CN102613081B

CN102613081B - 系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置及方法

Info

Publication number: CN102613081B
Application number: CN 201210094929
Authority: CN
Inventors: 劳方业; 邓海华
Original assignee: Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute
Current assignee: Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2032-04-01
Also published as: CN102613081A

Abstract

本发明公开了系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置及方法，该装置包括培养基瓶，废液瓶及至少一个培养瓶，各瓶的顶部瓶口上设有透气防菌装置，侧面均设有管道连接口，各管道连接口与管道相连，培养基瓶内设有一个小容器，小容器通过连接装置吊挂于培养基瓶的瓶口内。使用该装置通过材料选取，灭菌，接种，快繁培养，生根培养，生根苗驯化及移栽可实现甘蔗组织培养快速繁殖。本发明的快速繁殖的装置只需进行一次灭菌，整个繁殖过程和生根培养不用转接换瓶，只需在装置内更换培养基，添加促根培养液，操作简单，有效节省电力、人力，同时有效地避免了在继代转接过程中所造成的污染、品种混淆等问题。

Description

系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置及方法

技术领域

本发明属于植物快速繁殖领域，涉及系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置及方法。

背景技术

微繁殖技术繁殖系数高、去除病虫、节省种源，由于其不可替代的优点和诱人的应用前景，已被广泛应用于园艺和农业生产中的良种繁殖、脱毒苗生产等方面。

目前，蔗茎还是甘蔗作种繁殖的主要种源，但这种繁殖方式通常在种植几年后，由于多种病原物反复侵染且会在植株内积累，往往会导致质量和产量不断下降，品种退化的现象。目前主要是通过更换新品种来解决品种退化问题，但新品种的选育速度往往相对滞后，影响了甘蔗生产的发展。

随着对人们对植物病毒病害的深入认识和植物组织培养技术的不断发展完善，植物脱毒技术应运而生。甘蔗是应用脱毒技术最早的作物之一，据研究，种植经过组培脱毒繁殖起来的种苗——健康种苗，可使蔗产量增加20～40%，蔗糖分提高0.5个百分点以上，宿根年限延长2～3年。在巴西、澳大利亚、美国等甘蔗主产国，种植健康种苗已经相当普遍。我国近年来也大力推广种植甘蔗健康种苗，根据《甘蔗优势区域布局规划》，甘蔗优势区域内到2015年，健康种苗普及率50%以上。当前通过“国家甘蔗产业体系”项目，在全国设立了6个健康种苗繁殖点，要求年繁殖脱毒组培苗1000万株以上。可见，健康种苗生产发展势头十分迅猛。

但目前健康种苗的生产主要还是应用传统微繁殖方法进行，每20天左右要继代1次，培养基的灭菌，换瓶转接等操作耗费了过多的电力、人力等，同时也增加了污染、品种混杂的风险，有时继代不及时会造成小苗生长不良甚至死亡。为了克服这些缺点，近年来广西农业科学院甘蔗研究所从古巴甘蔗研究中心引进了间歇浸没式生物反应器( TIBs) 系统来进行甘蔗组织培养快繁研究，取得了一定进展，但该系统需要昂贵的专业设备，而且在小苗繁殖过程中，对气体进行反复加压、过滤后进出反应器，反应器内也相应会反复产生高压、负压等现象，使污染问题难以解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置及方法。

本发明所采取的技术方案为：

系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，包括培养基瓶，废液瓶及至少一个培养瓶，所述培养基瓶、废液瓶、培养瓶的顶部瓶口上分别固定连接密封的透气防菌装置，侧面均设有管道连接口，各管道连接口与管道相连，使各培养瓶通过管道与培养基瓶、废液瓶连通，所述培养基瓶内设有一个小容器，小容器通过连接装置吊挂于培养基瓶的瓶口内，并位于管道连接口相对的一侧，连接装置的两端从瓶口与透气防菌装置之间延伸至培养基瓶的外侧。

