CN107873165B - 用于直接播种试管微块茎的预处理方法 - Google Patents

用于直接播种试管微块茎的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于在旷野中直接播种试管微块茎的预处理方法，该方法包括：a)用二氧化氯(ClO2)对经洗涤的试管微块茎进行灭菌并干燥经灭菌的试管微块茎；b)用光照射经干燥的试管微块茎并绿化所述经干燥的试管微块茎；c)将经绿化的试管微块茎放入储存容器中并将经绿化的试管微块茎储存在2至4℃的温度范围内；以及d)使试管微块茎发芽。根据本发明预处理的试管微块茎在直接播种在田野上播种时能够快速适应环境，有助于试管微块茎的早期管理，并且其生理功能(例如维生素合成)被激活。此外，根据本发明预处理的试管微块茎与通常用漫射光处理并且具有大量根原基时相比具有更厚和更健康的芽，使得当播种时根快速生长且芽快速地出现在地面上。

Description

用于直接播种试管微块茎的预处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于直接播种试管微块茎的预处理方法。
背景技术
马铃薯可以使用真正的种子或营养繁殖进行繁殖，一般来说，主要使用使用营养繁殖的方法。当使用营养繁殖生产马铃薯时，重要的是播种和生长无病毒的优质种薯。因此，向农场供应的认证种薯应当无病毒且健康。为此，已知通过将生长点培养获得的无病毒组织培养植物大量繁殖以产生试管微块茎(invitro microtuber)(微块茎)、营养液小块茎(minituber)(营养膜技术(NFT))和茎-切割小块茎的方法。
其中，营养液小块茎(NFT)与试管微块茎相比能够获得大尺寸种薯，但是具有需要诸如温室和塑料大棚、营养液供应系统和生长床等设施的问题，当营养液被污染或发生中断以及生产力根据季节、地区和种类而变化时，在整个栽培中可能会有大的损害。尽管具有低的生产成本并且方便，但茎-切割小块茎具有低生产率，并且当固定茎时，根据工作工具的清洁度极有可能感染病原体。此外，像营养液小块茎一样，茎-切割小块茎具有需要诸如温室等设备且生产率根据季节和地区而变化的问题。
试管微块茎(微块茎)具有能够通过在无菌容器中的组织培养物中生产而生产完全无病毒和健康的种薯，并且能够在有限空间中全年生产的优点。由于该优点，能够在短期内生产大量优质种薯，并且通过显著降低从常规6-7个步骤至2-3个步骤的增殖步骤并且减少暴露于可能从土壤中产生的病原体(例如病毒)来供应高品质的马铃薯。
然而，通常，由于具有小于1g的非常小的尺寸，因此试管微块茎(微块茎)不能直播种在田地上播种，使用在托盘中繁殖并在永久田地上种植的方法或在罐中种植并确保小尺寸块茎的方法，并且不使用直接播种在田地上的方法。
然而，在托盘中繁殖并在永久田地上种植的方法或在罐中种植并确保小尺寸块茎的方法涉及麻烦的工序，并且该方法不仅需要大量努力，而且由于高劳动力成本等，具有在经济可行性上不利的问题。因此，为了解决上述问题，本发明人已经完成了一种用于试管微块茎的预处理方法，当直接播种在田地上时，其能够增加试管微块茎对环境的适应性并有助于试管微块茎的早期管理。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]
韩国专利注册号10-0220088(1999年9月1日)
发明内容
本发明旨在提供一种用于试管微块茎的预处理方法，当将试管微块茎直接播种在田地上时，其能够增加试管微块茎对环境的适应性并且有助于试管微块茎的早期管理。
为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种用于直接播种试管微块茎的预处理方法，其包括：a)用二氧化氯(ClO2)对经洗涤的试管微块茎进行灭菌并干燥经灭菌的试管微块茎；b)用光照射经干燥的试管微块茎并绿化经干燥的试管微块茎；c)将经绿化的试管微块茎放入储存容器中并且将经绿化的试管微块茎储存在2至4℃的温度范围内；以及d)使试管微块茎发芽。
