出的形态结构和行为就不同。如果将一个生活的细胞从植物体内分离出来,使之脱离开原有的环境,细胞被抑制的功能将有望得以恢复,重新表现出全能性。基于这种认识,科学工作者便萌生出了植物组织培养的念头。
Haberlandt(1902)首次提出细胞培养的概念,也是第一个用人工培养基对分离的植物细胞进行培养的人。与rechinger不同,Haberlandt相信切块大小不会影响细胞增殖,但由于Haberlandt使用的培养液成分简单,培养的细胞是高度分化的细胞,又没采取消毒技术,所以实验失败,培养的细胞虽然存活了几个月但没能分裂。Haberlandt转而对损伤修复发生兴趣,提出激素作用的概念(leptohormone),与维管组织特别是韧皮部有关;另一类是创伤激素(woundhomone),与细胞损伤有关,为后来激素理论的建立和在组织培养中的广泛应用奠定了基础。但自Haberlandt的实验之后直到1934年White培养番茄离体根尖的成功,其间的30多年里,植物组织培养技术几乎没有什么进展。分析其原因,主要就是培养基的成分和实验所选取的材料不够合适。
1934年White用离体的番茄根建立了第一个活跃生长的无性系,使根的离体培养实验首次获得了真正的成功,并首次发现和提出B族维生素B1、维生素B6和烟酸的重要性。与此同时,Cautheret在山毛柳和黑杨形成层组织的培养中也发现了B族维生素的作用,并使培养获得了成功。Nobecourt也用胡萝卜建立了类似的连续生长的组织培养物。因此,Haberlandt、White和Nobecourt一起被誉为植物组织培养的奠基人。人们现在所用的若干培养方法和培养基,原则上都是他们在1939年所建立的方法和培养基演变的结果,几乎所有的培养基中都添加了不同种类和不同数量的B族维生素。从此植物组织培养进入快速发展时期。1941年,Overbeek、Conklin和Blakeslee等用附加椰乳到培养基中,获得了Datura离体胚培养的成功。椰乳成分复杂,含有多种不同的有机物,后来的研究发现,其中在组织培养中起主要作用的是腺嘌呤类激素或类似物。1944年,Skoog报道DNA的降解产物腺嘌呤和腺苷可以促进愈伤组织的生长,解除生长素对芽形成的抑制作用,诱导芽的形成。1948年,Caplin和Steward用实验证明椰乳与2,4-D配合,对培养的胡萝卜和马铃薯组织的增殖起到明显的促进作用。在用烟草髓细胞诱导愈伤组织的实验中,Skoog,Miller等分离确定了6-呋喃氨基嘌呤对细胞分裂有促进作用,并命名为“激动素”(Kinetin)。之后,与此相关的同系物6-苄氨基嘌呤被合成,它也刺激培养物的细胞分裂。于是,出现了“细胞分裂素”这一集合名词,专门用来指能刺激培养物细胞分裂的一组6-某基团的氨基嘌呤化合物。尔后,玉米素、异戊烯基腺嘌呤和其他细胞分裂素等植物激素的相继发现,更增加了细胞分裂素的种类。由于发现生长素和细胞分裂素相互配合能调节细胞的分裂与分化,控制器官的分化,生长素高时可诱导根的形成,细胞分裂素高时可促进芽的分化,使植物组织培养的工作迅速取得突破。1958年美国的Steward和德国的Reinert分别由培养的胡萝卜细胞诱导形成了胚状体,1965年由Vasil和Hildebrandt用单个分离的细胞培养获得整个植株的再生,从而使植物细胞全能性的理论真正得到了科学的证实。从此之后,一批又一批植物的组织或器官通过培养的方法获得了再生植株。
20世纪60年代,在植物组织培养方面的另外两项成就就是划分小孢子培养和原生质体培养的成功。Guha和Maheshwari(1966,1967),Rourgin和Nitsch(1967)先后利用烟草和胡萝卜的小孢子培养获得单倍体植株,并成功地实现了染色体的加倍,使这种同源二倍体植株在5个月内收获到种子。Cocking等用纯化的纤维素酶和果胶酶处理烟草细胞,获得原生质体,通过调节渗透压的方法控制原生质体膨胀,使培养获得成功,得到了再生植株。自20世纪60年代始,植物组织与细胞培养逐渐走向了工厂化和商品化阶段。