优选的，所述管道为多通管道。

优选的，所述培养基瓶、废液瓶的管道连接口位于侧面的上部，所述培养瓶的管道连接口位于侧面的下部。

优选的，所述小容器的开口朝上。

优选的，所述小容器的高度小于培养基瓶瓶口的内径。

优选的，所述连接装置为绳子。

系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，包括如下步骤：

1) 准备上述的甘蔗组培苗快速繁殖装置；

2) 材料选取：选用甘蔗茎尖脱毒培养的第2或3代组培苗；

3) 灭菌：在上述甘蔗组培苗快速繁殖装置中的培养瓶、培养基瓶中添加培养基，将装置及培养基、促根培养液灭菌；

4) 接种：在无菌条件下，将组培苗分成小丛，接种到培养瓶中，将促根培养液装入小容器中，并将装置连接好；

5) 快速繁殖培养：将装置放置在培养室中培养，每隔25～30天更换一次培养瓶中的培养基，更换培养基4～6次；

6) 生根培养：拉动与小容器相连的连接装置活动的一端，使小容器掉落在培养基瓶中，小容器中的促根营养液与培养基混合后，更换培养瓶中培养基，继续培养20～25天；

7) 生根苗驯化及移栽：生根培养结束后，去掉培养瓶的透气防菌装置，将培养瓶放置在炼苗棚中，3～5天后，用清水洗净小苗的根部后移栽到苗床。

优选的，更换培养瓶中的培养基的方法：将培养瓶中的培养基通过管道倒入废液瓶，0～6 h后，将培养瓶中的培养基通过管道倒入培养瓶中。

优选的，培养基为MS培养基。

优选的，促根培养液为吲哚丁酸水溶液。

本发明的装置和方法同样适用于其它植物组织培养。

本发明的有益效果：

本发明使用的装置只需一次高温灭菌，在整个繁殖过程和生根培养中都不用转接换瓶，只需在装置内更换培养基，添加促根培养液，操作简单，有效节省电力、人力，同时有效地避免了在继代转接过程中所造成的污染、品种混淆等问题。

本发明所需设施及相关操作简单，繁殖速度快，生产成本低、经济效益好。

附图说明

图1是四通管道的甘蔗组培苗快速繁殖装置图；

图2是三通管道的甘蔗组培苗快速繁殖装置图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不局限如此。

本发明的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，参照图1～2，注：1为培养瓶，2为培养基瓶，3为废液瓶，4为小容器，5为瓶口，6为透气防菌装置，7为管道连接口，8为管道，9为连接装置，10为开口，两图标识均相同，不同点仅在于：图1的管道8为四通管道，图2的管道8为三通管道。

系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，参照图1～2，包括培养基瓶，废液瓶及至少一个培养瓶，所述培养基瓶、废液瓶、培养瓶的顶部瓶口上分别固定连接密封的透气防菌装置，侧面均设有管道连接口，各管道连接口与管道相连，使各培养瓶通过管道与培养基瓶、废液瓶连通，所述培养基瓶内设有一个小容器，小容器通过连接装置吊挂于培养基瓶的瓶口内，并位于管道连接口相对的一侧，连接装置的两端从瓶口与透气防菌装置之间延伸至培养基瓶的外侧。培养瓶用于植物的组织培养，培养基瓶用于贮存培养基，废液瓶用于贮存培养瓶中不需要的培养基，小容器用于贮存促根培养液；培养瓶贮存部分培养基，将植物组织接种在培养瓶中培养，培养瓶中培养用过的培养基通过管道倒入废液瓶中，培养基瓶中的新鲜培养基通过管道注入到培养瓶中，并不断地为培养瓶中的植物组织提供营养；另外，在最后需要促根培养时，拉动连接装置活动的一端，借助透气防菌装置的阻力，连接装置会松开小容器，使其掉落到培养基瓶中，这些方式有利于小容器中的液体与培养基瓶中的液体混合。在整个繁殖过程和生根培养中都不用转接换瓶，只需在装置内更换培养基，添加促根培养液，操作简单，有效节省电力、人力，同时有效地避免了在继代转接过程中所造成的污染、品种混淆等问题。

进一步作为优选的实施方式，所述管道为多通管道。多通管道能使各瓶之间相互连通，培养瓶有1个，管道就为三通管道（见图2所示）；培养瓶有2个，管道就为四通管道（见图1所示）；培养瓶有3个，管道就为五通管道。

