CN102919126B - 一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺，包括如下步骤：试管苗壮苗培养、试管薯诱导，在所述试管苗壮苗培养步骤之后，将试管苗壮苗培养的脱毒马铃薯试管苗剪取顶芽后，再将去顶芽的脱毒马铃薯试管苗加入试管薯诱导培养基，进行试管薯诱导生产；剪取的顶芽则继续进行试管苗壮苗培养。本发明在提高试管薯单位面积生产数量及单粒重的同时，优化生产工艺，缩短生产流程，降低生产成本，实现周年往复循环，以促进脱毒马铃薯试管薯生产，加快脱毒马铃薯的繁育及推广应用，从而促进我国马铃薯生产水平的提高与马铃薯产业的快速发展。

Description

一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺

技术领域

本发明涉及脱毒马铃薯试管薯的生产领域，尤其涉及一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺。

背景技术

中国是世界第一人口大国，人地矛盾突出。粮食问题至关重要。马铃薯是世界少有的高产作物，它具有营养全面、适应性广、抗逆性强、高产稳产、产业链长、粮菜饲工业原料兼用等优良特性，是世界第四大粮食作物，中国第五大粮食作物。中国马铃薯种植面积、总产均居世界第一位，但单产水平较低，平均单产956.5kg/666.67㎡，居世界第82位，是世界先进发达国家的1/3左右。影响中国马铃薯产量低的一个重要因素就是马铃薯的病毒性退化。马铃薯感染病毒后平均减产30%-80%。利用生物技术生产脱毒种薯是目前最有效的防止病毒病的方法，也是解决中国马铃薯病毒性退化迅速提高产量的一项根本性措施。大力加强脱毒马铃薯的生产与种薯繁育，提高脱毒种薯供给能力，以加速脱毒薯的推广应用，稳定提高马铃薯单产和总产量，对提高中国粮食总产，确保国家食安全及增加农民收入，具有非常重要的意义。

在脱毒种薯的繁育生产中，原原种生产是瓶颈，是关键。原原种是用脱毒的试管苗移栽或扦插在温网室中最初产生的种薯，其生产产量高低、生产质量好坏，直接影响后期脱毒马铃薯的进一步繁育与推广应用。在大棚温网室生产原原种受到多种因素如气候、环境条件等影响，造成原原种一般只能生产一季，最多两季，生产数量少，且种薯质量难以保证，经常有脱毒原原种薯检测仍带有病毒的报道。试管薯是利用现代生物技术将脱毒试管苗在培养瓶内相对封闭条件下生产出来的脱毒种薯，因而试管薯克服了大田生产环境的缺陷，可以进行周年化不间断的工厂化生产，不受气候条件的影响；并且因生产过程易于控制，种薯质量更易于保证；而且试管薯体积小、重量轻，便于贮藏和长距离运输，可以节省的大量人力、物力和财力。所以试管薯的生产在以后脱毒薯的繁育及促进脱毒马铃薯的推广应用中必将发挥越来越重要的作用。

目前国内对试管薯的生产做了较多研究，但一般均采用先用固体培养基培养基础苗（25天左右），然后转入液体培养基培养壮苗（25天左右），再将液体壮苗培养基倒掉，加入试管薯诱导培养基诱导结薯（60天左右）的工艺流程进行试管薯的生产。该方法的不足在于生产流程多（三段）；生产周期长（110天左右）；马铃薯试管苗只能生产一次，不能循环生产，生产成本高，并且第二阶段液体培养成苗率较低；第三阶段大量倾倒培养基还会增加资源浪费和环境污染。

综上所述，对于马铃薯试管薯的生产工艺中，如何缩短试管薯的生产流程，在短周期、低成本的条件下实现试管薯的周年循环生产，成为本行业迫待解决而未能解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺，在提高试管薯单位面积生产数量及单粒重的同时，优化生产工艺，缩短生产流程，降低生产成本，实现周年往复循环，以促进脱毒马铃薯试管薯生产，加快脱毒马铃薯的繁育及推广应用，从而促进我国马铃薯生产水平的提高与马铃薯产业的快速发展。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺，包括如下步骤：试管苗壮苗培养、试管薯诱导，在所述试管苗壮苗培养步骤之后，将试管苗壮苗培养的脱毒马铃薯试管苗剪取顶芽后，将剪去顶芽后的脱毒马铃薯试管苗加入试管薯诱导培养基，进行试管薯诱导生产；剪取的顶芽则继续进行试管苗壮苗培养，用作下代试管薯的繁育和循环生产。

