第六章植物组织培养最新技术第六章植物组织培养最新技术植物脱毒技术植物脱毒技术植物快繁技术植物快繁技术植物种质保存技术植物种质保存技术1第二节植物快速繁殖技术第二节植物快速繁殖技术2一一 植物快繁技术的应用植物快繁技术的应用l1960年，年，Morel提出了一个离体繁殖兰花提出了一个离体繁殖兰花的方法，很快就被兰花生产经营者所采的方法，很快就被兰花生产经营者所采纳，国际上相继建立了兰花工业，在兰纳，国际上相继建立了兰花工业，在兰花试管快繁高效益的刺激下，观赏植物、花试管快繁高效益的刺激下，观赏植物、果树和园艺植物、药用和工业原料、农果树和园艺植物、药用和工业原料、农林植物、稀有濒危的试管快繁和脱病毒林植物、稀有濒危的试管快繁和脱病毒技术的研究和应用取得了很大进展。技术的研究和应用取得了很大进展。31个茎芽个茎芽3-5个原球茎个原球茎4-6块块2个月个月切块1个月个月3-5个原球茎个原球茎由一个不到由一个不到1mm长的茎尖开始，在长的茎尖开始，在一年中可以产生几一年中可以产生几百万个植株百万个植株小植株小植株456快繁的应用快繁的应用l（1）良种快繁：新育成的、新引进的、新发现）良种快繁：新育成的、新引进的、新发现的稀缺良种的快繁的稀缺良种的快繁（2）少量脱毒良种苗的快繁和无病毒苗大量繁）少量脱毒良种苗的快繁和无病毒苗大量繁殖殖（3）特殊育种材料快繁）特殊育种材料快繁（4）制种材料快繁）制种材料快繁（5）基因工程植株快繁）基因工程植株快繁（6）自然和人工诱导有用突变体快繁）自然和人工诱导有用突变体快繁（7）离体保存种质快繁）离体保存种质快繁（8）濒危植物离体快繁）濒危植物离体快繁7国际上快繁现状l目前从欧洲目前从欧洲20个国家所收集到的植物组个国家所收集到的植物组织培养室计织培养室计628个个642个。个。l通过微繁，通过微繁，1989年生产的各类苗木年生产的各类苗木2.5亿亿株，主要繁殖的是花卉和果树。株，主要繁殖的是花卉和果树。l微繁数量最大的国家是荷兰，其次是法微繁数量最大的国家是荷兰，其次是法国、意大利、比利时和英国。国、意大利、比利时和英国。8l美洲各国，主要是美国有美洲各国，主要是美国有100多个微繁实多个微繁实验室，一年生产验室，一年生产1.57亿株。亿株。l南美洲国家有南美洲国家有94个商业性实验室，一年个商业性实验室，一年生产各类植物试管苗，创产值生产各类植物试管苗，创产值8100万美万美元，主要从事香蕉、草莓、马铃薯脱毒元，主要从事香蕉、草莓、马铃薯脱毒种苗种薯的生产，其次为观赏植物。种苗种薯的生产，其次为观赏植物。9l亚洲一些国家有商业性实验室亚洲一些国家有商业性实验室275个，一个，一年生产试管苗年生产试管苗6500万株万株9000万株，主要万株，主要是兰花、观叶植物和温带花卉，其次是是兰花、观叶植物和温带花卉，其次是果树和农作物的无性繁殖。果树和农作物的无性繁殖。l最多是韩国、日本，其次为印度尼西亚、最多是韩国、日本，其次为印度尼西亚、马来西亚、印度。马来西亚、印度。10l大洋洲中仅统计了澳大利亚和新西兰，大洋洲中仅统计了澳大利亚和新西兰，有有88个商业性实验室，年产个商业性实验室，年产2000万试管万试管苗，主要是果树、无性繁殖农作物、林苗，主要是果树、无性繁殖农作物、林木和观赏植物。木和观赏植物。11l在不发达的非洲地区，统计了在不发达的非洲地区，统计了23个非洲个非洲国家，计有国家，计有42个商业性组织培养室，主个商业性组织培养室，主要是无性繁殖农作物、马铃薯、木薯、要是无性繁殖农作物、马铃薯、木薯、甘蔗，其次为香蕉。甘蔗，其次为香蕉。12l综观世界五大洲综观世界五大洲:l在发达国家建立的植物组织培养实验室较多，其在发达国家建立的植物组织培养实验室较多，其中大部分是从事商业性快繁的，而且主要进行快中大部分是从事商业性快繁的，而且主要进行快繁的是盆花、切花、兰花等观赏植物，其次是果繁的是盆花、切花、兰花等观赏植物，其次是果树。树。