进一步作为优选的实施方式，所述培养基瓶、废液瓶的管道连接口位于侧面的上部。培养基瓶、废液瓶中的液体贮存量增大，且液体的水平面处于侧面管道连接口之下，在植物组织培养过程中不会因为侧面管道连接口离瓶底部的距离近而使其它瓶中的液体通过管道自动流入培养瓶中。所述培养瓶的管道连接口位于侧面的下部。从培养瓶中倒出废液时只需适当倾斜即可，在注入培养液时，由于落差的存在更便于操作。

进一步作为优选的实施方式，所述小容器的开口朝上。

进一步作为优选的实施方式，所述小容器的高度小于培养基瓶瓶口的内径。培养基瓶中的培养基倒入到培养瓶时，始终保持小容器开口垂直向上，下端不会搁在瓶口的另一侧使小容器倾斜而导致内装的溶液倒出。

进一步作为优选的实施方式，所述连接装置为绳子。绳子为最简易的连接装置，将绳子套住小容器并打上活结，吊挂于培养基瓶内，绳子的两端位于培养基瓶外侧，拉动绳子活动的一端，使活结解开，小容器脱离绳子掉落到培养基瓶中。

进一步作为优选的实施方式，所述连接装置受力拉住小容器的一端固定在培养基瓶外侧。将连接装置的这一端固定可防止小容器因自身重力而掉入培养基瓶底部。

进一步作为优选的实施方式，所述透气防菌装置为塑料膜、牛皮纸、锡箔纸中的任一种。塑料膜、牛皮纸、锡箔纸均能透气、防菌，透气有利于小苗的生长繁殖、培养液的倒出和注入，防菌有利于菌隔绝在瓶口之外，防止微生物进入瓶子内污染培养物或培养基。即使透气防菌装置与瓶口之间有连接装置（绳子），也不会影响瓶口密封性。另外，还需用橡皮筋或绳子将透气防菌装置固定在瓶口，向外翘起的部分可用封口膜绑在瓶子的外壁上。

传统的快速繁殖方法，每20天左右要继代1次，培养基的灭菌，换瓶转接等操作耗费了过多的电力、人力等，也增加了污染、品种混杂的风险，有时继代不及时会造成小苗生长不良甚至死亡。本发明的快速繁殖的装置有效地解决了这一问题。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限如此。

实施例中的培养基为MS培养基，其配方为：MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.2 mg/L+精氨酸100 mg/L+白砂糖30 g/L，pH值为6.0～6.2。

促根培养液为0.4 mg/mL吲哚丁酸（IBA）水溶液。

实施例1

系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，参见图2，包括2.0 L的培养瓶1个、1.0 L培养基瓶1个、1.0 L的废液瓶1个、1.5 mL的小容器1个，其中，小容器采用1.5 mL的eppendorf管，并将eppendorf管的盖子剪掉。用绳子套住小容器，并打个活结（蝴蝶结），小容器通过绳子吊挂于培养基瓶的瓶口内，并位于管道连接口相对的一侧，绳子的两端位于培养基瓶外侧，并将其受力拉住小容器的一端用胶带固定在培养基瓶外侧，然后分别用橡皮筋将透气防菌的塑料膜捆扎在培养基瓶、废液瓶、培养瓶的顶部瓶口上，三个瓶的侧面均设有管道连接口，各管道连接口与三通管道相连，使培养瓶通过三通管道与培养基瓶、废液瓶连通。所述培养基瓶、废液瓶的管道连接口位于侧面的上部，培养瓶的管道连接口位于侧面的下部。所述小容器的开口朝上，其高度小于培养基瓶口的内径。

