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香蕉苗組培培養(yǎng)的過程
來源: 類別:技術文章 更新時間:2013-01-11 閱讀次
香蕉是我國南方四大佳果之一。其為草本果樹,速生快長,投產(chǎn)年限短,產(chǎn)量高,經(jīng)濟效益好,深受各香蕉生產(chǎn)國及蕉農(nóng)的重視。香蕉組織快繁與傳統(tǒng)吸芽繁殖相比,具有無病毒、變異率小、生長一致、果實商品性好、種苗便于運輸?shù)葍?yōu)點,自推廣以來,需求日益增大,生產(chǎn)香蕉組培苗的廠家也與日俱增。而在香蕉工廠化育苗過程中,由于變異的發(fā)生、污染嚴重等問題,致使其成本增高,商品率降低,制約了香蕉規(guī);a(chǎn)的發(fā)展。
為了向蕉農(nóng)提供優(yōu)質(zhì)、價廉的種苗,云南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所組培中心經(jīng)過近10年的研究實踐,針對香蕉工廠化育苗中常見的一些問題,改進技術,不斷的嘗試和探索,在提高生產(chǎn)技術、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化生產(chǎn)流程方面進行研究,建成了一套培育優(yōu)質(zhì)、高效、低耗快速繁育香蕉苗的技術體系,旨在推動優(yōu)質(zhì)香蕉種苗的生產(chǎn)及其產(chǎn)業(yè)化進程。
1 香蕉組培苗的生產(chǎn)流程
1.1 培養(yǎng)基的配方
根據(jù)云南省農(nóng)科院糧食作物研究所組織培養(yǎng)中心多年生產(chǎn)香蕉組培苗的試驗結(jié)果,篩選出3組培養(yǎng)階段必需培養(yǎng)基:誘導分生組織培養(yǎng)基:MS+BA 3.5~4.5 mg/L+NAA 0.1~0.2 mg/L;增殖培養(yǎng)基:MS+BA 2~3 mg/L+NAA 0.05~0.15 mg/L;生根培養(yǎng)基:1/2MS+NAA 0.1~0.2 mg/L+活性碳0.5%。
1.2 培養(yǎng)條件
以上培養(yǎng)基均加入2%~3%的食用白糖,6%~7%的瓊脂,滅菌前pH值調(diào)至5.5~5.8,培養(yǎng)基配好后,充分攪拌,定量分裝入潔凈的玻璃瓶中封口,于1.1kg/cm²壓力和121e下滅菌20 min,冷卻后備用。香蕉組培苗最適宜生長的溫度是25~28℃,可根據(jù)生產(chǎn)需要進行必要的調(diào)節(jié),不能低于14℃,不能高于32℃。培養(yǎng)初期,需弱光誘導不定芽的生產(chǎn);培養(yǎng)后期,將組培培養(yǎng)室的光照調(diào)至2 000~3 000 lx,光照時間為12 h/d。
1.3 誘導培養(yǎng)
起始培養(yǎng)的目的是獲得無菌苗,建立無菌繁殖體系。晴天,在無傳統(tǒng)病害的香蕉區(qū),選用長勢健壯、掛果整齊、產(chǎn)量高的母株,挖取其剛露出地面的完整吸芽,洗去外表泥土,剝除芽外面的葉鞘及不定根,先用洗衣粉水洗滌,再用自來水沖洗干凈,最后用刀將吸芽修成(4~5) cm×(6~7)cm(直徑×高)大小。帶入接種室,用酒精棉球擦拭后,在超菌工作臺上,層層剝?nèi)ゼ偾o葉鞘,修剪成約3 cm×3.5 cm(直徑@高)大小帶生長點的吸芽,用75%酒精浸泡1 min,無菌水沖洗1次,再用0.1%的升汞溶液消毒殺菌15 min,并不斷搖動處理液,然后用無菌水沖洗4~5次,以莖尖為中心縱切成2~4塊,接入培養(yǎng)基,每瓶接種1塊,置于培養(yǎng)室中,培養(yǎng)35~50 d后,可長出新芽。
1.4 繼代培養(yǎng)
把上述獲得新芽轉(zhuǎn)接在培養(yǎng)基上,弱光條件下培養(yǎng)。如條件適宜,20~30 d即可繼代1次。不定芽通過不斷轉(zhuǎn)接、分割,使芽的數(shù)量不斷增加,達到增殖目的。
