CN105210883B - 一种薯类作物的培养基及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薯类作物的培养基及其应用，该培养基其包括木薯酒精厌氧发酵液、椰子汁和水。采用本发明的技术方案，用废液取代常用的MS培养基，作为一种薯类植物的组织培养基，在薯类作物生根和壮苗方面起到比采用现有技术的培养基更好的效果，薯类植物的生根条数增多，根也较粗，且茎也粗壮，提高了移栽后成活率；用废液取代常用的MS培养基，变废为宝，更好地利用废液为生态环境作贡献，更加环保，符合目前绿色农业的发展需求。

Description

一种薯类作物的培养基及其应用

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种培养基，尤其涉及一种薯类作物的培养基及其应用。

背景技术

对于农作物的培养而言，一个完整的培养基至少包括无机营养元素(包括大量元素和微量元素)、铁盐及鳌合剂、糖、无机附加成分、植物激素、其他成分、固体培养基还需要琼脂等。目前，常用的培养基是MS(Murashige and Skoog)培养基，配制时需分步配制母液，步骤繁琐。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种薯类作物的培养基，由酒精发酵废液完全取代常用的基本MS培养基，变废为宝，更好地利用废液为生态环境作贡献。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种薯类作物的培养基，其包括木薯酒精厌氧发酵液、椰子汁和水。所述椰子汁优选为采用鲜榨得到的。优选的，所述椰子汁占培养基的体积百分比比为3～15％。

木薯酒精厌氧发酵液(简称废液)，是木薯加工生产酒精而产出的废液，再经过特殊的厌氧发酵工艺处理后的液体称为厌氧发酵液，其富含氮、磷、钾、钙、镁等农作物生长所必需的营养成分及有机质，可以考虑以此作为培养基，但是因为木薯酒精厌氧发酵液中COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)含量高，其中含有一些物质会对植物嫩苗的生长造成副作用，所以往往本领域的技术人员也不会采用酒精厌氧发酵液作为组织培养基，截至到目前，国内外对废液应用于组织培养也未见报道。

植物只有在适宜的营养条件下，植物细胞才能正常地分化、分裂，进行正常的生长发育，在组织培养过程中所使用的培养基是向外植体提供营养物质的场所。采用此技术方案，用废液取代常用的MS培养基，作为一种薯类植物的组织培养基，在薯类作物生根和壮苗方面起到比采用现有技术的培养基更好的效果，薯类植物的生根条数增多，根也较粗，且茎也粗壮，提高了移栽后成活率；不但大大的降低了生产成本，变废为宝，在生态环境上更加环保，符合目前绿色农业的发展需求。

作为本发明的进一步改进，所述木薯酒精厌氧发酵液为COD含量为850～900mg/L的厌氧酒精发酵原液，所述木薯酒精厌氧发酵液在培养基中所占的体积百分比浓度不超过35％。

作为本发明的进一步改进，所述薯类作物的培养基包括琼脂粉和糖。

作为本发明的进一步改进，所述薯类作物的培养基包含28～32g/l蔗糖和6.0～7.0g/l琼脂。

作为本发明的进一步改进，所述薯类作物的培养基pH值均为5.6～5.8。

进一步的，本发明还提供了在薯类作物组培苗上的应用，具体方法为：

将薯类组培瓶苗，在超净工作台无菌切取单个芽，去除叶片及褐变部分，剪成1cm左右，带一叶一芽的茎段分别接种到废液原液培养基中，每瓶接种8～10个茎段，三种薯类各接种10瓶；将接种好的瓶苗放在培养室培养25～35天，温度22℃～25℃，光照时数12h/d～14h/d，光照强度2000lx～3000lx。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

第一，采用本发明的技术方案，用废液取代常用的MS培养基，作为一种薯类植物的组织培养基，在薯类作物生根和壮苗方面起到比采用现有技术的培养基更好的效果，薯类植物的生根条数增多，根也较粗，且茎也粗壮，提高了移栽后成活率。

第二，采用本发明的技术方案，用废液取代常用的MS培养基，变废为宝，更好地利用废液为生态环境作贡献，更加环保，符合目前绿色农业的发展需求。

具体实施方式

下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

1、将从木薯酒精加工厂取回COD含量为879.3mg/L的厌氧酒精发酵原液，量取1L；

2、再称取琼脂粉6.0g、糖30g，煮沸定容成1L，调pH5.8～6.0；

3、分装入培养瓶，用代号F1表示；

4、0.15Mpa/cm²压力下高压灭菌锅灭菌15～20min，冷却备用。

5、分别将马铃薯、红薯、木薯组培瓶苗，在超净工作台无菌切取单个芽，去除叶片及褐变部分，剪成1cm左右，带一叶一芽的茎段分别接种到废液原液培养基中，每瓶接种8～10个茎段，三种薯类各接种10瓶。