采用上述装置实现系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，包括如下步骤：

1) 准备上述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置；

2) 材料选取：选用粤糖60号茎尖脱毒培养的第3代组培苗；

3) 灭菌：在上述装置中的培养瓶中添加150 mL的培养基，培养基瓶中添加900 mL的培养基，将上述装置、培养基及促根培养液包装好灭菌；

4) 接种：在无菌条件下，将组培苗分割为2～3 株一丛，在培养瓶中接种5丛，将1.0 mL促根培养液加入到小容器中，并将装置连接好；

5) 快速繁殖培养：将装置放置在培养室中培养，适当垫高有苗的一边，让小苗基部刚好泡到培养基中，培养温度28±2℃，光照15 h，光照强度1700 Lx，每隔1～2天晃动一下培养瓶中的培养基，每隔28天更换一次培养瓶中的培养基，每次130～150 mL，更换培养基5次；

6) 生根培养：拉动绳子未固定的一端，借助瓶口塑料膜的阻力，使活结（蝴蝶结）打开，小容器掉落在培养基瓶中，小容器中的促根营养液与培养基混合，更换培养瓶中的培养基，继续培养20天，小苗长出了2～3cm长的小根；

7) 生根苗驯化及移栽：生根培养结束后，去掉培养瓶的瓶口的塑料膜，将培养瓶放置在炼苗棚中，4天后，用清水洗净小苗的根部后移栽到苗床。

更换培养瓶中的培养基的方法为：将培养瓶中的培养基通过三通管道倒入废液瓶，然后将培养基瓶中的培养基通过三通管道倒入培养瓶中。

实施例2

采用实施例1的装置实现甘蔗组培苗快速繁殖方法，包括如下步骤：

1) 准备实施例1的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置；

2) 材料选取：选用粤糖60号茎尖脱毒培养的第3代组培苗；

3) 灭菌：在上述装置中的培养瓶中添加150 mL的培养基，培养基瓶中添加800 mL的培养基，将上述快繁装置、培养基及促根培养液包装好灭菌；

4) 接种：在无菌条件下，将组培苗分割为2～3 株一丛，在培养瓶中接种6丛，将1.0 mL促根培养液加入到小容器中，并将装置连接好；

5) 快速繁殖培养：将装置放置在培养室中培养，适当垫高有苗的一边，让小苗基部刚好泡到培养基中，培养温度28±2℃，光照16h，光照强度1800 Lx，每隔1～2天晃动一下培养瓶中的培养基，每隔25天更换一次培养瓶中的培养基，每次130～150 mL，更换培养基4次；

6) 生根培养：拉动绳子未固定的一端，借助瓶口塑料膜的阻力，使活结（蝴蝶结）打开，小容器掉落在培养基瓶中，小容器中的促根营养液与培养基混合，更换培养瓶中的培养基，继续培养22天，小苗长出了小根；

7) 生根苗驯化及移栽：生根培养结束后，去掉培养瓶的瓶口的塑料膜，将培养瓶放置在炼苗棚中，3天后，用清水洗净小苗的根部后移栽到苗床。

更换培养瓶中的培养基的方法为：将培养瓶中的培养基通过三通管道倒入废液瓶，3 h后将培养基瓶中的培养基通过三通管道倒入培养瓶中。

实施例3

系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，参见图1，包括2.0 L的培养瓶2个、2.0 L培养基瓶1个、2.0 L的废液瓶1个、2.0 mL的小容器1个，其中，小容器采用2.0 mL的eppendorf管，并将eppendorf管的盖子剪掉。用绳子套住小容器，并打个活结（蝴蝶结），小容器通过绳子吊挂于培养基瓶的瓶口内，并位于管道连接口相对的一侧，绳子的两端位于培养基瓶外侧，并将其受力拉住小容器的一端用胶带固定在培养基瓶外侧，然后分别用绳子将透气防菌的牛皮纸捆扎在培养基瓶、废液瓶、培养瓶的顶部瓶口上，塑料膜向外翘起的部分用封口膜绑在瓶子的外壁上，四个瓶的侧面均设有管道连接口，各管道连接口与四通管道相连，使2个培养瓶通过四通管道与培养基瓶、废液瓶连通。所述培养基瓶、废液瓶的管道连接口位于侧面的上部，培养瓶的管道连接口位于侧面的下部。所述小容器的开口朝上，高度小于培养基瓶口的内径。