1.5 壯苗與生根
當芽增殖到預定數(shù)量后,在保持一定的基數(shù)條件下,小于2.5 cm的不定芽轉(zhuǎn)接在培養(yǎng)基上繼續(xù)增殖培養(yǎng),高于2.5 cm的不定芽單個切開,轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基,在光照條件下培養(yǎng)。約14 d后,便開始長根,當小植株長有2片以上的綠葉;25~35 d后,苗高約4 cm時,即可出瓶練苗。
2 生產(chǎn)中常見的問題及解決措施
2.1 變異
香蕉組培苗在繼代培養(yǎng)過程中,容易發(fā)生遺傳變異,其變異率通常比吸芽苗高,異常芽形態(tài)多樣(如芽細小、矮化、白色、扁平、基部褐色或呈圓球狀,葉鞘散開或肥大等)。隨著培養(yǎng)代數(shù)的增高,變異率逐漸增大[5],因此,繼代培養(yǎng)的代數(shù)一般不能超過10代。在起始培養(yǎng)階段,一定要選好取芽的季節(jié)、天氣及外植體材料,并滿足較好的培養(yǎng)條件;在整個生產(chǎn)過程中,激素的種類都不宜用得過多,繁殖階段以單純使用6OBA+低濃度NAA效果最好,生根階段以單純使用NAA或IBA效果最好,激素濃度盡量遵照/能低就絕不用高0的原則;蔗糖濃度2%~3%,培育后期以2%為宜;在接種過程中,及時剔除變異苗,變異率控制在5%以內(nèi)。盡可能的減少對材料的機械損傷及灼傷。
2.2 污染
污染是植物組織培養(yǎng)中普遍存在的問題,也是影響香蕉試管苗生產(chǎn)成本最重要的因素之一,它在很大程度上決定著試管苗的生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。理論上做過統(tǒng)計,污染率每上升5%,生產(chǎn)成本將遞增10%以上,污染率越高,再此基礎上的遞增率越大,更易造成交叉感染,嚴重時,使整個生產(chǎn)流程都難以正常運轉(zhuǎn)。因此,必須采取有利措施,最大限度的降低污染率。主要做好以下幾方面的工作來減少污染源:接種室、緩沖間、培養(yǎng)室及培養(yǎng)基貯藏室每2個月至少要用甲醛和高錳酸鉀(5~10)B1熏蒸1次,定期用新吉爾滅菌水溶液拖地板及門、窗、培養(yǎng)架等設備,雨季還應經(jīng)常啟動空調(diào)機的干燥功能降低空氣濕度;嚴格要求接種制度,所用的各種接種工具需經(jīng)常消毒殺菌,所有接種人員需技術培訓后上崗,接種時都應穿戴消毒過的衣服和帽子;管理人員要經(jīng)常檢查、監(jiān)督和糾正不規(guī)范操作,強化接種人員的“無菌操作”概念,改進接種方法;基芽轉(zhuǎn)接培養(yǎng)前,必須認真挑選,確定是無菌苗后,才可以進一步繼代培養(yǎng),帶菌輕的細菌性污染苗可繼續(xù)留用,作為生根苗培養(yǎng)。
2.3 褐變
香蕉材料體內(nèi)含有單寧等物質(zhì),在培養(yǎng)初期,由于被切割時溢泌出的一些酚類物質(zhì)接觸到空氣中的氧氣,組織中的多酚氧化酶被激活,香蕉材料自動氧化或由酚類催化氧化為相應的醌類,擴散到培養(yǎng)基中,呈現(xiàn)棕褐色,這些物質(zhì)會抑制其它酶的活性,毒害培養(yǎng)物,影響不定芽的增殖效果,嚴重時,使培養(yǎng)的材料生長停頓,失去分化能力,最終變褐死亡。生產(chǎn)上可根據(jù)不同的實際情況,選擇不同的方法減少褐變。主要有如下措施:選用抗酚類氧化藥劑(常見的有半胱氨酸、抗壞血酸、二硫蘇糖醇、谷胱甘肽、硫乙醇、二乙基二硫氨基甲酸脂等),配制成適當?shù)臐舛龋^濾滅菌后洗滌剛切割的外植體傷口表面;選擇最佳培養(yǎng)條件,適當降低培養(yǎng)基中的無機鹽、糖和激素的濃度,加入適量活性炭(0.5~2.0 mg/L),降低培養(yǎng)室的溫度;采取連續(xù)轉(zhuǎn)接的方法,及時轉(zhuǎn)接到新鮮培養(yǎng)基上;接種時,嚴格選擇外植體的部位,且動作迅速,避免外植體在空氣中暴露的時間過長,盡可能的減少對外植體的機械損傷。