l而发展中国家大部分从事育种研究，少量繁殖无而发展中国家大部分从事育种研究，少量繁殖无性繁殖的农作物。性繁殖的农作物。l发达国家今后植物组织培养实验室数量将会减少，发达国家今后植物组织培养实验室数量将会减少，而规模将会扩大，试管苗将会逐年增高，预计将而规模将会扩大，试管苗将会逐年增高，预计将以每年以每年7%8%速度增加。速度增加。l而发展中国家将日趋扩大，并把它看作是发展农而发展中国家将日趋扩大，并把它看作是发展农业生产的一个重要手段，将以更快的速度发展。业生产的一个重要手段，将以更快的速度发展。13l我国从事植物组织培养人员和实验室面积居世界我国从事植物组织培养人员和实验室面积居世界第一，估计全国有第一，估计全国有2500个个3000个单位和个人在个单位和个人在从事植物组织培养工作，人数约从事植物组织培养工作，人数约1.5万万2万人，其万人，其中大部分是研究植株再生和繁殖的或与育种相结中大部分是研究植株再生和繁殖的或与育种相结合，相当部分是进行开发利用和从事商业性生产。合，相当部分是进行开发利用和从事商业性生产。l目前，我国从事植物组织培养研究和开发，开展目前，我国从事植物组织培养研究和开发，开展最多的省是广东有最多的省是广东有200多个，从单项植物来看是多个，从单项植物来看是主要是盆花，其次为切花、香蕉、苹果、枣、马主要是盆花，其次为切花、香蕉、苹果、枣、马铃薯、甘蔗、葡萄等。铃薯、甘蔗、葡萄等。l我国在试管繁殖方面虽取得了一定成绩，但总的我国在试管繁殖方面虽取得了一定成绩，但总的说来，生产应用面积不大，品种单一，经济效益说来，生产应用面积不大，品种单一，经济效益还不很高，发展不够平衡。还不很高，发展不够平衡。14l乐东柏利生物技术有限公司乐东柏利生物技术有限公司(海南）占地海南）占地约约50亩，拥有亩，拥有4140平房米的柏利优质种平房米的柏利优质种苗组培中心及苗组培中心及30亩的苗圃。柏利优质种亩的苗圃。柏利优质种苗组培中心主要从事优质香蕉苗、芦荟苗组培中心主要从事优质香蕉苗、芦荟苗及花卉苗的组培快繁，年产量达苗及花卉苗的组培快繁，年产量达4300万株，是海南省最大的组培中心。万株，是海南省最大的组培中心。公司公司于二于二年三月八日登记注册，注册资金年三月八日登记注册，注册资金300万元人民币，实际投入近万元人民币，实际投入近2000万元人万元人民币，第一个会计年度营业额约民币，第一个会计年度营业额约410万元万元人民币，利润率为人民币，利润率为30%以上。二以上。二二年二年计划营业额为计划营业额为1000万元人民币。万元人民币。1516l“新疆雪新疆雪莲规模化模化组培快繁技培快繁技术研究研究”通通过可行性可行性论证3月月14日，中科院高技术局对西部行动高新技术项日，中科院高技术局对西部行动高新技术项目目“新疆雪莲规模化组培快繁技术研究新疆雪莲规模化组培快繁技术研究”进行了可进行了可行性论证，专家对项目的实施给以高度行性论证，专家对项目的实施给以高度的肯定。的肯定。该项目由该项目由过程所过程所、新疆、新疆理化所理化所和新疆纵横公司共和新疆纵横公司共同合作完成。项目将利用同合作完成。项目将利用过程所过程所的组培快繁技术大的组培快繁技术大量繁殖新疆雪莲，以满足民族药业及有量繁殖新疆雪莲，以满足民族药业及有关轻工行业关轻工行业对雪莲原料的日益增长的需要，从根本上解决雪莲对雪莲原料的日益增长的需要，从根本上解决雪莲被盗采的问题，从而起到保护新疆的生态环境的作被盗采的问题，从而起到保护新疆的生态环境的作用。用。