现在已不能确切统计有多少种植物通过组织培养的方法获得了再生植株,因为几乎每天都有可能出现利用新的植物种类获得培养成功的报道。植物组织培养已经变成了一种常规的实验技术,广泛应用于植物的脱毒、快繁、基因工程、细胞工程、遗传研究、次生代谢物质的生产、工厂化育苗等多个方面;从高级的研究机构、大专院校到普通的生物技术公司,甚至农民专业户都在不同程度的利用或开展组织培养工作。
植物组织培养已经走过了近百年的历程。它的历史不仅证明了植物的每一个生活细胞都含有一种植物的全部遗传信息,在一定的条件下可以发育成一个完整的植株,而且在一定范围内人们可以按照意愿,改变和调节植物的发育。但这种调节和改变只是局部的,主要是通过改变培养基中的激素和培养条件,从遗传基础上的彻底改造仅仅是开始。但是,生命的奥秘是很深远的,植物也如此,科学家至今仍不能实现对所有植物的组织培养再生,对基因型对组培成功的影响至今仍迷惑不解,而且对已经获得成功的植物,也还是有很多问题没有解决。即便像烟草和拟南芥这样的模式植物,也没能实现让它们在组培容器中遂愿的生长发育和开花结实。人们对植物的认识、了解和掌握,仍然处于必然王国阶段,单就其组织培养而言,还有十分漫长的道路要走。
3、一个组培瓶可以培养多少株
一个组培瓶大概可以培养几株苗。
组培材料是放在组培瓶或试管内培养的,通常一间30平方米的培养室就能摆放1万多个组培容器,可以繁殖几万株苗。而且周转快,全年均可连续培养。
组织培养的难点:相比于传统的扦插、嫁接,组织培养需要具备的条件更高些,而且对设备也有一定的要求,培养时要保证无菌的环境,需要一定的投入,并不是随便在某个角落就能够轻松的完成的。组织培养首先要准备合适的培养基,但是一种植株的品种很难找到合适的培养基,需要逐渐的实验筛选,有一定的周期。这也给组织培养的普及,带来一定的困扰。
4、组织培养繁殖是如何进项的?
在人工培养基中,使离体组织细胞培养成为完整植株的繁殖方法。属于微体繁殖的一种,因开始应用的培养容器多是试管,又称试管繁殖或试管育苗。果树的组织培养材料是植株离体材料,称外植体。根据所使用的不同外植体可分为几种培养方式。用顶端分生组织及其下的第1~2个叶原基切离培养的,称茎尖培养;以小段成熟枝条进行培养的称茎段培养;以叶片或叶鞘组织进行培养的,称叶片培养;还有胚培养等。
利用组织培养方法繁殖果树植株具有占地面积小,繁殖周期短,全年都能进行繁殖,繁殖系数高等特点。而且,还可以消除果树的某些病毒病,适应果树向品种更新快、矮化密植以及无病毒栽培方向发展的需要。但是目前果树的组织培养繁殖除了草莓的繁殖已进入实用阶段,苹果,柑橘等已用于无病毒苗培养等外,其他木本果树还处于试验阶段,有些已获成功。
概况
果树组织培养繁殖的研究,始于20世纪40年代。法国G.Morel(1944)首先进行了葡萄茎尖组织培养的尝试,获得了愈伤组织和根。美国Miller等(1963)通过茎尖培养获得了脱病毒的草莓苗。此后研究工作进展迅速,各国对柑橘、猕猴桃、扁桃、桃、樱桃、李、梨、苹果等树种进行了组织培养繁殖的研究,并利用组织培养苗木建立了葡萄园、草莓园、苹果园等,及无毒苗木的繁殖。中国在这方面的研究起步较晚,但发展较快。已在苹果、葡萄、柑橘、草莓、猕猴桃、菠萝、枇杷等树种上开展了组培脱毒和苗木繁殖工作,建立了苹果、葡萄、草莓、猕猴桃等果树的组培苗木果园。
组织培养的途径
