專利名稱：一種馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于植物組織培養(yǎng)脫毒育種技術(shù)、營養(yǎng)緩釋添加劑的制備和LED燈在植物組織培養(yǎng)中的應(yīng)用。本發(fā)明與馬鈴薯試管薯快速繁殖有關(guān)。
背景技術(shù)：
采用植物組織培養(yǎng)工廠化生產(chǎn)進行馬鈴薯育種是國內(nèi)國際應(yīng)用的先進技術(shù)。現(xiàn)有培養(yǎng)技術(shù)分成兩大部分即指組織培養(yǎng)和試管薯誘導出薯兩部分。這兩部分可以直接一步進行，也可以分步誘導進行，先培養(yǎng)母苗，然后再加入誘導培養(yǎng)基誘導結(jié)薯。這兩種方法各有優(yōu)缺點，直接誘導有利于工廠化生產(chǎn)，減少中間環(huán)節(jié)，減少生長時間，減少污染，但是直接誘導的培養(yǎng)基到后期養(yǎng)分不足，會引起試管薯質(zhì)量不高。如，“馬鈴薯莖尖脫毒育種方法及雙層培養(yǎng)基”(專利申請?zhí)?01110299572.0)一種高效生產(chǎn)馬鈴薯試管薯的方法及其培養(yǎng)盒”(專利號ZL 02131125.0)。分步誘導，費工費時，易污染，但是分布誘導比直接誘導結(jié)薯效果好(呂長文等，西南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版)，2004,第26卷，第I期；武佩祥等，黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2012，第6期)。另外，研究表明，液體培養(yǎng)的誘導效應(yīng)顯著好于固液雙層培養(yǎng)和固體培養(yǎng)(楊宏羽等，甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，2008，第43卷，第2期)。本發(fā)明結(jié)合了直接誘導和分步誘導的優(yōu)勢，使用液體培養(yǎng)，即直接誘導培養(yǎng)，簡化了生產(chǎn)工序，同時使用了營養(yǎng)緩釋添加劑，解決了試管薯后期營養(yǎng)不足，造成試管薯個數(shù)不多，單薯質(zhì)量不高等問題。所述的營養(yǎng)緩釋添加劑成分包括活性炭、腐植酸、凹凸棒粉和MS培養(yǎng)基成分?；钚蕴渴且环N含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質(zhì)碳素材料，是一種常用的吸附劑、催化劑、或催化劑載體?；钚蕴吭谵r(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，如，陳廷偉等研究了一種生物菌肥的制造方法(專利號93119725. 2)，利用工業(yè)廢氣的活性炭對肥料進行脫臭并起到一定的肥料緩釋效果。馬海增在“一種有機復合肥”(專利號97104427. 9)的專利中，在有機復合肥中加入了活性炭作為除臭劑，并指出活性炭吸附的氨氣可以再次釋放利用?；钚蕴?吸附蔗糖是一種化學吸附過程，蔗糖是以單分子鋪展的形式被吸附于活性炭的表面(周延秀等，分析化學研究簡報，1996，第24卷，第12期)。腐植酸分子上一些官能團的H+可以被Na+、K+、NH4+等金屬離子置換出來，具有較高的離子交換容量。另外，腐植酸含有大量的官能團，可以與一些金屬離子形成絡(luò)合物。還有，腐植酸可以刺激植物生長代謝、改善子實質(zhì)量和增強植物抗逆能力。鑒于以上性質(zhì)，腐植酸可用于制作緩釋肥，如，“一種活性腐植酸緩釋肥料的制作方法”(專利申請?zhí)?01010609758. 7)。凹凸棒土為一種晶體水合鎂鋁硅酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀結(jié)構(gòu)特征。凹凸棒土具有陽離子交換性是較為理想的吸附劑可取代活性炭。凹凸棒土在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，可用于制作復合肥，如，“定植養(yǎng)分的復合肥料及其制備方法”(專利申請?zhí)?00710025701. O)。本發(fā)明利用了活性炭、腐植酸和凹凸棒土對MS各營養(yǎng)成分的綜合吸附緩釋作用，解決了試管薯后期營養(yǎng)不足的問題，提高了試管薯工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。