l2003年4月4日17Banana meristeme proliferation18Banana somatic embryo germination19Banana embryogenic cell suspension20Banana field from vitroplantlets21Coffee microcuttings22Coffee somatic embryos23Stagesinproductionofclonalplantsfromembryogenictissue24Paulowniainculture:Left-MultiplicationPhase;Right-Pre-Planting-OutStage25Ourplanttissueculturelaboratory,themostmoderninLatinAmerica,hasaninstalledcapacitytopropagateuptofivemillionplantsayear.26广东洋兰的组培和育种概况广东洋兰的组培和育种概况20022002年年1010月月1818日日l、蝴蝶兰、蝴蝶兰l蝴蝶兰的组织培养育苗，主要采用两种蝴蝶兰的组织培养育苗，主要采用两种方法，即无菌播种法和无性繁殖法方法，即无菌播种法和无性繁殖法2728l蝴蝶兰经人工授粉较易获得种子，但其种子细蝴蝶兰经人工授粉较易获得种子，但其种子细小如粉尘，无胚乳，在自然条件下不易萌发。小如粉尘，无胚乳，在自然条件下不易萌发。通过组织培养无菌播种，个果荚便可获得成通过组织培养无菌播种，个果荚便可获得成千上万株小苗。蝴蝶兰的无菌播种一般分三个千上万株小苗。蝴蝶兰的无菌播种一般分三个阶段，先诱导形成原球茎，由原球茎萌发成苗，阶段，先诱导形成原球茎，由原球茎萌发成苗，然后生根壮苗。蝴蝶兰从授粉至播种需个月然后生根壮苗。蝴蝶兰从授粉至播种需个月左右，播种至出瓶约需左右，播种至出瓶约需个月，因此，蝴个月，因此，蝴蝶兰从授粉至出苗约需个月。目前商品化蝶兰从授粉至出苗约需个月。目前商品化生产的蝴蝶兰苗大部分为播种苗。由于蝴蝶兰生产的蝴蝶兰苗大部分为播种苗。由于蝴蝶兰的杂合性较强，蝴蝶兰自交或杂交后代的播种的杂合性较强，蝴蝶兰自交或杂交后代的播种苗在植株长势、叶色、花色上会有一些变异，苗在植株长势、叶色、花色上会有一些变异，开花整齐度不及克隆苗。开花整齐度不及克隆苗。29l蝴蝶兰的无性繁殖，即克隆繁殖，可用蝴蝶兰的无性繁殖，即克隆繁殖，可用茎尖、根尖、花梗侧芽、叶片等外植体，茎尖、根尖、花梗侧芽、叶片等外植体，诱导形成不定芽。通过芽长芽或诱导形诱导形成不定芽。通过芽长芽或诱导形成原球茎的方式进行增殖。目前无性繁成原球茎的方式进行增殖。目前无性繁殖方法主要采用花梗侧芽。殖方法主要采用花梗侧芽。30同心兰园l同心兰园自同心兰园自1996年成立以来，以中国科学院成年成立以来，以中国科学院成都生物研究所下属的植物细胞非载体遗传操作都生物研究所下属的植物细胞非载体遗传操作实验室和生物高新技术试验基地为依托，以实验室和生物高新技术试验基地为依托，以“科技为本，兴兰之道；诚信为本，经营之道科技为本，兴兰之道；诚信为本，经营之道”为发展宗旨，依靠科技和人才优势，致力于中为发展宗旨，依靠科技和人才优势，致力于中华兰花的基础研究、资源的保护和开发、优良华兰花的基础研究、资源的保护和开发、优良品种的快速繁殖和新品种培育等方面的工作。品种的快速繁殖和新品种培育等方面的工作。兰园拥有现代化的研究设备、一流的组织培养兰园拥有现代化的研究设备、一流的组织培养设施和配套的兰棚和温室，专业人员中包括多设施和配套的兰棚和温室，专业人员中包括多位研究员、博士和硕士，技术力量傲视群雄。位研究员、博士和硕士，技术力量傲视群雄。兰园成立六年来，已有多种线艺、水晶和花艺兰园成立六年来，已有多种线艺、水晶和花艺兰花种苗批量供应市场。兰花种苗批量供应市场。31l球根花卉：球根花卉：为多年生草本植物，地下根或多年生草本植物，地下根或地下茎已地下茎已变态膨大成球形或膨大成球形或块状，以状，以贮存存养分及水分。分养分及水分。分为球茎球茎类、鳞茎茎类、块茎茎类、根茎、根茎类及及块根根类。如球茎。如球茎类的仙客来、的仙客来、剑兰，鳞茎茎类的郁金香、水仙，的郁金香、水仙，块茎茎类的的马蹄蹄莲、海芋，根茎、海芋，根茎类的美人蕉、的美人蕉、鸢尾，尾，块根根类的大的大丽花、花毛茛等。花、花毛茛等。l原球茎发育途径：细胞或组织培养经原球原球茎发育途径：细胞或组织培养经原球茎途径分化成植株。