CN103430755A - 一种甘蔗健康种子研制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种甘蔗健康种子研制的技术方法，该技术核心为：利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗组培快繁所得的甘蔗健康种苗获得一代甘蔗健康种茎；一代甘蔗健康种茎的单芽包衣处理。健康种子单芽直径为1cm左右，长度为2-3cm。本发明用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖结果显示，一代增殖率可以达到40倍以上；利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，生根率达到95%以上，移栽成活率达到90%以上。在种植方式上采用机械播种，与传统种植每公顷12-20吨下种量相比，甘蔗“健康种子”每公顷下种量为1-2吨。降低人工成本，容易被蔗农所接受，从而有利于推进甘蔗健康种苗的推广，开辟甘蔗健康种苗推广应用的新局面。

Description

一种甘蔗健康种子研制的方法

技术领域

本发明涉及一种植物的繁殖、栽培方法，尤其是一种甘蔗健康种子研制的技术方法，建立相应的生产研制技术和配套栽培技术体系，属于生物技术领域。

背景技术

甘蔗健康种苗是指通过生物技术手段而获得的不携带病毒的甘蔗种苗，其技术体系主要包括病原菌的去除、组织培养快繁、病原检测、田间扩繁和配套栽培等5个环节。甘蔗健康种苗的应用是一项实用有效的生物技术，是世界上各个甘蔗种植国家都在进行研究和利用的技术。此项技术从20世纪70年底开始研究以来，现在已经逐步成熟，并开始走向商业化的生产与应用。

甘蔗健康种苗生产最常用的方法是热处理结合茎尖离体培养，也是目前甘蔗组织培养最有效和最实用的方法。长期的研究表明，以茎尖脱毒结合热处理是甘蔗健康种苗技术是甘蔗病害防控的重要手段之一。但随着植物组织培养技术不断的发展和广泛的应用，传统组培技术自身的弱点也不断地显露出来，如劳动密集、培养瓶中气体交换受阻、机械化自动化程度低、生产成本高等，因此，节约生产投入、降低劳动成本、提高繁殖系数和提高组培苗质量成为目前植物组培技术发展的重要方向。

TIBs（间歇浸没式生物反应器）是一套集植物组织培养和植物次生代谢物质研究为一体的设备，其原理是利用液体培养基以经过过滤的空气压力为动力对植物组培苗进行间歇式的培养，与传统组培方式相比它可以为植物在液体培养的过程中提供一个良好的环境，可以很好地进行培养器中的气体交换，培养基的循环可以很有效地防止营养沉积和有害物质的积累，从而更有效地利用培养基的营养成分。所以利用大规模的生物反应器进行甘蔗组培的研究应用，可以进一步促进甘蔗组培健康种苗的商业化生产，提高甘蔗生产效益。

健康种苗从室内组培苗到大田种植需要经过一级苗圃、二级苗圃、一级种茎和二级种茎的种植管理阶段，经过这些阶段的培养之后才能恢复自身的种性，而不是直接将健康种苗种植于大田。在推广应用的过程中，由于一级种茎种性恢复不完全，分蘖数量较多，种茎较细，无形当中增加了农民接受健康种苗的难度，从而加大了健康种苗推广的难度。其次，由于健康种苗需要几个种植管理阶段，而农民的种植管理水平有限，也是阻碍健康种苗推广的另一个难题。如何充分的发挥健康种苗的优势，提高蔗农对甘蔗健康种苗认可度是甘蔗健康种苗发展中急需解决的问题。

甘蔗“健康种子”是利用进行包衣处理后的甘蔗健康种苗一代种茎单芽进行甘蔗种植的新技术，是甘蔗健康种苗技术的最新发展。目前关于甘蔗“健康种子”技术的研究只有巴西的Syngenta公司有宣传报道，而关于甘蔗“健康种子”技术内容方面的报道几乎没有。本发明研究小组及本项目组成员在参加2011年由广西科技厅组织的代表团访问巴西时对该项技术有了初步了解，回国后开始进行甘蔗健康种苗一级种茎单芽茎发芽试验方面的研究，并取得了一定的进展。