6、将接种好的瓶苗放在培养室培养25～35天，温度22℃～25℃，光照时数12 h/d～14h/d，光照强度2000lx～3000lx。

经过分析，1L原废液组分见下表1所示。由表1可见，原废液中富含氮、磷、钾、钙、镁等农作物生长所必需的营养成分及有机质。

对培养的马铃薯、红薯、木薯观察发现：培养期间观察发现接入的三种材料都不见生长，甚至叶片发黄，脱落，最后死亡。

表1 1L原废液组分含量表

组成成分	含量(mg)	组成成分	含量(mg)
				Ca	0.132	氮	0.632
Mg	0.084	磷	0.080
				Zn	0.0032	钾	1.52
Fe	0.006	有机质	0.40
				Mn	0.00072	琼脂	6500
S	0.40032	蔗糖	28000

实施例2

1、从木薯酒精加工厂分别取回COD含量为879.3mg/L的厌氧酒精发酵原液300mL、225mL、175mL、125mL、75mL、25mL；

2、分别称取琼脂粉3.0g、糖15g，共六份，分别煮沸定容成0.5L，调pH 5.8～6.0；

3、分装入培养瓶，依次用代号F2、F3、F4、F5、F6、F7分别表示稀释成60％、45％、35％、25％、15％、5％的废液培养基，此处的百分比均为体积百分比；

4、0.15Mpa/cm²压力下高压灭菌锅灭菌15～20min，冷却备用。

5、分别将马铃薯、红薯、木薯组培瓶苗，在超净工作台无菌切取单个芽，去除叶片及褐变部分，剪成1cm左右，带一叶一芽的茎段分别接种到废液原液培养基中，每瓶接种8～10个茎段，三种薯类各接种10瓶。各个浓度培养基都按上方法接种。

培养期间观察发现，接入的三种材料在废液浓度为60％、45％培养基中都不见生长，甚至叶片发黄、脱落，红薯、木薯在35％废液培养基能发出少量根，但茎上部分仍没有变化；三种材料在15％-25％范围的培养基都能生长，但长势较慢，发根挺快，且根粗；在5％废液培养基F7中，生长更慢，但不至于死亡，也能在一周后发根，只 是相对较细。

以上试验足以说明单独用废液做培养基，不利于三种薯类材料的生长，且高浓度的废液培养基高于35％能抑制薯类组培苗的生长；适应的浓度15％-25％，组培苗能生长，发根快，根也粗；废液浓度低于5％，组培苗只发根，叶片和茎都没有变化，基本不生长。

实施例3

马铃薯生根壮苗培养，采用改良废液培养基G1，包括以下步骤：

步骤A：20％(体积百分比)废液培养基的配制

1、从木薯酒精加工厂取回COD含量为879.3mg/L的厌氧酒精发酵原液200mL；

2、添加有机物椰子汁，用量为培养基的5％(体积百分比)，所述椰子汁为市面买的椰树牌椰子汁，即取50mL；

3、再称取琼脂粉6.0g和糖30g，煮沸定容成1L，调pH5.8～6.0；

4、分装入培养瓶，培养基代号G1；

5、0.15Mpa/cm²压力下高压灭菌锅灭菌15～20min，冷却备用。

步骤B：将组培瓶苗在超净工作台无菌条件下剪成1cm左右，带一叶一芽的茎段接种于20％废液培养基上(代号G1)，每瓶培养基接种8～10个茎段；

步骤C：将接种好的瓶苗放在培养室培养25～35天，温度22℃～25℃，光照时数12h/d～14h/d，光照强度2000lx～3000lx。

经过分析，本例1L培养基组分见表2所示。

表2 实施例3的1L培养基组分含量表

组成成分	含量(mg)	组成成分	含量(mg)
				Ca	0.027	氮	0.126
Mg	0.017	磷	0.016
				Zn	0.00006	钾	0.304
Fe	0.0012	有机质	0.08
				Mn	0.00014	琼脂	6000
S	0.081	蔗糖	30000
						椰子汁	50