附图说明
通过参照附图详细说明其示例性实施方式，本发明的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1示出了分别依次表示根据本发明实施例的预处理方法的步骤的工序；
图2示出了根据本发明的实施例和比较例1、2、3的试管微块茎直接播种、然后15天后出苗的状态的图；以及
图3示出了表示将根据本发明的实施例和比较例1的试管微块茎直接播种和生长而收获的种薯的图。
具体实施方式
在下文中，对本发明的例示实施方式进行说明。尽管将参考实施方式描述本发明，但是本说明书仅仅是示例，并且本发明的技术思想及其关键要素和作用不受说明书的限制。
本发明的说明书中使用的术语“每垄数量”和“每垄重量”表示基于植物数量显示数量和重量的方式，并且应当理解为从单个马铃薯植物生产的马铃薯的数量和重量。
根据本发明的实施例，用于直接播种试管微块茎的预处理方法包括：a)用二氧化氯(ClO2)对经洗涤的试管微块茎进行灭菌并干燥经灭菌的试管微块茎；b)用光照射经干燥的试管微块茎并绿化经干燥的试管微块茎；c)将经绿化的试管微块茎放入储存容器中并将经绿化的试管微块茎储存在2至4℃的温度范围内；以及d)使试管微块茎发芽。
首先，将经洗涤的试管微块茎用ClO2灭菌并干燥(步骤a)。
通常地，试管微块茎(微块茎)是指从试管中繁殖的马铃薯茎生产的豆尺寸块茎，对本发明中使用的试管微块茎没有特别限制，只要试管微块茎由本领域中通常使用的方法生产即可。
例如，试管微块茎可以通过收集马铃薯的生长点并培养生长点以获得基本茎、培养基本茎以获得繁殖茎、然后在特定条件下培养繁殖茎以生产块茎而得到。
本发明中使用的试管微块茎可以是通过用干净水洗涤试管微块茎一次或多次(更特别地三次以上)以完全去除试管微块茎上的培养基而得到的试管微块茎。
在步骤a中，试管微块茎通过使用ClO2进行灭菌工序。特别地，该工序可以包括将试管微块茎浸入5至15ppm的ClO2中约10至20分钟以灭菌。完成灭菌工序后，将试管微块茎干燥。在此过程期间，试管微块茎不应用水冲洗，并且优选在使用ClO2灭菌后无变化地干燥。当如上所述在灭菌后无变化地干燥时，容易在试管微块茎的储存期间保护试管微块茎免于细菌或这种霉菌的侵袭。
接下来，将经干燥的试管微块茎用光照射并绿化(步骤b)。
通常，当马铃薯接受光时，由于光合作用，马铃薯外皮的颜色变为绿色(绿化)。特别地，通过经过步骤b的光照射工序，试管中生产的试管微块茎的嫩弱组织可能变硬，试管微块茎的内部稳定性得到改善，从而防止病原体的感染或腐败。
在本发明的实施例中，步骤b中用光照射试管微块茎的工序可以特别地在包括3000至4000勒克斯的光和40至60％湿度的条件下进行7至10天。此外，在本发明的实施例中，步骤b中用光照射试管微块茎的工序可以是特别地在一天的24小时中用光照射试管微块茎12小时并使试管微块茎蔽光12小时。
由于其特性，试管微块茎需要发芽期并需要仔细处理，使得试管微块茎在整个发芽期期间不受外部环境的压力而持续一个月。当在上述条件下绿化时，试管微块茎的嫩弱外皮在收获后最有效地变硬，并且以这种方式，可以保护试管微块茎免受起因于外部环境的压力。
当用光照射试管微块茎时，如果湿度偏离40至60％的范围使得其太潮湿或太干燥，则存在在试管微块茎中可能产生霉菌或试管微块茎可能会干燥和枯萎的问题。
当用光照射试管微块茎时，优选经常将试管微块茎混合，以便在整个试管微块茎中均匀分布光。
接下来，将经绿化的试管微块茎放入储存容器中并在2至4℃的温度范围内储存于其中(步骤c)。
在本发明的实施例中，可以使用特卫强袋(tyvek pouch)作为储存容器。可以使用能够防止外部污染剂进入袋中并促进空气进出袋的循环的材料来制造特卫强袋。