G.Hussey(1977)将组织培养归纳为3种途径:①顶端分生组织培养。利用激素处理抑制顶端优势,促成腋芽或不定芽发育成新梢。再切下分化的芽和新梢,继续培养,增加繁殖系数。将达到生根标准的新梢转接于生根培养基上,使其发育成完整植株。这种繁殖途径变异少,在实际应用中是比较理想的。②器官培养。采用果树的某种器官,通过刺激使其不定分生组织发生芽或新梢。将长成的新梢转移于生根培养基上,发育成完整植株。③愈伤组织的培养。对果树植物体的不定分生组织通过造伤、激素等各种刺激,促使产生愈伤组织,再使愈伤组织不断增生,然后通过分化培养使之产生分生组织,分化出芽,长成新梢,再作生根培养,长成完整植株。但植株易发生变异,在需要保持果树优良性状的繁殖中不宜采用,但可用于诱变育种。
培养基
培养基是外植体赖以生长和发育的基质。适宜的培养基是达到培养目标的关键,应根据不同树种、不同培养材料在各个生长和发育阶段中所需的营养来配制。常用的培养基有含盐种类较少,盐量较低的White、Nitsch、Knop培养基;也有含盐种类较多,盐量较高的B5、B6、H·Ls及Ms等培养基。其中以Ms培养基应用较普遍,培养效果也较好,它的主要成分包括N、P、K、Ca、Mg等大量元素和Mn、Zn、Cu、Co、B、I、Mo、Fe等微量元素、蔗糖及氨基酸、B族维生素、烟酸、肌醇等有机成分。培养基中加用6~8%的琼脂做凝固剂。此外,为达到一定的培养目的,在Ms基本培养基中还须加入一些附加成分,如水解酪蛋白(或水解乳蛋白)、植物激素。常用的植物激素有细胞分裂素,如激动素(KT)、六苄基腺嘌呤(BA)、玉米素(Zi)等;以及生长素,如吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)及2,4-二氯苯氧乙酸(2.4-D)等;有的还加入赤霉素。对植物激素的应用,在培养的前期(接种外植体阶段)为加速苗的分化,应采用无或低浓度生长素,而含有较高浓度细胞分裂素的分化培养基;在生根培养阶段,则宜采用含有生长素而无细胞分裂素的生根培养基。为了配制方便,常将培养基中各种成分依化学性质分组,先配成母液备用。用时以培养基用水量的一半左右与蔗糖和琼脂加热溶化,再加入相应量的母液,最后加入定容。再用1摩尔NaOH或1摩尔HCl调整pH,使之达到pH5.8或适宜的酸碱度。充分搅拌后装瓶。每个三角瓶装置以形成厚约1厘米的培养基层为宜,装后尽快封盖,在1个气压,121℃下灭菌15~20分钟,灭菌后冷却到室温即可应用。
接种
常用的接种材料有茎尖、茎段、叶片等,一年四季都可取摘、接种,各季节的材料都能分化、出苗。其中以芽萌动前后取材接种的分化率最高,分化新苗的生长速度也快。接种材料的大小,因培养目的而不同,为脱除繁殖材料的病毒,应取0.1~0.2毫米的茎尖;对一般繁殖材料,可取大茎尖或茎段培养,以提高分化率和分化速度。培养材料要求既不带菌,又保持良好的生活力。为此,一般要经过以下两个灭菌过程,先用湿润剂处理使杀菌剂能很好渗入培养材料,湿润剂有70~75%酒精等,酒精兼有杀菌能力;再选择灭菌快而彻底,容易从材料上去除,并对接种材料毒害作用小的药剂。不论以那种灭菌剂浸过的材料,都须用无菌清水冲洗3~5次,除去残留药剂。之后在无菌操作台的条件下,使用严格消毒过的针、刀,剥离、切取材料,并立即接种到培养基上,注意不能把整个材料埋入培养基内。
繁殖培养
接种后的繁殖材料要求置于25~30℃恒温和1500~3000勒克斯(lx)光照强度,每日光照16小时的条件下培养,苗的分化速度较快,分化苗的生长正常而迅速。每培养30~50天结合转换新鲜培养基进行一次分苗,以扩大繁殖。分苗时掌握1厘米以上的苗,每2~3节切为一段,1厘米以下的小苗每5~7节切为一块。分苗后有的树种如苹果无性系砧木和品种,扩大繁殖的初期阶段,应在暗培养中进行,才可以加快繁殖速度。经暗培养2~3代后,再转入光照培养,以保苗势健壮。光照期间分苗主要是分块,对高2厘米以上苗剪下进行生根培养,余者5~7节切为一块,接入新培养基中继续繁殖。在进行茎段培养时,苗的分化、生长速度都较快,应随时剪取高2厘米以上的分化苗的先端,转入生根培养,其余的切块转入新培养基继续繁殖(见图)。