实施例4

红薯生根壮苗培养，采用改良废液培养基G2，包括以下步骤：

步骤A：25％(体积百分比)废液培养基的配制

1、从木薯酒精加工厂取回COD含量为879.3mg/L的厌氧酒精发酵原液250mL；

2、添加有机物椰子汁，用量为培养基的3％(体积百分比)，椰子汁为市面买的椰树牌椰子汁，即取30mL；

3、再称取琼脂粉6.0g和糖30g，煮沸定容成1L，调pH5.8～6.0；

4、分装入培养瓶，培养基代号G2；

5、0.15Mpa/cm²压力下高压灭菌锅灭菌15～20min，冷却备用。

步骤B：将组培瓶苗在超净工作台无菌条件下剪成1～2cm，带一叶一芽的茎段，去掉老叶，接种于25％废液培养基上(代号G2)，每瓶培养基接种8～10个茎段；

步骤C：将接种好的瓶苗放在培养室培养30～35天，温度22℃～25℃，光照时数12h/d～14h/d，光照强度2000lx～3000lx。

经过分析，本例1L培养基组分见表3所示。

表3 实施例4的1L培养基组分含量表

组成成分	含量(mg)	组成成分	含量(mg、ml)
				Ca	0.033	氮	0.158
Mg	0.021	磷	0.020
				Zn	0.0008	钾	0.38
Fe	0.0015	有机质	0.10
				Mn	0.00018	琼脂	6500
S	0.1008	蔗糖	30000
						椰子汁	30

实施例5

木薯生根培养，采用改良废液培养基G3，包括以下步骤：

步骤A：25％(体积百分比)废液培养基的配制

1、从木薯酒精加工厂取回COD含量为879.3mg/L的厌氧酒精发酵原液250mL；

2、添加有机物椰子汁，用量为培养基的8％(体积百分比)，椰子汁为市面买的椰树牌椰子汁，即取80mL；

3、再称取琼脂粉6.0g和糖30g，煮沸定容成1L，调pH 5.8～6.0；

4、分装入培养瓶，培养基代号G3；

5、0.15Mpa/cm²压力下高压灭菌锅灭菌15～20min，冷却备用。

步骤B：将组培瓶苗在超净工作台无菌条件下剪成2cm左右，去掉老叶片，单茎段接种于20％废液培养基(代号G3)上，每瓶培养基接种8～10个茎段；

步骤C：将接种好的瓶苗放在光照培养箱培养30～40天，温度25℃～28℃，光照时数14h/d～16h/d，光照强度2000lx～3000lx。

经过分析，本例1L培养基组分见表4所示。

表4 实施例5的1L培养基组分含量表

组成成分	含量(mg)	组成成分	含量(mg)
				Ca	0.033	氮	0.158
Mg	0.021	磷	0.020
				Zn	0.0008	钾	0.38
Fe	0.0015	有机质	0.10
				Mn	0.00018	琼脂	6500
S	0.1008	蔗糖	30000
						椰子汁	80

实施例6

以上三个实施例分别再采用MS培养基作为参考对照组(CK)

分别将马铃薯、红薯、木薯组培瓶苗，在超净工作台无菌切取单个芽，去除叶片及褐变部分，转接到培养基中，马铃薯为参考对照一CK1，红薯为参考对照二CK2、木薯为参考对照三CK3，每瓶接种8～10个茎段，三种薯类各接种10瓶，按上述实施例3相应培养条件进行培养。MS培养基的pH值5.8～6.0，含30g/L蔗糖，6.0g/L琼脂。

将F5培养基分别培养马铃薯、红薯、木薯，并将F5培养基培养的马铃薯与采用改良废液培养基G1培养的马铃薯、CK1进行对比，将F5培养基培养的红薯与采用改良废液培养基G2培养的红薯、CK2进行对比，将F5培养基培养的木薯与采用改良废液培养基G3培养的木薯、CK3进行对比，其生根情况对比详见表5。

表5 不同培养基培养的不同薯类的生根情况对比表

通过以上实验对比发现，废液稀释成不同浓度15％-30％，并添加一定浓度椰子汁制成不同培养基能够在薯类作物生根和壮苗方面起到很好的效果，与空白对照(原废液)相比，效果很明显：马铃薯、红薯、木薯在原废液培养基中基本不生长，另外在高于35％的废液中，即使添加有椰子汁生长也受限制；改良后的废液培养基(15％-30％废液+椰子汁)与基本MS培养基相比，效果基本一样，还优于基本MS培养基培养，生根条数相对较多，根也较粗，且茎也粗壮，移栽后成活率超过80％。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种薯类作物的培养基，其特征在于：其由木薯酒精厌氧发酵液、椰子汁、水、琼脂粉和蔗糖组成，所述椰子汁占培养基的体积百分比为3~15%，所述木薯酒精厌氧发酵液为COD含量为850~900mg/L的厌氧酒精发酵原液，所述木薯酒精厌氧发酵液在培养基中所占的体积百分比不超过35%。

2.根据权利要求1所述的薯类作物的培养基，其特征在于：所述薯类作物的培养基包含28~ 32g/l 蔗糖和6.0~7.0g/l 琼脂。

3.根据权利要求2所述的薯类作物的培养基，其特征在于：所述薯类作物的培养基pH值均为 5.8～6.0。

4.权利要求1-3任意一项所述的薯类作物的培养基在薯类作物组培苗上的应用。