由于马铃薯的每个区域的播种期不同，因此在收获种薯后，将收获的种薯储存预定时间段，直至对应于播种期将它们从储存中取出。特别地，灵活的储存期和对全年收获的试管微块茎的每天管理是非常重要的。在正常储存中，正常马铃薯能够储存约5个月，试管微块茎能够储存约8个月。然而，经过本发明步骤的试管微块茎能够储存更长的时间段至约12至14个月。
储存温度优选地保持在2至4℃的范围内。这是因为在这个温度范围内，使呼吸速率最小化以实现最大休眠时间，最终提高货架期。可以在对应于播种进度的释放之前执行储存步骤。
最后，将储存的试管微块茎根据播种进度释放并使其发芽(步骤d)。
在本发明的实施例中，步骤d可以在包括3000至4000勒克斯的光和40至60％湿度的条件下进行4周。例如，步骤d可以分为总共4个步骤，一周为一个单位。
更特别地，在本发明的实施例中，步骤d可以包括：每天使所述试管微块茎蔽光24小时达一周，同时依次改变温度的步骤d1；每天用光照射经过步骤d1的试管微块茎7至12小时和使所述试管微块茎蔽光12至17小时达一周的步骤d2；每天用光照射经过步骤d2的试管微块茎15至20小时和使所述试管微块茎蔽光4至9小时达一周的步骤d3；每天用光照射经过步骤d3的试管微块茎20小时和使所述试管微块茎蔽光4小时达一周的步骤d4。
首先，在本发明的实施例中，步骤d1可以通过每天使试管微块茎蔽光24小时达一周，同时依次改变温度来进行。更具体地，在进行步骤d1的一周期间，步骤d1可以在第一天在10℃下、第二天在15℃下、从第三天到最后一天(第七天)在20至25℃的温度范围内进行。由于突然的温度变化对于马铃薯的生理功能无益，所以优选使温度如上所述依次变化。
接下来，提供：每天用光照射经过步骤d1的试管微块茎7至12小时和使试管微块茎蔽光12至17小时达一周(步骤d2)；每天用光照射经过步骤d2的试管微块茎15至20小时和使试管微块茎蔽光4至9小时达一周(步骤d3)；和每天用光照射经过步骤d3的试管微块茎20小时和使试管微块茎蔽光4小时达一周(步骤d4)。
在本发明的实施例中，步骤d2至d4可以在20至25℃的温度范围内进行，并且温度范围设定成对应于最佳发芽条件。
发芽步骤使得通过在早期充分地遮光来迅速开始发芽，并通过逐渐增加光照射时间来加速光合作用。该工序使得发芽的芽健康生长而不过度生长。
芽由通过上述预处理获得的试管微块茎生长，结果试管微块茎具有0.5至3cm长的芽。
如上所述，根据本发明预处理的试管微块茎在直接播种在田地上时能够快速适应环境，有助于试管微块茎的早期管理，并且其生理功能例如维生素合成被激活。此外，根据本发明预处理的试管微块茎与通常用漫射光处理并且具有大量根原基时相比具有更厚和更健康的芽，使得当播种时根快速生长且芽快速地出现在地面上。
在下文中，将通过本发明的示例性实施方式更详细地描述本发明的配置和作用。然而，下面的描述仅仅是示例性实施方式，本发明不应以任何含义而限制地解释。本文中未描述的内容是本领域普通技术人员可以充分推断的内容，并且将省略其描述。
实施例
将通过在无病毒环境中培养的组织而生产的试管微块茎小心地用流水洗涤，然后在ClO2中浸渍约15分钟以灭菌。在室温下干燥经灭菌的试管微块茎后，经干燥的试管微块茎在约3500勒克斯的光和约55％湿度的条件下进行绿化7天。
将进行了绿化工序的试管微块茎放入特卫强袋中，然后将其储存在存储容器中6个月。将经储存的试管微块茎在休眠播种前一个月后从储存容器中取出。具体地，在3500勒克斯的光、20至25℃的温度和40至60％的湿度的条件下保持和管理发芽环境。
具体地，如下进行发芽步骤。
首先，使试管微块茎蔽光，同时依次改变温度达一周(第一天：10℃，第二天：15℃，第三天至最后一天：20至25℃)，用光照射10小时并蔽光14小时达一周，用光照射16小时并蔽光8小时达一周，最后用光照射20小时并蔽光4小时达一周。
比较例1
除了光照射和蔽光的频率、湿度和温度以外，条件与上述实施例中相同。
如下进行比较例1的发芽步骤。