发明内容

本发明是一种甘蔗健康种子研制的关键技术，该技术主要包括：利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗组培快繁所得的甘蔗健康种苗获得一代甘蔗健康种茎；一代甘蔗健康种茎的单芽包衣处理技术。

本发明采取的具体技术方案为：

（1）甘蔗健康种苗的生产

利用间歇浸没式生物反应器快繁技术结合袋装生根技术进行甘蔗健康种苗生产，该技术体系主要操作步骤包括：

利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖快繁，将继代3次的甘蔗脱毒健康种苗接种至培养基配方为MS + 6-BA 1.0 mg/L + GA 0.5 mg/L + 白砂糖30 g/L 间歇浸没式生物反应器系统中进行增殖培养，连续培养40天；

利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，每袋培养基量为30 ml，培养基配方为MS + NAA 5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L + 白砂糖50 g/L，培养天数为30天；

（2）一代甘蔗健康种茎的栽培管理：

（2.1）栽培方式：利用假植40天后的甘蔗脱毒组培苗，移栽至营养钵中进行单株栽培管理，一般待移栽后4个月单株有10个节间左右进行砍收；

（2.2）栽培管理：假植苗移栽后，浇透水并盖白色塑料薄膜，7天后打开薄膜；揭开薄膜后每10天喷施一次MS大量元素稀释40倍的营养液一次；营养钵定苗后施肥量需要加大用肥量，用N: P2O5： K2O为15%：15%：15%复合肥2%的浓度喷施，同时还要注意水分的管理；移栽分蘖结束后进行定苗处理，每个营养钵留两株苗；移栽两个月后单株开始拔节初期喷施20 mg/kg 赤霉素溶液一次进行节间的拉长；

（2.3）病虫害防治：假植苗移栽后，一般每5天左右用30%多菌灵稀释500倍溶液进行杀菌处理；从移栽时起，每半个月喷30%度锐悬浮剂一次进行螟虫防治；

       （3）一代甘蔗健康种茎单芽包衣处理：

（3.1）单芽茎段的规格：一级种茎单芽茎段的直径控制在1cm左右，长度在2-3cm左右；

（3.2）单芽种衣剂的种类：单芽种茎的种衣剂选用先正达公司生产的敌委丹悬浮种衣剂，将3%敌委丹悬浮种衣剂5毫升，加1-1.5 L水在容器中稀释，拌入20公斤单芽种茎，充分混匀后，在通风阴凉处晾干；

      （3.3）甘蔗健康种子的保存：健康种子包衣处理后在阴凉通风处一般可以保存8-10 天 。

本发明的积极效果：

利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖结果显示，一代增殖率可以达到40倍以上；利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，生根率达到95%以上，移栽成活率达到90%以上。

传统的种植方式为每50 cm一个双芽段，在有灌溉的条件下的出芽率为50%，甘蔗“健康种子”利用甘蔗健康种苗的一代种茎单芽，直径为1 cm，长度为2-3 cm，利用杀虫剂和保护膜进行包衣后，形成类似于可以机械种植的玉米包衣种子的“甘蔗种子”，与传统种植方式每公顷12-20吨下种量相比，甘蔗“健康种子”每公顷下种量为1-2吨。

在利用甘蔗TIBS组培快繁基础上，对甘蔗“健康种子”研制的关键技术进行深入的研究，是甘蔗种植业的一个重要的转折点。甘蔗“健康种子”最大的特点是能够利用机械进行播种种植，且单芽茎短小，储存运输方便。所以对甘蔗产业的发展来讲最直接的效应就是降低甘蔗的种植成本。第一，由于采用机械化种植，将会节省大量的人工成本，这对于解决日益增加的种植人工费用是有效的手段；第二，由于甘蔗“健康种子”采用的是甘蔗健康种苗一代种茎的单芽茎进行种植，将会大大减少甘蔗种植的用种量，降低甘蔗种植的种茎投入，从而可以增加甘蔗的总体产量和蔗糖的总体产量；第三，甘蔗健康种子采用人工包衣处理，可以有效地提高种茎的发芽率，室温条件下，在阴凉通风处一般可以保存8-10天左右，发芽率达到80%以上。由于甘蔗健康种子来源于甘蔗茎尖脱毒健康种苗，且又经过包衣处理，提高了抗病虫害的能力，所以在苗期可以有效地提高种苗的抗病虫害能力。第四，甘蔗茎尖脱毒健康种苗由于在生产应用中要经过一级种茎阶段，很不容易被蔗农所接受，而甘蔗“健康种子”来源于茎尖脱毒健康种苗的一级种茎，种植后的产量不低于传统种植方法，且在种植方式上采用机械播种，降低人工成本，容易被蔗农所接受，从而有利于推进甘蔗健康种苗的推广，开辟甘蔗健康种苗推广应用的新局面。