大部分兰花属于这一茎途径分化成植株。大部分兰花属于这一类型，即兰花的各个部分的离体组织都能类型，即兰花的各个部分的离体组织都能诱导形成原球茎，再经培养分化形成植株。诱导形成原球茎，再经培养分化形成植株。32建立无性快速繁殖体系，要选取适当的外植体，如营养芽、幼小建立无性快速繁殖体系，要选取适当的外植体，如营养芽、幼小的花芽、新鲜的龙根（在自然界中生长的原球茎或根状茎）等，的花芽、新鲜的龙根（在自然界中生长的原球茎或根状茎）等，经彻底消毒后，剥出生长点，接种在合适的培养基上，经经彻底消毒后，剥出生长点，接种在合适的培养基上，经2个月个月左右的培养，可获得原球茎。左右的培养，可获得原球茎。图中大的为顶芽，两个小的为腋芽，经图中大的为顶芽，两个小的为腋芽，经20天液体培养和天液体培养和20天固体天固体培养后，原球茎即将形成。培养后，原球茎即将形成。兰花组培：启动33通过种子萌发也可以获得原球茎。由于国兰的种子细小，胚发育通过种子萌发也可以获得原球茎。由于国兰的种子细小，胚发育不完全，无胚乳不完全，无胚乳,自然条件下发芽率低，利用无菌播种技术，可大自然条件下发芽率低，利用无菌播种技术，可大大提高兰花种子的萌发率。国兰种子萌发时先形成原球茎，然后大提高兰花种子的萌发率。国兰种子萌发时先形成原球茎，然后再发育成植株。如果采用适当的培养条件，种子形成的原球茎和再发育成植株。如果采用适当的培养条件，种子形成的原球茎和芽形成的原球茎一样，可以无限增殖。芽形成的原球茎一样，可以无限增殖。兰花组培：萌发34获得原球茎后，在适当的培养条件下，可以使原球茎在获得原球茎后，在适当的培养条件下，可以使原球茎在短时间内大量增殖。国兰不同品种的增殖速度略有差异，短时间内大量增殖。国兰不同品种的增殖速度略有差异，平均每个月可增加平均每个月可增加1-2倍。这一步骤，是最能体现快速繁倍。这一步骤，是最能体现快速繁殖优势的环节。殖优势的环节。兰花组培：增殖35原球茎增殖到一定的数量后，可以将其中一部分转移到原球茎增殖到一定的数量后，可以将其中一部分转移到分化培养基上，一个月左右即可分化出芽。分化培养基上，一个月左右即可分化出芽。图为原球茎在培养基内部同时分化出芽和根图为原球茎在培养基内部同时分化出芽和根。分化36373839暗培养室404142434445移栽一个月的大富贵46移栽4个月的连体苗47移栽18个月的大富贵48红玉素（1年）49移栽2年的红玉素，3苗连体，高约25厘米，新苗上已有花苞。50隆昌素（1月）51移栽3年的隆昌素，4苗连体，新苗叶甲内已有花苞。52杂交兰53红色的火烧颗粒土、黑色的泥炭土颗粒（仙土）和白色红色的火烧颗粒土、黑色的泥炭土颗粒（仙土）和白色的活性土，也是比较理想的搭配。我园使用的比例为的活性土，也是比较理想的搭配。我园使用的比例为45：45：10左右。左右。54我园最常用的植料是：我园最常用的植料是：4份洗净的草炭土，份洗净的草炭土，2份火烧颗粒份火烧颗粒土，土，1份椰糠，根据需要加入适量活性土。份椰糠，根据需要加入适量活性土。55火烧颗粒分大、中、小、细4种规格，大号颗粒直径约1-1.5厘米。5657l部分品种价目表部分品种价目表l宜春仙宜春仙100冠姚梅冠姚梅240舞蝶舞蝶400簪蝶簪蝶300红玉素红玉素4000春剑银杆素春剑银杆素240金鸡黄金鸡黄400春兰黄花，四川传统品种。春兰黄花，四川传统品种。君荷君荷6000以上品种均为本地栽培多年，健康无病。以上品种均为本地栽培多年，健康无病。58l组培苗价目表：组培苗价目表：l隆昌素隆昌素10cm40/苗，暂无苗，暂无大富贵大富贵6-8cm40/苗，暂无苗，暂无春兰红玉素春兰红玉素15cm400/组组每组每组2苗，移栽苗，移栽一年。品种介绍见园中精品一年。品种介绍见园中精品18-20。春兰红玉素春兰红玉素20cm1000/组组每组每组3苗。移苗。移栽二年。栽二年。