植物組織培養(yǎng)光源傳統(tǒng)上是用熒光燈以及高壓鈉燈等，均存在使用壽命短、發(fā)熱量大以及發(fā)光效率不高等缺點，并且植物對這類光源的利用率低。近年來隨著光電技術(shù)的發(fā)展，發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode, LED)的發(fā)光效率大幅提升，LED光源具有體積小、壽命長、使用直流電、低發(fā)熱量等優(yōu)點。另外，LED的光源系統(tǒng)還可以對光質(zhì)進行調(diào)控，植物光合作用所吸收的光能約占生理輻射光能的60%左右，其中主要是波長為61(T720nm的紅橙光和波長為40(T510nm的藍紫光，因此，將LED燈紅藍光配比適當能顯著提高植物對光源的利用率，有效降低能耗成本魏靈玲等，農(nóng)業(yè)工程科學，2007，第23卷，第11期)。(且紅光下試管苗生長旺盛，藍光下促進結(jié)薯，結(jié)束數(shù)普遍增加(常宏等，應(yīng)用生態(tài)學報，2009,第20卷，第8期)。所以，紅藍光配比LED燈是人工光植物工廠的一種高效替代光源。本發(fā)明使用了紅藍光LED燈作為光源，并且根據(jù)試管薯整個生長周期的特點，調(diào)節(jié)紅藍光的配比，前期壯苗期紅藍光比為6:4，后期結(jié)薯期紅藍光比為4:6，有效提高了試管薯的結(jié)薯率和有效薯率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是建立一種新的、簡化的、高效的馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝，加快馬鈴薯試管薯繁殖，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝如下
步驟I)、基礎(chǔ)苗的培養(yǎng)配制MS固體培養(yǎng)基，每盒分裝35ml，調(diào)節(jié)pH為5.8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001uX的紅藍光LED燈下每天光照10-16小時，紅藍光比為6:4，培養(yǎng)4-6周，轉(zhuǎn)接到結(jié)薯培養(yǎng)基上；
步驟2)、試管薯的培養(yǎng)配制MS液體培養(yǎng)基，蔗糖添加4-6%，向其中添加營養(yǎng)緩釋添加劑2g/L，每盒分裝35ml，調(diào)節(jié)pH為5. 8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2 500-35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8_10小時，共培養(yǎng)8_10周，整個過程的前3周紅藍光比調(diào)節(jié)到6:4，后3周紅藍光比調(diào)節(jié)到4:6，其它時間黑暗培養(yǎng)；步驟3)、收薯待到試管薯成熟時，開始收獲。進一步的，所述的營養(yǎng)緩釋添加劑的組分及重量比如下活性炭腐植酸凹凸棒土 =5:2:5。進一步的，所述的營養(yǎng)緩釋添加劑的制備方法，包括以下步驟
步驟I)、將活性炭、腐植酸和凹凸棒土按照所述重量比混合均勻；
步驟2)、配制100倍的MS液體培養(yǎng)基溶液；
步驟3)、將步驟I)中混合物放入步驟2)得到的MS液體培養(yǎng)基溶液中充分浸透，煮沸30min后，濾出液體烘干備用。本發(fā)明利用MS液體培基添加營養(yǎng)緩釋添加劑，植入馬鈴薯莖段后一次性成苗出試管薯，省卻了成苗后的移栽培養(yǎng)步驟或添加誘導培養(yǎng)基步驟，解決了試管薯后期營養(yǎng)不足的問題。根據(jù)品種結(jié)薯對短日照的敏感性進行光照時間調(diào)節(jié)，來達到不同品種試管薯的誘導，不添加任何生長物質(zhì)。所述的馬鈴薯莖段植入在液體組織培養(yǎng)基中成苗，待苗長成后直接進入暗管培養(yǎng)，誘導出薯。本發(fā)明利用活性炭、腐植酸和凹凸棒土對MS培養(yǎng)基各營養(yǎng)成分的綜合吸附效果，達到各營養(yǎng)成分緩慢釋放的目的。本發(fā)明采用紅藍光配比LED燈，具有體積小、壽命長、使用直流電、低發(fā)熱量等優(yōu)點，大大提高了植物的有效光照，并且根據(jù)試管薯各生長階段的特點調(diào)節(jié)紅藍光配比，有效提高了試管薯的結(jié)薯率和有效薯率。