试管苗顶芽含有较多的生长素，具有生长速度快、生长质量优的特性，但试管苗含有较多的生长素不利于试管薯块茎的形成。设计中，申请人将固体培养的健壮试管苗顶芽切取出来用作试管苗的下一代快繁；将切去顶芽后的试管苗加入一种新的诱导培养基，诱导结薯。

优选的，所述试管苗壮苗培养步骤中采用的接种体全部为顶芽，并全部为从试管薯诱导植株的上部切取的，顶芽长度1-2cm。顶芽具有生长速度快，生长质量优的特点；全部为顶芽，更易于整体保持生长一致，避免生长参差不齐。

优选的，所述试管苗壮苗培养步骤中采用的培养基为固体壮苗培养基，而非液体壮苗培养基，所述顶芽固体壮苗培养基中配方为MS+10mg/L B9+3.5g/L琼脂粉+30g/L白糖。培养基配方中添加了琼脂粉、但降低了琼脂粉的通常使用量（5-8g/L），这既克服了液体壮苗时成活率较低的缺点，又促进了试管苗的生长；加入的生长延缓剂10mg/L B9，能促使试管苗生长更壮更优。

优选的，所述试管薯诱导步骤中采用的是底部仍在壮苗培养基中的、剪去顶芽的试管苗，所述试管薯诱导培养基中配方为MS+8mg/L BA+100g/L白糖。底部在壮苗培养基中有利于试管苗的继续生长；剪去顶芽有利于匍匐茎的发生；配套适宜的浓度的BA和白糖有利于试管薯的形成和膨大。

优选的，所述试管薯诱导步骤中，进行诱导结薯时，先经5天光照培养，后转入暗室诱导，暗室诱导期间前20天温度15-18℃，后期温度20-22℃。暗室诱导期间前20天温度15-18℃，可以促进试管薯块茎形成，增加试管薯数量；后期温度20-22℃，促进试管薯块茎膨大，增加薯块重量。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、实现了周年往复循环生产。将固体壮苗培养的脱毒马铃薯试管苗剪取顶芽后，直接加入一种试管薯诱导培养基，进行试管薯生产；剪取的顶芽则接入固体培养基进行壮苗培养，用作下批试管薯的繁育生产，如此周年往复循环进行试管薯生产。每次切取下来的顶芽都用作为下一代基础苗繁育，顶芽在固体壮苗培养基中长得又快又好，并且生长整齐一致，这又为下一代试管薯生产产量高打下坚实基础。

2、生产流程简单。现在试管薯生产要经过三个阶段：基础苗繁育、液体壮苗培养、试管薯诱导。采用我们新的生产方法后只需两个阶段：试管苗壮苗培养、试管薯诱导。

3、生产周期短。现在试管薯生产周期大约在110天左右(基础苗繁育25天左右，液体壮苗培养25天左右，试管薯诱导结薯60天左右)，不考虑基础苗繁育，后期生产试管薯仍要85天左右。采用我们的生产方法后，只需75天左右（顶芽固体培养20天左右，试管薯诱导生产55天左右），大大缩短生产周期，从而能为单位时间生产更多种薯提供条件。

4、成苗率高。现在的试管薯生产中，在液体培养时，试管苗茎段常因淹没于液体中缺氧而死亡，造成部分试管苗死亡，试管苗成苗率普遍较低。我们采用固体培养基，成苗率一般都可达到100%。

5、生产成本低，生产效益高。现在试管薯生产方法生产要经过三个阶段，总计约110天左右，生产流程多，生产周期长，在此过程中，将消耗大量的人力、物力、财力。采用本申请的工艺后，生产流程简化，生产周期缩短，并且切去顶芽后的试管苗避免了顶芽生长素对试管薯块茎的不利影响，而且切去顶芽加入诱导培养基后的试管苗，最下部在原壮苗培养基中，中下部在诱导培养基中，使试管苗在结薯还可继续生长试管块茎形成更多，产量更高，因而单位试管薯生产成本大大降低，且避免了大量倾倒培养基、增加资源浪费和环境污染。