3 討論
香蕉組培苗的生產(chǎn)成本主要由材料費、水電費和勞務費3個部分組成,其中材料費、水電費大約各占30%,勞務費約占40%。為了降低無毒種苗的生產(chǎn)成本,針對香蕉的生產(chǎn)特點和問題,經(jīng)過多年的探索,對生產(chǎn)流程中的2個關鍵環(huán)節(jié)進行了改進。
3.1 優(yōu)化培養(yǎng)基配方
適宜的培養(yǎng)基配方有利于提高香蕉種苗質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。在培養(yǎng)基配制過程中,以自來水代替蒸餾水,以白糖代替蔗糖,以農(nóng)用型6OBA代替化學試劑6OBA。對MS培養(yǎng)基作了一些改良,除去原培養(yǎng)基中肌醇,降低MS中的微量元素至原用量的1/2,生根階段降低糖的用量至3%,增殖階段,瓊脂的用量可降至5%,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不會對組培苗的質(zhì)量有顯著影響。
3.2 提高技術及管理水平
影響香蕉組培苗的工廠化生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效益的因素很多,也很復雜。但技術是基礎,管理是關鍵。
必須不斷完善生產(chǎn)設施,提供最佳的溫、光控制條件,減少生產(chǎn)車間的病菌種類及數(shù)量;加強科研技術,不斷進行技術創(chuàng)新,提高技術水平;同時進行科學的管理,通過經(jīng)濟效益與生產(chǎn)過程掛鉤,提高工作積極性,進行勞動力資源的優(yōu)化分配。目前對培養(yǎng)基配方的研究較多,而在其綜合管理方面的研究卻很少,還需進一步的加強,只有技術與管理都不斷的改進和提高,相互協(xié)調(diào),才能優(yōu)化其生產(chǎn)流程、降低其生產(chǎn)成本,不斷提高工廠化快速繁殖優(yōu)質(zhì)香蕉種苗的經(jīng)濟效益。
為了向蕉農(nóng)提供優(yōu)質(zhì)、價廉的種苗,云南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所組培中心經(jīng)過近10年的研究實踐,針對香蕉工廠化育苗中常見的一些問題,改進技術,不斷的嘗試和探索,在提高生產(chǎn)技術、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化生產(chǎn)流程方面進行研究,建成了一套培育優(yōu)質(zhì)、高效、低耗快速繁育香蕉苗的技術體系,旨在推動優(yōu)質(zhì)香蕉種苗的生產(chǎn)及其產(chǎn)業(yè)化進程。
1 香蕉組培苗的生產(chǎn)流程
1.1 培養(yǎng)基的配方
根據(jù)云南省農(nóng)科院糧食作物研究所組織培養(yǎng)中心多年生產(chǎn)香蕉組培苗的試驗結(jié)果,篩選出3組培養(yǎng)階段必需培養(yǎng)基:誘導分生組織培養(yǎng)基:MS+BA 3.5~4.5 mg/L+NAA 0.1~0.2 mg/L;增殖培養(yǎng)基:MS+BA 2~3 mg/L+NAA 0.05~0.15 mg/L;生根培養(yǎng)基:1/2MS+NAA 0.1~0.2 mg/L+活性碳0.5%。
1.2 培養(yǎng)條件