59二二 快繁的一般方法快繁的一般方法l培养物的建立培养物的建立l茎芽增殖茎芽增殖l生根生根l壮苗壮苗l炼苗炼苗l移栽移栽60培养物的建立培养物的建立l外植体的选择外植体的选择l消毒消毒61茎芽增殖茎芽增殖l兰花的原球茎增殖兰花的原球茎增殖l通过愈伤组织增殖通过愈伤组织增殖l通过不定芽增殖通过不定芽增殖l通过增强腋芽生枝能力增殖通过增强腋芽生枝能力增殖l单节茎段扦插增殖单节茎段扦插增殖62通过愈伤组织增殖的植物通过愈伤组织增殖的植物l柑橘、咖啡、小苍兰、棕榈柑橘、咖啡、小苍兰、棕榈l不足之外在于可能造成后代在遗传上的不足之外在于可能造成后代在遗传上的不稳定性不稳定性63通过不定芽增殖的植物通过不定芽增殖的植物l秋海棠、草莓、葡萄、捕虫堇、天竺葵、秋海棠、草莓、葡萄、捕虫堇、天竺葵、麝香百合、风信子、虎眼万年青、某些麝香百合、风信子、虎眼万年青、某些蕨类植物蕨类植物l在无激素培养基上，风信子和虎眼万年在无激素培养基上，风信子和虎眼万年青的每一种器官都能长出很多不定芽来青的每一种器官都能长出很多不定芽来。641978，Barlass,Skene，葡萄茎尖培养，葡萄茎尖培养1mm长的茎尖（带长的茎尖（带2-3个叶原基）个叶原基）20段段新茎芽长到新茎芽长到3cm高高60d后后切断切断10-14d3-4月后，月后，由一个茎由一个茎尖可产生尖可产生8000个植个植株，且都株，且都为二倍体为二倍体65增强腋芽生枝能力增殖的植物增强腋芽生枝能力增殖的植物l草莓草莓l实质为在不存在顶芽的情况下，腋芽具实质为在不存在顶芽的情况下，腋芽具有取代主茎功能的能力，从而生枝（一有取代主茎功能的能力，从而生枝（一级枝条），枝条上再长现腋芽，再发育级枝条），枝条上再长现腋芽，再发育成为枝条（二级枝条），这样重复，使成为枝条（二级枝条），这样重复，使枝条的繁殖显著提高。枝条的繁殖显著提高。6611234671974，Boxus,草莓：草莓：每每2周可增殖周可增殖10倍，由一个倍，由一个母株开始，一年内可得到母株开始，一年内可得到156-256个植株个植株68通过单茎段扦插增殖的植物通过单茎段扦插增殖的植物l越橘、印度黄檀、费约果越橘、印度黄檀、费约果l在某些植物中，通过调节培养基中的激在某些植物中，通过调节培养基中的激素组成还不能使腋芽由顶端优势下解放素组成还不能使腋芽由顶端优势下解放出来，原来存在于外植体上的芽只能长出来，原来存在于外植体上的芽只能长成一个不分枝的茎，此时，枝条的繁殖成一个不分枝的茎，此时，枝条的繁殖系数取决于每个培养周期之末，由茎上系数取决于每个培养周期之末，由茎上所能切取的带节茎段的数目。所能切取的带节茎段的数目。l上述三种植物的繁殖系数可达每上述三种植物的繁殖系数可达每6周周3-4倍倍6970生根l试管内生根试管内生根l试管外生根试管外生根71试管内生根试管内生根l把大约把大约1cm长的小枝条逐个剪下，转插到长的小枝条逐个剪下，转插到生根培养基中，如果茎芽增殖是在全强生根培养基中，如果茎芽增殖是在全强度度MS培养基上进行，则生根培养基中盐培养基上进行，则生根培养基中盐的浓度减少到的浓度减少到1/2或或1/4。需。需10-15天即可天即可生根。生根。l大多数植物生根需适当的生长素，最常大多数植物生根需适当的生长素，最常用的为用的为NAA和和IBA（0.1-10.0mg/L)72l草莓、水仙、唐菖蒲不需激素。草莓、水仙、唐菖蒲不需激素。l有些植物如杜仲很难在上述两种情况下有些植物如杜仲很难在上述两种情况下生根，可先在高浓度生长素溶液中将根生根，可先在高浓度生长素溶液中将根浸泡几秒，然后转入无激素培养基中。浸泡几秒，然后转入无激素培养基中。l生根期也是前移栽期，减少蔗糖浓度生根期也是前移栽期，减少蔗糖浓度（1%），增加光照（），增加光照（3000-10000lux).73试管外生根试管外生根l如苹果、猕猴桃、葡萄、毛白杨、如苹果、猕猴桃、葡萄、毛白杨、越橘、杜鹃花、月季越橘、杜鹃花、月季l把离休条件下形成的枝条当做微插把离休条件下形成的枝条当做微插条处理，将其基部用标准的生根粉条处理，将其基部用标准的生根粉或在滑石粉中的或在滑石粉中的IBA处理，然后把其处理，然后把其种在花盆中。