具体实施方式

本方案的具体实施步骤如下：

1.  甘蔗健康种苗的生产：

利用间歇浸没式生物反应器快繁技术结合袋装生根技术进行甘蔗健康种苗生产。该技术体系主要操作步骤包括：

利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖快繁，将继代3次的甘蔗脱毒健康种苗接种至培养基配方为MS（基本培养基） + 6-BA （苄氨基嘌呤）1.0 mg/L + GA（赤霉素） 0.5 mg/L + 白砂糖30 g/L 间歇浸没式生物反应器系统中进行增殖培养，连续培养40天。

利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，培养袋材质为聚丙烯树脂，规格为12 cm × 8 cm，每袋培养基量为30 ml，培养基配方为MS + NAA（1-萘乙酸） 5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L + 白砂糖50 g/L，培养天数为30天。

2. 一代甘蔗健康种茎的栽培管理：

（1）栽培方式:利用假植40天后的甘蔗脱毒组培苗，移栽至营养钵（规格高15 cm × 直径15 cm）中进行单株栽培管理，一般待移栽后4个月单株有10个节间左右进行砍收。

（2）栽培管理：假植苗移栽后，浇透水并盖白色塑料薄膜，7天后打开薄膜；揭开薄膜后每10天喷施一次MS大量元素稀释40倍的营养液一次；营养钵定苗后施肥量需要加大用肥量，用N（氮肥）: P₂O₅（磷肥）： K₂O（钾肥）为15%：15%：15%复合肥2%的浓度喷施，同时还要注意水分的管理；移栽分蘖结束后进行定苗处理，每个营养钵留两株苗；移栽两个月后单株开始拔节初期喷施20 mg/kg 赤霉素溶液一次进行节间的拉长。

（3）病虫害防治：假植苗移栽后，由于高温高湿，容易产生霉菌，一般每5天左右用30%多菌灵稀释500倍溶液进行杀菌处理；移栽后要特别注意对螟虫的防治工作，一般从移栽时起，每个半个月喷30%度锐(DURIVO)悬浮剂一次进行螟虫防治。

3. 一代甘蔗健康种茎单芽包衣处理：

（1）单芽茎段的规格：一级种茎单芽茎段的直径控制在1cm左右，长度在2-3cm左右。

（2）单芽种衣剂的种类：单芽种茎的种衣剂选用先正达公司生产的敌委丹悬浮种衣剂(每1升敌委丹含 30克苯醚甲环唑 difenoconazole)，将3%敌委丹悬浮种衣剂5毫升，加1-1.5 L水在适当的容器中稀释，拌入20公斤单芽种茎，充分混匀后，在通风阴凉处晾干。

（3）甘蔗健康种子的保存：健康种子包衣处理后在阴凉通风处一般可以保存8-10天左右。

实施例：

一、材料：甘蔗品种为ROC 22  

二、方法：

1. 利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖快繁，将继代3次的甘蔗脱毒健康种苗接种至培养基配方为MS + 6-BA 1.0 mg/L + GA 0.5 mg/L + 白砂糖30 g/L 间歇浸没式生物反应器系统中进行增殖培养，连续培养40天。

2. 利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，培养袋材质为聚丙烯树脂，规格为12 cm × 8 cm，每袋培养基量为30 ml，培养基配方为MS + NAA 5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L + 白砂糖50 g/L，培养天数为30天。

3. 一代甘蔗健康种茎的栽培管理：

（1）栽培方式:利用假植40天后的甘蔗脱毒组培苗，移栽至营养钵（规格高15 cm × 直径15 cm）中进行单株栽培管理，一般待移栽后4个月单株有10个节间左右进行砍收。