以上培養(yǎng)基均加入2%~3%的食用白糖,6%~7%的瓊脂,滅菌前pH值調(diào)至5.5~5.8,培養(yǎng)基配好后,充分攪拌,定量分裝入潔凈的玻璃瓶中封口,于1.1kg/cm²壓力和121e下滅菌20 min,冷卻后備用。香蕉組培苗最適宜生長的溫度是25~28℃,可根據(jù)生產(chǎn)需要進行必要的調(diào)節(jié),不能低于14℃,不能高于32℃。培養(yǎng)初期,需弱光誘導不定芽的生產(chǎn);培養(yǎng)后期,將組培培養(yǎng)室的光照調(diào)至2 000~3 000 lx,光照時間為12 h/d。
1.3 誘導培養(yǎng)
起始培養(yǎng)的目的是獲得無菌苗,建立無菌繁殖體系。晴天,在無傳統(tǒng)病害的香蕉區(qū),選用長勢健壯、掛果整齊、產(chǎn)量高的母株,挖取其剛露出地面的完整吸芽,洗去外表泥土,剝除芽外面的葉鞘及不定根,先用洗衣粉水洗滌,再用自來水沖洗干凈,最后用刀將吸芽修成(4~5) cm×(6~7)cm(直徑×高)大小。帶入接種室,用酒精棉球擦拭后,在超菌工作臺上,層層剝?nèi)ゼ偾o葉鞘,修剪成約3 cm×3.5 cm(直徑@高)大小帶生長點的吸芽,用75%酒精浸泡1 min,無菌水沖洗1次,再用0.1%的升汞溶液消毒殺菌15 min,并不斷搖動處理液,然后用無菌水沖洗4~5次,以莖尖為中心縱切成2~4塊,接入培養(yǎng)基,每瓶接種1塊,置于培養(yǎng)室中,培養(yǎng)35~50 d后,可長出新芽。
1.4 繼代培養(yǎng)
把上述獲得新芽轉(zhuǎn)接在培養(yǎng)基上,弱光條件下培養(yǎng)。如條件適宜,20~30 d即可繼代1次。不定芽通過不斷轉(zhuǎn)接、分割,使芽的數(shù)量不斷增加,達到增殖目的。
1.5 壯苗與生根
當芽增殖到預定數(shù)量后,在保持一定的基數(shù)條件下,小于2.5 cm的不定芽轉(zhuǎn)接在培養(yǎng)基上繼續(xù)增殖培養(yǎng),高于2.5 cm的不定芽單個切開,轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基,在光照條件下培養(yǎng)。約14 d后,便開始長根,當小植株長有2片以上的綠葉;25~35 d后,苗高約4 cm時,即可出瓶練苗。
2 生產(chǎn)中常見的問題及解決措施
2.1 變異
香蕉組培苗在繼代培養(yǎng)過程中,容易發(fā)生遺傳變異,其變異率通常比吸芽苗高,異常芽形態(tài)多樣(如芽細小、矮化、白色、扁平、基部褐色或呈圓球狀,葉鞘散開或肥大等)。隨著培養(yǎng)代數(shù)的增高,變異率逐漸增大[5],因此,繼代培養(yǎng)的代數(shù)一般不能超過10代。在起始培養(yǎng)階段,一定要選好取芽的季節(jié)、天氣及外植體材料,并滿足較好的培養(yǎng)條件;在整個生產(chǎn)過程中,激素的種類都不宜用得過多,繁殖階段以單純使用6OBA+低濃度NAA效果最好,生根階段以單純使用NAA或IBA效果最好,激素濃度盡量遵照/能低就絕不用高0的原則;蔗糖濃度2%~3%,培育后期以2%為宜;在接種過程中,及時剔除變異苗,變異率控制在5%以內(nèi)。盡可能的減少對材料的機械損傷及灼傷。
2.2 污染
污染是植物組織培養(yǎng)中普遍存在的問題,也是影響香蕉試管苗生產(chǎn)成本最重要的因素之一,它在很大程度上決定著試管苗的生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。理論上做過統(tǒng)計,污染率每上升5%,生產(chǎn)成本將遞增10%以上,污染率越高,再此基礎上的遞增率越大,更易造成交叉感染,嚴重時,使整個生產(chǎn)流程都難以正常運轉(zhuǎn)。因此,必須采取有利措施,最大限度的降低污染率。主要做好以下幾方面的工作來減少污染源:接種室、緩沖間、培養(yǎng)室及培養(yǎng)基貯藏室每2個月至少要用甲醛和高錳酸鉀(5~10)B1熏蒸1次,定期用新吉爾滅菌水溶液拖地板及門、窗、培養(yǎng)架等設備,雨季還應經(jīng)常啟動空調(diào)機的干燥功能降低空氣濕度;嚴格要求接種制度,所用的各種接種工具需經(jīng)常消毒殺菌,所有接種人員需技術培訓后上崗,接種時都應穿戴消毒過的衣服和帽子;管理人員要經(jīng)常檢查、監(jiān)督和糾正不規(guī)范操作,強化接種人員的“無菌操作”概念,改進接種方法;基芽轉(zhuǎn)接培養(yǎng)前,必須認真挑選,確定是無菌苗后,才可以進一步繼代培養(yǎng),帶菌輕的細菌性污染苗可繼續(xù)留用,作為生根苗培養(yǎng)。