种在花盆中。74无根苗嫁接无根苗嫁接l试管内嫁接（微体嫁接）试管内嫁接（微体嫁接）l试管外嫁接试管外嫁接75试管内嫁接（微体嫁接）试管内嫁接（微体嫁接）l以试管苗的以试管苗的0.1-0.2mm长的茎尖为接穗长的茎尖为接穗l以试管内预先培养出的带根无菌苗为砧以试管内预先培养出的带根无菌苗为砧木木l在无菌条件下借助于显微镜嫁接，之后在无菌条件下借助于显微镜嫁接，之后继续在试管内培养，愈合完成后转入土继续在试管内培养，愈合完成后转入土中。中。l苹果和柑橘脱毒苗生产中已有应用。苹果和柑橘脱毒苗生产中已有应用。76较早应用于三倍体无籽西瓜苗生产中，较早应用于三倍体无籽西瓜苗生产中，3天后长出愈伤组织，天后长出愈伤组织，1周后成活并长出新周后成活并长出新叶。叶。1986，杨玉梅，苹果：取苗高，杨玉梅，苹果：取苗高2cm，茎粗，茎粗0.1-0.2cm的试管苗为接穗，在室温下锻炼的试管苗为接穗，在室温下锻炼1-2天后，劈接或皮接于大树新梢上，天后，劈接或皮接于大树新梢上，3周周后愈合后愈合试管外嫁接试管外嫁接77壮苗l加入一定量的生长延缓剂（多效唑，矮加入一定量的生长延缓剂（多效唑，矮壮素）壮素）78炼苗l开瓶口，降低瓶中湿度，增强光照，以开瓶口，降低瓶中湿度，增强光照，以做便促使叶逐渐形成角质，气孔逐渐建做便促使叶逐渐形成角质，气孔逐渐建立开闭机制，叶逐渐启动光合功能立开闭机制，叶逐渐启动光合功能，79移栽l彻底洗掉沾在根上的培养基彻底洗掉沾在根上的培养基l选用排水性和透气性好的移栽介质（河沙、草选用排水性和透气性好的移栽介质（河沙、草炭、珍珠岩、蛭石、腐植土），且用炭、珍珠岩、蛭石、腐植土），且用0.3-0.5%的的KMnO4消毒，消毒，l最初最初10-15天要通过喷雾或罩上透明塑料以保持天要通过喷雾或罩上透明塑料以保持高湿度（高湿度（90-100%），但留小孔便于通气），但留小孔便于通气l移栽前剪掉一部分叶片移栽前剪掉一部分叶片l太阳勿直射太阳勿直射l需需4-6周周80三、快繁新技术三、快繁新技术植物无糖组培快繁技术植物无糖组培快繁技术植物非植物非试管高效快繁技管高效快繁技术81（一）植物无糖组培快繁技术（一）植物无糖组培快繁技术l又称又称光独立培养微繁殖技术光独立培养微繁殖技术，photoautotrophicmicropropagation。l从日本千叶大学引进，是植物组织培养的从日本千叶大学引进，是植物组织培养的一种全新的概念。一种全新的概念。82传统培养的缺点传统培养的缺点l1）培养基中的糖促进了微生物的污染；）培养基中的糖促进了微生物的污染；l2）为了减少微生物的污染，封闭的、小的容）为了减少微生物的污染，封闭的、小的容器必须被使用；器必须被使用；l3）异常的容器内的环境导致植株生理、形态）异常的容器内的环境导致植株生理、形态的紊乱，如叶片表层结构发育差，气孔开闭功的紊乱，如叶片表层结构发育差，气孔开闭功能差，叶片小，叶绿素含量降低；植株的生长能差，叶片小，叶绿素含量降低；植株的生长发育延缓或死亡；由此造成不稳定的生长周期，发育延缓或死亡；由此造成不稳定的生长周期，不舒展的叶片，生长细弱的植株，驯化阶段植不舒展的叶片，生长细弱的植株，驯化阶段植株相当高的死亡率，从而造成高的生产成本，株相当高的死亡率，从而造成高的生产成本，制约了微繁殖商业化生产的进一步发展。制约了微繁殖商业化生产的进一步发展。83传统培养的缺点传统培养的缺点l4）由于在小的培养容器中糖的使用，环）由于在小的培养容器中糖的使用，环境控制系统的开发十分困难。境控制系统的开发十分困难。l5）在传统培养中，凝胶状的物质如琼脂、）在传统培养中，凝胶状的物质如琼脂、卡那胶通常被用作培养基质。但植株根卡那胶通常被用作培养基质。但植株根系的发育在琼脂中通常是瘦小、脆弱的，系的发育在琼脂中通常是瘦小、脆弱的，当植株移植到土壤时容易被损坏。当植株移植到土壤时容易被损坏。