生根培养
采用1/2Ms、1/2B5、White、Knop等含盐量低的培养基。蔗糖的用量减为1/2或1/4。附加成分中,一般不使用水解酪蛋白类物质和细胞分裂素,主要使用生长素类,如IAA、IBA、NAA等。多数单用一种生长素,也有混加几种生长素的。使用方法,有的把生长素加到培养基中,直接接种绿苗:有的先用高浓度生长素无菌溶液浸蘸绿苗基部,经一段时间后再接种于生根培养基上;也有将培养基所用的盐类和生长素配成营养液,把够标准的绿苗基部浸于营养液中培养生根。生根培养期间的温度与扩大繁殖期间基本相同。而光照强度一般要求在2000勒克斯(lx)以上。
土壤培养
组培生根苗移栽到土壤时,由于培养条件和外界条件差异很大,影响成活率。一般茎基直接产生不定根,根多而粗壮,叶大、厚、色深绿的健壮生根苗,移栽土壤的成活率普遍较高。弱苗,特别是不定根发自茎基愈伤组织的,则叶小苗弱,很难成活。生根苗移出后,先栽于洗净、灭菌的河沙中,初期加盖烧杯或塑料罩,以保持较高的空气相对湿度。以后逐渐降低到外界水平。沙培期间只浇清水,经2至3个星期后移栽于装有培养土的木箱或花盆中,再培养4~5个星期后,带土栽于田间,便可成活。此间要求光照强度稳定在2000勒克斯(lx)以上;气温控制在15~20℃,沙培中沙的含水率保持在7~10%,空气相对湿度初期保持在80%以上,以后逐渐降至50~60%,土培中的土壤含水率在20%左右,空气相对度为50~70%。
组织培养繁殖1.剥取的M7腋芽生长点,解剖镜下放大40倍;2.暗培养的M7,接种后30天;3.暗培养的M26,接种后70天;4.富士品种,转入光照培养30天;5.生根培养30天的圆叶海棠生根苗;6.沙培15天的M4苗;7.软枣猕猴桃生长点培养苗,土培2个月;8.辽红山楂生长点培养苗,土培5个月;9.M7苗,土培10个月;10.生长点培养M4+富士苗,定植当年开花状;11.生长点培养金矮生自根苗,定植4年结果状;12.暗培养的M26,分苗后20天。左:分苗时保留愈伤组织,右:分苗时清除愈伤组织;13.光照培养的M26,分苗后30天。左:分苗时清除愈伤组织,右:分苗时保留愈伤组织
5、组织培养的植物组织培养应用
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6、设计一种植物组织培养的方法
一、培养材料的采集
组织培养所用的材料非常广泛,可采取根、茎、叶、花、芽和种子的子叶,有时也利用花粉粒和花药,其中根尖不易灭菌,一般很少采用。
对于木本花卉来说,阔叶树可在一、二年生的枝条上采集,针叶树种多采种子内的子叶或胚轴,草本植物多采集茎尖。
在快速繁殖中,最常用的培养材料是茎尖,通常切块在0.5厘米左右,如果为培养无病毒苗而采用的培养材料通常仅取茎尖的分生组织部分,其长度在0.1毫米以下。
二、培养材料的消毒
(一)先将材料用流水冲洗干净,最后一遍用蒸馏水冲洗,再用无菌纱布或吸水纸将材料上的水分吸干,并用消毒刀片切成小块。
(二)在无菌坏境中将材料放入70%洒精中浸泡30-60秒。
(三)再将材料移入漂白粉的饱和液或0.01%升汞水中消毒10分钟。
(四)取出后用无菌水冲洗三、四次。
三、制备外植体
将已消毒的材料,用无菌刀、剪、镊等,在无菌的环境下,剥去芽的鳞片、嫩枝的外皮和种皮胚乳等,叶片则不需剥皮。然后切成0.2-0.5厘米厚的小片,这就是外植体。在操作中严禁用手触动材料。