2.3 褐變
香蕉材料體內(nèi)含有單寧等物質(zhì),在培養(yǎng)初期,由于被切割時溢泌出的一些酚類物質(zhì)接觸到空氣中的氧氣,組織中的多酚氧化酶被激活,香蕉材料自動氧化或由酚類催化氧化為相應的醌類,擴散到培養(yǎng)基中,呈現(xiàn)棕褐色,這些物質(zhì)會抑制其它酶的活性,毒害培養(yǎng)物,影響不定芽的增殖效果,嚴重時,使培養(yǎng)的材料生長停頓,失去分化能力,最終變褐死亡。生產(chǎn)上可根據(jù)不同的實際情況,選擇不同的方法減少褐變。主要有如下措施:選用抗酚類氧化藥劑(常見的有半胱氨酸、抗壞血酸、二硫蘇糖醇、谷胱甘肽、硫乙醇、二乙基二硫氨基甲酸脂等),配制成適當?shù)臐舛龋^濾滅菌后洗滌剛切割的外植體傷口表面;選擇最佳培養(yǎng)條件,適當降低培養(yǎng)基中的無機鹽、糖和激素的濃度,加入適量活性炭(0.5~2.0 mg/L),降低培養(yǎng)室的溫度;采取連續(xù)轉(zhuǎn)接的方法,及時轉(zhuǎn)接到新鮮培養(yǎng)基上;接種時,嚴格選擇外植體的部位,且動作迅速,避免外植體在空氣中暴露的時間過長,盡可能的減少對外植體的機械損傷。
3 討論
香蕉組培苗的生產(chǎn)成本主要由材料費、水電費和勞務費3個部分組成,其中材料費、水電費大約各占30%,勞務費約占40%。為了降低無毒種苗的生產(chǎn)成本,針對香蕉的生產(chǎn)特點和問題,經(jīng)過多年的探索,對生產(chǎn)流程中的2個關鍵環(huán)節(jié)進行了改進。
3.1 優(yōu)化培養(yǎng)基配方
適宜的培養(yǎng)基配方有利于提高香蕉種苗質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。在培養(yǎng)基配制過程中,以自來水代替蒸餾水,以白糖代替蔗糖,以農(nóng)用型6OBA代替化學試劑6OBA。對MS培養(yǎng)基作了一些改良,除去原培養(yǎng)基中肌醇,降低MS中的微量元素至原用量的1/2,生根階段降低糖的用量至3%,增殖階段,瓊脂的用量可降至5%,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不會對組培苗的質(zhì)量有顯著影響。
3.2 提高技術及管理水平
影響香蕉組培苗的工廠化生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效益的因素很多,也很復雜。但技術是基礎,管理是關鍵。
必須不斷完善生產(chǎn)設施,提供最佳的溫、光控制條件,減少生產(chǎn)車間的病菌種類及數(shù)量;加強科研技術,不斷進行技術創(chuàng)新,提高技術水平;同時進行科學的管理,通過經(jīng)濟效益與生產(chǎn)過程掛鉤,提高工作積極性,進行勞動力資源的優(yōu)化分配。目前對培養(yǎng)基配方的研究較多,而在其綜合管理方面的研究卻很少,還需進一步的加強,只有技術與管理都不斷的改進和提高,相互協(xié)調(diào),才能優(yōu)化其生產(chǎn)流程、降低其生產(chǎn)成本,不斷提高工廠化快速繁殖優(yōu)質(zhì)香蕉種苗的經(jīng)濟效益。
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