l84无糖培养技术的主要特征无糖培养技术的主要特征l(1)用用CO2代替糖作为植物体的碳源，促代替糖作为植物体的碳源，促进植株自身的光合作用（自养）。进植株自身的光合作用（自养）。l降低生产成本，在短时间和低成本的条降低生产成本，在短时间和低成本的条件下快速繁殖遗传优良、生理一致、发件下快速繁殖遗传优良、生理一致、发育正常、无病无毒的群体植株育正常、无病无毒的群体植株85(2)用多孔的无机的材料，例如蛭石、珍珠岩、用多孔的无机的材料，例如蛭石、珍珠岩、砂、塑料泡沫、石棉、陶棉、纤维素等也能作砂、塑料泡沫、石棉、陶棉、纤维素等也能作培养基质。培养基质。试验表明，多孔的无机材料比凝胶状的物质好，试验表明，多孔的无机材料比凝胶状的物质好，因为它良好的透气性，使植物的根区环境中有因为它良好的透气性，使植物的根区环境中有较高的氧浓度，从而促进了植株根系的发育，较高的氧浓度，从而促进了植株根系的发育，生根率达生根率达98-100%，而且多孔的无机材料代替，而且多孔的无机材料代替价格昂贵的琼脂，生产成本低。价格昂贵的琼脂，生产成本低。86无糖培养的优点无糖培养的优点l1通过人工控制动态调整优化植物生长环境，通过人工控制动态调整优化植物生长环境，为种苗繁殖生长提供最佳的为种苗繁殖生长提供最佳的CO2浓度、光照、浓度、光照、湿度、温度等环境条件，促进了植株的生长发湿度、温度等环境条件，促进了植株的生长发育，苗齐、苗壮。培养周期缩短了育，苗齐、苗壮。培养周期缩短了40以上。以上。2大幅度减少了植物组培生产过程中的微生大幅度减少了植物组培生产过程中的微生物污染率；而且植株的生根率，成苗率，种苗物污染率；而且植株的生根率，成苗率，种苗质量显著提高。使得种苗驯化期间的成活率大质量显著提高。使得种苗驯化期间的成活率大幅度上升，并且复杂的驯化过程得以简化。幅度上升，并且复杂的驯化过程得以简化。87无糖培养的优点无糖培养的优点l3节省投资，降低生产成本。与传节省投资，降低生产成本。与传统的微繁殖技术相比，种苗生产综合成统的微繁殖技术相比，种苗生产综合成本平均降低本平均降低30。4组培生产工艺的简单化，流程缩组培生产工艺的简单化，流程缩短，技术和设备的集成度提高，降低了短，技术和设备的集成度提高，降低了操作技术难度和劳动作业强度，更易于操作技术难度和劳动作业强度，更易于在规模化生产上推广应用。在规模化生产上推广应用。88CO2的输入方式的输入方式l自然换气和强制性换气两种方式自然换气和强制性换气两种方式l自然换气是培养室的空气通过培养容器的微小自然换气是培养室的空气通过培养容器的微小的缝隙或透气孔进行培养容器内外气体的交换；的缝隙或透气孔进行培养容器内外气体的交换；l强制性换气是指利用机械力的作用进行培养容强制性换气是指利用机械力的作用进行培养容器内外气体的交换。在强制性换气条件下生长器内外气体的交换。在强制性换气条件下生长的植株一般都比自然换气条件下生长的好。的植株一般都比自然换气条件下生长的好。89光照条件光照条件l根据不同植物根据不同植物CO2的补偿点、饱和点以及的补偿点、饱和点以及光的补偿点和饱和点来调节光的补偿点和饱和点来调节CO2浓度和光浓度和光照强度，以促进植株的生长发育，缩短照强度，以促进植株的生长发育，缩短培养周期。培养周期。l在生产中常采用的指标是：在在生产中常采用的指标是：在5000lx-6000lx的光照条件下，的光照条件下，C3植物的植物的CO2浓度浓度以以1000-1500ppm为宜；在为宜；在7000LX-8000LX的光照条件下，的光照条件下，C4植物以植物以2000ppm-3000ppm为宜。为宜。90容器类型容器类型容器的类型影响容器内气体的构成和光的容器的类型影响容器内气体的构成和光的环境。密封的容器及弱光照容易产生玻璃环境。密封的容器及弱光照容易产生玻璃苗。苗。