四、接种和培养
(一)接种
在无菌坏境下,将切好的外植体立即接在培养基上,每瓶接种4-10个。
(二)封口
接种后,瓶、管用无菌药棉或盖封口,培养皿用无菌胶带封口。
(三)温度
培养基大多应保持在25℃左右,但要因花卉种类及材料部位的不同而区别对待。
(四)增殖
外植体的增殖是组培的关键阶段,在新梢等形成后为了扩大繁殖系数,需要继代培养。把材料分株或切段转入增殖培养基中,增殖培养基一般在分化培养基上加以改良,以利于增殖率的提高。增殖1个月左右后,可视情况进行再增殖。 (五)根的诱导
继代培养形成的不定芽和侧芽等一般没有根,必须转到生根培养基上进行生根培养。1个月后即可获得键壮根系。
五、组培苗的练苗移栽
试管苗从无菌到光、温、湿稳定的环境进入自然环境,必须进行炼苗。一般移植前,先将培养容器打开,于室内自然光照下放3天,然后取出小苗,用自来水把根系上的营养基冲洗干净,再栽入已准备好的基质中,基质使用前最好消毒。移栽前要适当遮荫,加强水分管理,保持较高的空气湿度(相对湿度98%左右),但基质不宜过湿,以防烂苗。
在根据内容目的修改一下就行
7、如何处理组培苗的玻璃化
下面的是我摘抄的片段,希望能给你点帮助:
如何防止组培苗的玻璃化现象
琼脂和蔗糖浓度与玻璃化呈负相关,即琼脂和蔗糖浓度越高,玻璃化苗比率越低。碳源不仅为芽的形成提供能量,也起到渗透调节作用,主要是影响培养基硬度增加,从而影响其衬质势和水分状况。有研究表明,液体培养是导致玻璃化的主要原因。可以判定,试管苗玻璃化可能是培养基内水分状态不适应的一种生理变态。
许多学者证明,培养基中细胞激动素浓度和生长素浓度与玻璃化呈正相关,细胞激动素浓度或生长素浓度越高,玻璃化苗比率越大。玻璃化苗的一个重要特征是叶脉生长明显加快,而赤霉素也有类似效应。也许赤霉素促进了细胞过度生长,从而导致玻璃化。生长素可以改变细胞壁机械特性,使其具有更大的可塑性。
防止玻璃化苗的措拖
控制香蕉苗的玻璃化要从培养基的环境条件和生理生化方面入手。具体措施如下:利用固体培养,增加琼脂浓度,降低成本培养基的衬质势,造成细胞吸水阻碍;提高琼脂纯度,也可降低玻璃化;适当提高培养基中蔗糖含量或加入渗透剂,降低培养基中的渗透势,减少培养基中植物材料可获得的水分,造成水分胁迫;降低培养容器内部环境的相对湿度;适当降低培养基中细胞激动素和赤霉素的浓度;控制温度,适当低温处理,避免过高的培养温度,在昼夜变温交替的情况下比恒温效果好。试验发现,玻璃苗放于自然光下几天后,茎、叶变红,玻璃化逐渐消失,因自然光中的紫外线能促进试管苗成熟,加快木质化
8、普通人可以进行组织培养吗?
我国对种苗的需求量大大增加,仅仅*目前传统的育苗方法远不能满足日益增长的需要,种苗生产逐渐开始了专业化、产业化的生产。从世界规模来看,种苗生产企业的数量在不断增加。穴盘育苗和组培苗生产逐渐普及。利用穴盘和组织培养的方法培育出来的优质苗,可以减少后期栽培中农药、肥料的施用量,减轻人工管理的劳力,达到增产、增收的目的。 一般来说,穴盘苗容易适应栽培环境,可使产量和品质得到提高。20世纪80年代中期,我国引进穴盘育苗技术,该技术在“八五”和“九五”期间都被农业部和科技部列为国家重点科研项目。可以说,无论从美国、荷兰,还是日本这些发达国家的经验未看,目前穴盘育苗是实生苗(即用种子育苗)种苗生产产业化的最有效的方法。 另一方面,对干无性繁殖苗木,则多采用组织培养的育苗方法。组培苗可大量生产具有优良遗传性状,而且不被病原菌污染的种苗,但目前由于组培苗的生产成本较高,除利用价值较高的园艺作物外,普及率还不是很高。 除人工费用以外,培养植物生长缓慢,培养及驯化过程中植株死亡率高,形态及生理异常多等都是造成组培苗生产成本高的原因。