本试管薯循环生产工艺与现在试管薯生产方法优缺点比较表如下：

附图说明

图1为本发明脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺的流程示意图；

图2为现在试管薯生产方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更妤地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

取有4～5个茎节的试管苗,在无菌条件下切成单茎节接种于壮苗培养基上，光照时间16h·d^-1,光照强度2500～3000lx。3～4周后,诱导出足够的、来源一致的试管苗,将试管苗按照以下5种处理方法使用诱导培养基配方及接种方法（见表一），先经5天光照培养，后转入暗室15-20℃培养诱导试管薯。每次处理10瓶，每瓶20株，3次重复。处理35d时调查试管薯结薯粒数，55d后调查试管薯结薯总粒数、大薯粒数及粒重等。（标准：大薯d>5㎜；结薯d>3㎜）。试验结果如表二。

表一、处理方法

（其中：处理5为目前一般试管薯生产方法）

表二、不同处理脱毒马铃薯试管薯结薯情况

在各处理中，结薯粒数均随着时间延长而不断增加。结薯情况而言，各时期均是处理2结薯最多，不论是总粒数、大粒数，还是总粒重、大粒重；其次为处理5、处理1，两者较为接近，处理3、4表现较差，结薯数相对较少；这是因为处理2营养体较大，诱导结薯时还有部分壮苗培养基，在结薯的同时可继续进行营养的积累，且切去顶芽后还有利于试管薯块茎的形成；处理5处理1均为整株诱导，结薯相近；处理3、4诱导时植株营养体较小，库源不足，因而结薯粒数相对较少。

试验结果表明：处理2与目前一般试管薯生产方法（处理5）相比，在简化生产流程、缩短生产周期、降低生产消耗的情况下，实现了其产量（增产16.7-22.3%）、重量（增产16.7-20.1%）均较大幅度的增产，并且种薯大小也有一定幅度提高(平均单粒重增重3.2%)。

实施例2

申请人选用经过脱毒检测合格的马铃薯品种秦芋30号的试管苗，按照本申请的设计方法，将试管苗顶芽减去，加入试管薯诱导培养基诱导结薯，剪取的顶芽用作基础苗繁育，共计生产诱导试管薯820瓶，2个半月后收获，总计结薯20090粒，总重量为2034克，平均每瓶结薯24.5粒、2480.5mg。

实施例3

利用实施例2中顶芽繁育的试管苗，剪去顶芽后加入诱导培养基诱导结薯，剪取的顶芽用作基础苗繁育，共计生产诱导试管薯2000瓶。诱导结薯前20天温度控制在15-18℃，后期温度控制在20-22℃。2个月后收获试管薯总计56780粒，总重量6485克，平均每瓶结薯达28.3粒、3242.5mg。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种脱毒马铃薯试管薯循环生产工艺，包括如下步骤：试管苗壮苗培养、试管薯诱导，其特征在于：

在所述试管苗壮苗培养步骤之后，将试管苗壮苗培养的脱毒马铃薯试管苗剪取顶芽后，将剪去顶芽后的脱毒马铃薯试管苗加入试管薯诱导培养基，进行试管薯诱导生产；剪取的顶芽则继续进行试管苗壮苗培养，用作下代试管薯的繁育和循环生产；所述顶芽采用的培养基为固体壮苗培养基；所述试管苗壮苗培养步骤中采用的接种体全部为从试管薯诱导植株的上部切取的顶芽，顶芽长度为1-2cm；

所述固体壮苗培养基配方为MS+10mg/L B9+3.5g/L琼脂粉+30g/L白糖；

所述试管薯诱导步骤中采用的是底部仍在壮苗培养基中的、剪去了顶芽的试管苗植株；

所述试管薯诱导培养基中配方为MS+8mg/L BA+100g/L白糖；

其特征在于，所述试管薯诱导步骤中，进行诱导结薯时，先经5天光照培养，后转入暗室诱导，暗室诱导期间前20天温度15-18℃，后期温度20-22℃。

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