为了对容器内的空气湿度、气体的流动、为了对容器内的空气湿度、气体的流动、CO2的浓度、热的扩散等因素进行控制，昆的浓度、热的扩散等因素进行控制，昆明市环境科学研究所开发了一种大型的培明市环境科学研究所开发了一种大型的培养容器，尺寸是根据日光灯管的长度和培养容器，尺寸是根据日光灯管的长度和培养架的宽度确定的，体积养架的宽度确定的，体积120L，培养面积，培养面积5610(cm)2,可放在培养架上多层立体式培养。可放在培养架上多层立体式培养。91产产 品品 介介 绍绍l第一：第一：全套无糖组培快繁工厂化生产技术。该全套无糖组培快繁工厂化生产技术。该专利技术现已开始面向全国有偿转让。专利技术现已开始面向全国有偿转让。l第二：第二：组合式无糖组培快繁装置（专利产品），组合式无糖组培快繁装置（专利产品），该装置包括该装置包括培养架；培养架；培养容器；培养容器；供气系供气系统；统；光照系统；光照系统；提高光能利用系统；提高光能利用系统；气气体流量控制系统；体流量控制系统；CO2浓度控制系统。面向浓度控制系统。面向全国销售，装置分固定式和移动式两种。全国销售，装置分固定式和移动式两种。第三：第三：提供非洲菊，彩色马蹄莲，情人草，红提供非洲菊，彩色马蹄莲，情人草，红掌，薯蓣等多种无糖组培苗。掌，薯蓣等多种无糖组培苗。92植物非植物非试管高效快繁技管高效快繁技术(Technique of Efficient & Rapid Non-test Plant (Technique of Efficient & Rapid Non-test Plant CloningCloning）l是由被国内外媒介誉是由被国内外媒介誉为“复制复制绿色的巨匠色的巨匠”-李李长潇研究研究员在国内外首在国内外首创发明的。明的。李李长潇研究研究员现任中国高新技任中国高新技术产业化化研究会常研究会常务理事、中国理事、中国农业技技术推广推广协会高新技会高新技术专业委委员会常会常务委委员、中国、中国质量量检验协会常会常务理事、宁夏科隆理事、宁夏科隆实业公司董事公司董事长、宁夏科隆生物工程开、宁夏科隆生物工程开发研研究所所究所所长。93植物非植物非试管高效快繁技管高效快繁技术l用用许多植物的多植物的一叶一芽一叶一芽类似似试管茎段、管茎段、茎尖培养的微型繁殖材料茎尖培养的微型繁殖材料单位，直接位，直接接种在接种在辅助有助有简易条件的易条件的大田沙床大田沙床上，上，使大多数使大多数经济植物离体材料在第二代植物离体材料在第二代后后4-11天天获得再生完整植株，并且成得再生完整植株，并且成活率高达活率高达80%至至100%。94l每每20-60天繁殖一代，可按几何天繁殖一代，可按几何级数高效数高效快繁。繁殖系数达到快繁。繁殖系数达到2-15以上，比以上，比试管内管内快繁系数高。快繁系数高。l在完全离开植物在完全离开植物组织培养培养试管的管的简易条易条件下，件下，实现了多种植物在了多种植物在试管条件下才管条件下才可能达到的高效快繁。可能达到的高效快繁。与传统组培的与传统组培的生生产投投资效益比可达效益比可达1：5-1：10以上。以上。95l已在国内各地生已在国内各地生产中提出的中提出的300余种余种经济植物植物获得快繁成功。到目前得快繁成功。到目前为止采用止采用该技技术已推广已推广生生产逾逾2500万株万株纯种苗种苗,许多多经济植物用植物用该技技术已生已生产应用了十三年之久。目前，用了十三年之久。目前，该技技术已在已在全国各地推广全国各地推广应用；并已在全国用；并已在全国创建科隆技建科隆技术联营公司公司30多家多家,许多多联营公司已被公司已被认定定为高新高新技技术企企业，已完成，已完成认证该技技术为高新技高新技术的达的达5家，以被确家，以被确认为高新技高新技术企企业的公司已达的公司已达4家。家。科隆公司在全国各科隆公司在全国各联营公司通公司通过技技术入股合作入股合作推广，推广，总计股份达股份达2500万元。并且早在万元。并且早在1997年，年，宁夏科隆宁夏科隆实业有限公司就建立了自己的网站有限公司就建立了自己的网站-中国科隆植物网，中国科隆植物网，域名域名为www.clonep.com，并建立了英文网站。并建立了英文网站。96