这主要是由于目前的组培方法使用了含糖培养基,杂菌很容易侵入培养培养器和在培养基中繁殖。为了减少因杂菌繁殖造成的培养植物损失,必须采用无菌条件下的小型培养器的手工操作。 由此可知:小型培养容器的有糖培养,也就是我们现在所使用的常规培养,具有以下特点: l)由干培养基中含有糖,一旦被微生物(杂菌侵染,将很快在培养基上繁殖,造成污染,使培养植株枯死。 2)由干培养容器是密闭的,所以容器内相对湿度很高,一般都在 96%以上,甚至达到 100%,培养容器内壁经常结露。在这种相对湿度高和弱光环境下(一般组培容器内的光照度只有3 000 lx,远低于室外和温室内)植株生长纤弱,叶片上调节蒸腾速度的气孔开闭机构极不发达,叶表面基本没有形成充分的蜡质层,植株徒长,严重的还会出现水浸状。而且培养植物的蒸腾弱,抑制了植物从培养基中吸水也抑制了植物的发根,因此从培养容器中移出后,容易引起植物体的过度蒸腾,使生育延缓或枯死。 3)由于培养容器是密闭的,所以在照明开始1~2 h之内, CO2浓度迅速下降,基本在 100 μL/L以下,这个浓度从植物生理学上未讲,几乎接近二CO2浓度的补偿点,即净光合速度等于零。培养植物的光合成明显受到抑制,植株生长缓慢。 4)由于容器内的空气几乎不流动,所以乙烯浓度和暗期的CO2浓度较高,造成植株生理代谢异常。 为解决以上问题,从 1992年开始日本千叶大学古在丰树教授的研究小组进行了无糖培养法(光独立营养培养法)的开发和研究。他们首先注意到在温室内或露地栽培的植物,即使开始只有米粒大小的叶片,也能长成一颗很大的植株,实验证明,只要具有 20 mm2含有叶绿素的叶片,就能够独立地进行光合作用。植物组织培养的快繁阶段,基本上使用的是带有一段茎及一片或数片叶片的植物片。也就是说在这一阶段,即使不在培养基中加糖,植物片也应该能够进行光合作用,自养生长。如果把培养基中的糖去掉,污染就可以大大减轻,就没有必要密闭得那样严实,这样组培的气相环境就可以得到改善。而且如果污染问题得到了解决,还可以在大型容器内或设施内进行培养,增加光照,补充CO2,以达到提高植物生长速度,缩短培养时间,降低成本的目的。 光独立营养培养法(无糖培养法)主要引进了以下新技术: l)去除培养基中的糖,导入大型培养容器 去除了培养基中的糖后,减少了污染的机会,使大型培养容器得以导入。大型培养器内的CO2、相对湿度、气流速度等环境因于可以比较容易地进行调节。另外,使用大型培养容器还可以减少人工操作的工作量,为实现自动化、机械化操作提供条件。比如:东芝公司开发的机械手,可以利用高解像度的摄相机,从培养植物的三维立体形态上判断茎、节、叶的位置,决定获得植物组织切断的位置,然后从上方用镊于挟起,用剪刀切断,再用镊子移植到新的培养基中。
9、组培瓶的介绍
组培瓶也是菌种瓶(俗称:菌瓶)。用于培育种子幼芽品种培育的一种玻璃包装容器,玻璃包装容器无毒、安全、卫生、透明度和透光度都比较好。
10、开放式组培有谁试过成功了
有菌环境条件下的月季植物组织堷养技术(此文发表在《现代农业科技》2012年第8期)
月季属蔷薇科蔷薇属。是风靡世界的名花,素有"花中皇后"之美誉,它与菊花类、香石竹类、唐菖蒲等并列为四大切花。我国将月季列为巿花的城市有六十多个城巿。月季的品种繁多,近一百年来累计的品种数以万计,目前流行的也有数千个品种,而且每年在许多国家里仍在源源不断新品种选育出来。月季除种类繁多外,用途也很广泛。如用藤本月季布置长廊、拱门;树状月季装饰主干道;灌木状月季作绿篱;聚花类月季点缀花坛;茶香月季供展览;微型月季供室内陈设;切花月季制作花篮等等。
现在许多国家都在用组织堷养技术来繁殖月季的优良品种,目前这种快速繁殖方法技术成熟,已进行工厂化生产,对加速老品种的更新换代,迅速普及月季名优新特品种将起到重要的作用。月季常规组培技术报道很多,但在有菌环境条件下的月季组织培养技术未见报道。