（2）栽培管理：假植苗移栽后，浇透水并盖白色塑料薄膜，7天后打开薄膜；揭开薄膜后每10天喷施一次MS大量元素稀释40倍的营养液一次；营养钵定苗后施肥量需要加大用肥量，用N: P₂O₅： K₂O为15%：15%：15%复合肥2%的浓度喷施，同时还要注意水分的管理；移栽分蘖结束后进行定苗处理，每个营养钵留两株苗；移栽两个月后单株开始拔节初期喷施20 mg/kg 赤霉素溶液一次进行节间的拉长。

（3）病虫害防治：假植苗移栽后，由于高温高湿，容易产生霉菌，一般每5天左右用30%多菌灵稀释500倍溶液进行杀菌处理；移栽后要特别注意对螟虫的防治工作，一般从移栽时起，每个半个月喷30%度锐(DURIVO)悬浮剂一次进行螟虫防治。

4. 一代甘蔗健康种茎单芽包衣处理：

单芽种茎的种衣剂选用先正达公司生产的敌委丹悬浮种衣剂(每1升敌委丹含 30克苯醚甲环唑 difenoconazole)，将3%敌委丹悬浮种衣剂5毫升，加1-1.5 L水在适当的容器中稀释，拌入20公斤单芽种茎，充分混匀后，在通风阴凉处晾干。

三、 结果

1.  利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖结果显示，一代增殖率可以达到40倍以上；利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，生根率达到95%以上，移栽成活率达到90%以上。

2. 经过包衣处理后的甘蔗健康种苗的一代种茎单芽，即甘蔗健康种子，直径为1 cm，长度为2-3 cm，室温条件下，在阴凉通风处一般可以保存8-10天左右，发芽率达到80%以上。

Claims (1)

1.一种甘蔗健康种子研制的方法，其特征为：

（1）甘蔗健康种苗的生产

利用间歇浸没式生物反应器快繁技术结合袋装生根技术进行甘蔗健康种苗生产，该技术体系主要操作步骤包括：

利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗增殖快繁，将继代3次的甘蔗脱毒健康种苗接种至培养基配方为MS + 6-BA 1.0 mg/L + GA 0.5 mg/L + 白砂糖30 g/L 间歇浸没式生物反应器系统中进行增殖培养，连续培养40天；

利用甘蔗袋装生根培养技术进行甘蔗组培苗生根培养，每袋培养基量为30 ml，培养基配方为MS + NAA 5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L + 白砂糖50 g/L，培养天数为30天；

（2）一代甘蔗健康种茎的栽培管理：

（2.1）栽培方式：利用假植40天后的甘蔗脱毒组培苗，移栽至营养钵中进行单株栽培管理，一般待移栽后4个月单株有10个节间左右进行砍收；

（2.2）栽培管理：假植苗移栽后，浇透水并盖白色塑料薄膜，7天后打开薄膜；揭开薄膜后每10天喷施一次MS大量元素稀释40倍的营养液一次；营养钵定苗后施肥量需要加大用肥量，用N: P2O5： K2O为15%：15%：15%复合肥2%的浓度喷施，同时还要注意水分的管理；移栽分蘖结束后进行定苗处理，每个营养钵留两株苗；移栽两个月后单株开始拔节初期喷施20 mg/kg 赤霉素溶液一次进行节间的拉长；

（2.3）病虫害防治：假植苗移栽后，一般每5天左右用30%多菌灵稀释500倍溶液进行杀菌处理；从移栽时起，每半个月喷30%度锐悬浮剂一次进行螟虫防治；

    （3）一代甘蔗健康种茎单芽包衣处理：

（3.1）单芽茎段的规格：一级种茎单芽茎段的直径控制在1cm左右，长度在2-3cm左右；

（3.2）单芽种衣剂的种类：单芽种茎的种衣剂选用先正达公司生产的敌委丹悬浮种衣剂，将3%敌委丹悬浮种衣剂5毫升，加1-1.5 L水在容器中稀释，拌入20公斤单芽种茎，充分混匀后，在通风阴凉处晾干；

      （3.3）甘蔗健康种子的保存：健康种子包衣处理后在阴凉通风处一般可以保存8-10 天 。