具體實施例方式首先總體上介紹下本發(fā)明實施例的馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝思路
步驟I)、基礎(chǔ)苗的培養(yǎng)配制MS固體培養(yǎng)基，每盒分裝35ml，調(diào)節(jié)pH為5.8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001uX的紅藍光LED燈下每天光照10-16小時，紅藍光比為6:4，培養(yǎng)4-6周，轉(zhuǎn)接到結(jié)薯培養(yǎng)基上；
步驟2)、試管薯的培養(yǎng)配制MS液體培養(yǎng)基，蔗糖添加4-6%，向其中添加營養(yǎng)緩釋添加劑2g/L，每盒分裝35ml，調(diào)節(jié)pH為5. 8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8_10小時，共培養(yǎng)8_10周，整個過程的前3周紅藍光比調(diào)節(jié)到6:4，后3周紅藍光比調(diào)節(jié)到4:6，其它時間黑暗培養(yǎng)；步驟3)、收薯待到試管薯成熟時，開始收獲。進一步的，所述的營養(yǎng)緩釋添加劑的組分及重量比如下活性炭腐植酸凹凸棒土 =5:2:5。進一步的，所述的營養(yǎng)緩釋添加劑的制備方法，包括以下步驟
步驟I)、將活性炭、腐植酸和凹凸棒土按照所述重量比混合均勻；
步驟2)、配制100倍的·MS液體培養(yǎng)基溶液；
步驟3)、將步驟I)中混合物放入步驟2)得到的MS液體培養(yǎng)基溶液中充分浸透，煮沸30min后，濾出液體烘干備用。以下例舉幾個實施例進一步說明本發(fā)明具體實施方式
。實施例1 :馬鈴薯試管薯培養(yǎng)基設(shè)計配制改良的MS培養(yǎng)基，添加蔗糖4% (40g/L)向其中添加營養(yǎng)緩釋添加劑2g/L，配制成液體培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH為5. 8，每盒分裝35ml ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯試管苗(品種為費烏瑞它)單莖段25段，在光強為25001uX的紅藍光LED燈下每天光照8小時，共培養(yǎng)8周，整個過程的前3周紅藍光比調(diào)節(jié)到6:4，后3周紅藍光比調(diào)節(jié)到4:6，其它時間黑暗培養(yǎng)。收薯統(tǒng)計產(chǎn)量為，每1000個組織培養(yǎng)盒累計收獲試管薯37900。實施例2 馬鈴薯試管薯培養(yǎng)基設(shè)計配制改良的MS培養(yǎng)基，添加蔗糖5%(50g/L)向其中添加營養(yǎng)緩釋添加劑2g/L，配制成液體培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH為5. 8，每盒分裝35ml ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯試管苗(品種為中3)單莖段25段，在光強為30001uX的紅藍光LED燈下每天光照8小時，共培養(yǎng)9周，整個過程的前3周紅藍光比調(diào)節(jié)到6:4，后3周紅藍光比調(diào)節(jié)到4:6，其它時間黑暗培養(yǎng)。收薯統(tǒng)計產(chǎn)量為，每1000個組織培養(yǎng)盒累計收獲試管薯35100。實施例3 :馬鈴薯試管薯培養(yǎng)基設(shè)計配制改良的MS培養(yǎng)基，添加蔗糖6% (60g/L)向其中添加營養(yǎng)緩釋添加劑2g/L，配制成液體培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH為5. 8，每盒分裝35ml ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯試管苗(品種為中5)單莖段25段，在光強為35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8小時，共培養(yǎng)10周，整個過程的前3周紅藍光比調(diào)節(jié)到6:4，后3周紅藍光比調(diào)節(jié)到4:6，其它時間黑暗培養(yǎng)。收薯統(tǒng)計產(chǎn)量為，每1000個組織培養(yǎng)盒累計收獲試管薯36500。