采用上述的装置实现系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，包括如下步骤：

2) 材料选取：选用粤糖60号茎尖脱毒培养的第2代组培苗；

3) 灭菌：在上述装置中的培养瓶中添加150 mL的培养基，培养基瓶中添加2000mL的培养基，将装置、培养基及促根培养液包装好灭菌；

4) 接种：在无菌条件下，将组培苗分割为2～3 株一丛，每个培养瓶接种5丛，将2.0 mL促根培养液加入到容器中，并将装置连接好；

5) 快速繁殖培养：将装置放置在培养室中培养，适当垫高有苗的一边，让小苗基部刚好泡到培养基中，培养温度28±2℃，光照14h，光照强度1600 Lx，每隔1～2天晃动一下培养瓶中的培养基，每隔30天更换一次培养瓶中的培养基，每次130～150 mL，更换培养基6次；

6) 生根培养：拉动绳子未固定的一端，借助瓶口牛皮纸的阻力，使活结（蝴蝶结）打开，小容器掉落在培养基瓶中，小容器中的促根营养液与培养基混合，更换培养瓶中的培养基，继续培养25天，小苗长出了小根；

7) 生根苗驯化及移栽：生根培养结束后，去掉培养瓶的瓶口的牛皮纸，将培养瓶放置在炼苗棚中，5天后，用清水洗净小苗的根部后移栽到苗床。

更换培养瓶中的培养基的方法为：将培养瓶中的培养基通过四通管道倒入废液瓶，6 h后将培养基瓶中的培养基通过四通管道倒入培养瓶中。

Claims

1.系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，包括培养基瓶，废液瓶及至少一个培养瓶，其特征在于：所述培养基瓶、废液瓶、培养瓶的顶部瓶口上分别固定连接密封的透气防菌装置，侧面均设有管道连接口，各管道连接口与管道相连，使各培养瓶通过管道与培养基瓶、废液瓶连通，所述培养基瓶内设有一个小容器，小容器通过连接装置吊挂于培养基瓶的瓶口内，并位于管道连接口相对的一侧，连接装置的两端从瓶口与透气防菌装置之间延伸至培养基瓶的外侧；所述培养基瓶、废液瓶的管道连接口位于侧面的上部，所述培养瓶的管道连接口位于侧面的下部。

2.根据权利要求1所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，其特征在于：所述管道为多通管道。

3.根据权利要求1所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，其特征在于：所述小容器的开口朝上。

4.根据权利要求3所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，其特征在于：所述小容器的高度小于培养基瓶瓶口的内径。

5.根据权利要求1所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置，其特征在于：所述连接装置为绳子。

6.系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，包括如下步骤：

1)准备权利要求1～5任一项所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置；

2)材料选取：选用甘蔗茎尖脱毒培养的第2或3代组培苗；

3)灭菌：在上述系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖装置中的培养瓶、培养基瓶中添加培养基，将装置及培养基、促根培养液灭菌；

4)接种：在无菌条件下，将组培苗分成小丛，接种到培养瓶中，将促根培养液装入小容器中，并将装置连接好；

5)快速繁殖培养：将装置放置在培养室中培养，每隔25～30天更换一次培养瓶中的培养基，更换培养基4～6次；

6)生根培养：拉动与小容器相连的连接装置活动的一端，使小容器掉落在培养基瓶中，小容器中的促根营养液与培养基混合后，更换培养瓶中培养基，继续培养20～25天；

7)生根苗驯化及移栽：生根培养结束后，去掉培养瓶的透气防菌装置，将培养瓶放置在炼苗棚中，3～5天后，用清水洗净小苗的根部后移栽到苗床。

7.根据权利要求6所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，其特征在于：更换培养瓶中的培养基的方法：将培养瓶中的培养基通过管道倒入废液瓶，0～6 h后，将培养基瓶中的培养基通过管道倒入培养瓶中。

8.根据权利要求6所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，其特征在于：培养基为MS培养基，其配方为：MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.2 mg/L+精氨酸100 mg/L+白砂糖30 g/L，pH值为6.0～6.2。

9.根据权利要求6所述的系统内更换培养液的甘蔗组培苗快速繁殖方法，其特征在于：促根培养液为吲哚丁酸水溶液。