技术工艺如下:
一、堷养基组成
1、诱导萌芽堷养基:MS+BA0.5~1mg/l+S106杀菌剂0.3ml∕l
2、增殖堷养基:MS+BA1~2 mg/l +NAA0.1~0.2 mg/l +S106杀菌剂0.3 ml∕l
3、生根堷养基:1∕2MS+NAA0.1~0.2 mg/l +IAA1 mg/l或NAA0.5 mg/l +S106杀菌剂0.3 ml∕l
二、技术程序
1、培养瓶灭菌:根据堷养瓶的大小、数量,以浸没培养瓶及盖为度,在水池或容器中量取适度的自来水,然后按水量毎升自来水加入S105杀菌剂0.2毫升,搅拌均匀,放入洗净的堷养瓶及盖浸泡2小时以上。然后捞取堷养瓶及盖倒扣在干净的工作台面上滤干水,待用。
2、灭菌培养基的制作
以制取一升堷养基为例:量取1l自来水放在电饭煲内加热(因加热蒸发加入母液后到分装时煮沸刚好是定容要求的1100ml,冷却后就是1l,故配一升培养基量取1l自来水),称取白糖30g、琼脂4 g,加入电饭煲锅水中,待全部溶解,再加入100倍MS母液:其中:大量元素A:10ml、大量元素B:10ml、铁盐:10ml、微量元素:10ml、有机物:10ml、细胞分裂素每毫升1亳克浓度的BA0.5~1ml,煮沸。用1 mol NaOH或Hcl调PH5.8,最后加入S106杀菌剂溶液0.3ml,继续煮沸2~3分钟使杀菌剂在堷养基中混合均匀,再进行分装。
分装前拿起堷养瓶使瓶口朝下用力甩净附着在瓶壁和瓶口水珠,使瓶口朝上放在工作台面上,然后倒入堷养基均匀分装,最后拿取培养瓶盖用力甩干瓶盖附着的水珠,扣在倒了堷养基的瓶口上,待凝固接种。
3、取材
在春季或秋季,连续晴天上午露水干后,选取生长健壮的当年生半木质化无病虫害的优良品种枝条帯回实验室。
除去枝条上的叶片和皮刺,切去枝条上端嫩茎和下端木质化的茎秆,选留中间半木质化饱满未萌发的带腋芽茎段做外植体,切成1厘米长带腋芽茎段。
4、材料处理
先用洗洁精少许滴入一个干净的瓶中,加入整理好的外植体茎段,加入占瓶体积三分之二的自来自水振荡洗涤5~6分钟(也可把瓶子放在磁力搅拌器上搅动洗涤5~6分钟),倒去瓶中带泡沫的水,找一块医用纱布扎住瓶口放自来水龙头下流水冲洗至无泡沫为止。
倒去自来水,把茎段转移到一个经S105杀菌滚处理过的瓶中,倒入75%酒精浸泡8~10秒,倒入自来水,立即倒出瓶中水,再倒入自来水冲洗一次。倒出并滤干瓶中自来水倒入0.1%的升汞溶液振荡浸泡8~12分钟(也可放在磁力搅拌器上搅拌浸泡8~12分钟),时间从倒入升汞溶液至倒出升汞溶液加入自来水为止,加入自来水振荡洗涤每次不少于3分钟,连续洗涤5~6次。
根据外植体数量,按100毫升凉开水加入S106杀菌剂0.5亳升的比例,制作外植体处理液,把外植体转移到此处理液中,处理液的体积为外植体的3~4偣,浸泡1.5至2小时(也可放在磁力搅拌器上搅拌浸泡1.5~2小时,待接种。
5、接种
镊子、剪刀经灭菌器灭菌或经酒精灼烧摊凉浸泡在75%的酒精中,左手拿起镊子,右手拿起剪刀,用镊子从处理液中夹起外植体茎段,甩干附着在外植体上的处理液,用剪刀剪去带腋芽茎段二端接触杀菌处理液的断面,打开扣在培养基瓶盖按极性方向插入堷养基,一瓶插一个茎段,扭紧瓶盖,把用过的剪刀、镊子重新浸泡在酒精瓶中浸泡。取出另一套剪刀、镊子重复操作直至全部接种完。
6、堷养
把接种好的堷养瓶用记号笔写上接种日期,转入堷养室堷养架上堷养。堷养室光照10~12小时/天,光强800~1800LX,温度20~23℃,最高24~26℃。堷养20~25天,当腋芽萌发至1~2厘米时,可进行继代增殖堷养。在培养期间发现污染及时把污染瓶移出堷养室。
7、继代增殖培养