該項技術(shù)實施后，如表1，添加緩釋營養(yǎng)添加劑和使用紅藍光LED等分別能提高試管薯的產(chǎn)量和質(zhì)量，添加緩釋營養(yǎng)添加劑和使用紅藍光LED燈處理效果最好。本發(fā)明使各品種試管薯產(chǎn)量分別提高費烏瑞它，產(chǎn)量提高51. 72%，大于90mg薯比例為38. 52%，年產(chǎn)量為189500粒/m2 ;中3，產(chǎn)量提高38. 51%，大于90mg薯比例為42. 25%，年產(chǎn)量為165800粒/m2,中5，產(chǎn)量提高37. 48%，大于90mg薯比例為55. 64%，年產(chǎn)量為162500粒/m2。表I添加營養(yǎng)緩釋劑和使用紅藍光LED燈對馬鈴薯試管薯的生產(chǎn)效率的影響
權(quán)利要求
1.一種馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝，其特征在于其包括以下步驟 步驟1)、基礎(chǔ)苗的培養(yǎng)配制MS固體培養(yǎng)基，每盒分裝35ml，調(diào)節(jié)pH為5.8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001uX的紅藍光LED燈下每天光照10-16小時，紅藍光比為6:4，培養(yǎng)4-6周，轉(zhuǎn)接到結(jié)薯培養(yǎng)基上； 步驟2)、試管薯的培養(yǎng)配制MS液體培養(yǎng)基，蔗糖添加4-6%，向其中添加營養(yǎng)緩釋添加劑2g/L，每盒分裝35ml，調(diào)節(jié)pH為5. 8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8_10小時，共培養(yǎng)8_10周，整個過程的前3周紅藍光比調(diào)節(jié)到6:4，后3周紅藍光比調(diào)節(jié)到4:6，其它時間黑暗培養(yǎng)； 步驟3)、收薯待到試管薯成熟時，開始收獲。
2.權(quán)利要求1所述的馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝，其特征在于所述營養(yǎng)緩釋添加劑的組分及重量比如下活性炭腐植酸凹凸棒土 =5:2:5。
3.權(quán)利要求1所述的馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的營養(yǎng)緩釋添加劑的制備方法，包括以下步驟 步驟1)、將活性炭、腐植酸和凹凸棒土按照所述重量比混合均勻； 步驟2)、配制100倍的MS液體培養(yǎng)基溶液； 步驟3)、將步驟I)中混合物放入步驟2)得到的MS液體培養(yǎng)基溶液中充分浸透，煮沸30min后，濾出液體烘干備用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種馬鈴薯試管薯生產(chǎn)工藝，包含以組織培養(yǎng)的馬鈴薯無病毒試管苗為材料，采用MS液體培養(yǎng)基添加營養(yǎng)緩釋添加劑，采用紅藍光LED燈，在光暗條件誘導、培養(yǎng)下獲得馬鈴薯試管薯種，其特征在于采用MS液體培養(yǎng)基，不含任何生長物質(zhì)，蔗糖濃度為4%-6%，光照強度為2500-3500lux，每天光照8小時左右，整個周期8-10周，根據(jù)品種結(jié)薯對短日照的敏感特性進行光照時間調(diào)節(jié)，解決了試管薯不同品種誘導上的差異。本發(fā)明將馬鈴薯莖段植入后一次性成苗出試管薯，省卻了苗后的移栽培養(yǎng)或添加誘導培養(yǎng)基步驟，降低了污染率，添加營養(yǎng)緩釋添加劑解決了直接誘導試管薯后期營養(yǎng)不足的問題，提高了單位面積生產(chǎn)效率。
文檔編號A01H4/00GK103053418SQ201210591408
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者陳亮, 柳俊, 朱洲, 李志英, 金裕華 申請人:湖北凱瑞百谷農(nóng)業(yè)科技股份有限公司