首先，使试管微块茎蔽光，同时依次改变温度达一周(第一天：10℃，第二天：15℃，第三天至最后一天：20至25℃)，然后用光照射14小时并蔽光10小时达又一周，然后在后一周中用光再次照射12小时并蔽光12小时，最后在第四周中用光照射4小时并蔽光20小时。
比较例2
条件与上述实施例中相同，不同之处在于在预处理期间没有进行用ClO2的灭菌，并且将试管微块茎储存在塑料容器中而不是特卫强袋中。
比较例3
条件与上述实施例中相同，不同之处在于没有进行发芽工序(发芽步骤)。
实验
将根据上述实施例和比较例1至3预处理的试管微块茎直接播种(播种)在地上，并在110天后收获种薯。播种方法与正常种薯的相同，但考虑到与正常种薯的大小差异，各垄之间的距离(播种间隔)和播种深度略有不同。具体地，各垄之间的距离(播种间隔)为20cm，比正常种薯的各垄之间的距离(播种间隔)即25至30cm略窄，并且考虑到试管微块茎的大小，播种深度为15cm。此外，根据正常的种薯栽培实践在整个生长期间用肥料和化学品对本发明的种薯处理。实验进行三次，每个过程各由50垄组成，下表1显示了重复进行了三次的实验的平均值。
[表1]
Figure BDA0001419285550000081
*其它实验结果和条件
实施例：进行本发明的预处理步骤(发芽步骤后芽长度为约1cm)
比较例1：在预处理工序期间改变发芽步骤的条件(发芽步骤后芽长度为约4cm)
比较例2：在预处理期间，没有进行用ClO2灭菌和放入特卫强袋中(发芽步骤后芽长度为约1cm)
比较例3：从预处理工序，没有进行发芽工序(发芽步骤后芽长度约为0cm)
参照上述表1，比较例1显示出与实施例在收获马铃薯的量方面相似的结果，但与实施例相比，每垄平均重量少约500g。这是因为比较例1具有较长的芽长度，与实施例相比，出苗期较短。此外，尽管与实施例相比，地下形成的块茎数量增加，但是小尺寸马铃薯的数量也增加(参见图3的(a)和(b))。
就比较例2而言，由于储存时产生的霉菌，产生了大损失，这也影响了出苗率(参照图2的(c))。
就比较例3而言，出苗期非常长(参照图2的(d))。比较例3以外的实例(实施例、比较例1、2)进行了发芽工序，在比较例3以外的实例中，与比较例3相比，出苗期缩短约3至5倍。通过这种方式，确认了出苗期如上所述影响子块茎的产量。
结果是，与比较例相比，出苗期短，并且由于合适的运营者的发展，可以收获大量的种薯。相比于根据比较例收获的种薯，根据实施例收获的种薯也具有更高的市场性(参见图3的(a))。

Claims (4)

1.一种用于直接播种试管微块茎的预处理方法，所述预处理方法包括：
a)用二氧化氯(ClO2)对经洗涤的试管微块茎进行灭菌并干燥所述经灭菌的试管微块茎；
b)用光照射所述经干燥的试管微块茎并绿化所述经干燥的试管微块茎；
c)将所述经绿化的试管微块茎放入储存容器中并将所述经绿化的试管微块茎储存在2至4℃的温度范围内；以及
d)使所述试管微块茎发芽，
其中，步骤b在包括3000至4000勒克斯的光和40至60％湿度的条件下进行7至10天，
其中，步骤b是每天用光照射所述试管微块茎12小时并使所述试管微块茎蔽光12小时的步骤，
其中，步骤d在包括3000至4000勒克斯的光和40至60％湿度的条件下进行4周。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，步骤d包括：每天使所述试管微块茎蔽光24小时达一周，同时依次改变温度的步骤d1；每天用光照射经过步骤d1的试管微块茎7至12小时和使所述试管微块茎蔽光12至17小时达一周的步骤d2；每天用光照射经过步骤d2的试管微块茎15至20小时和使所述试管微块茎蔽光4至9小时达一周的步骤d3；每天用光照射经过步骤d3的试管微块茎20小时和使所述试管微块茎蔽光4小时达一周的步骤d4。
3.根据权利要求2所述的预处理方法，其中，在进行步骤d1的一周期间，步骤d1在第一天在10℃下、第二天在15℃下、从第三天到第七天在20至25℃的温度范围内进行。
4.根据权利要求2所述的预处理方法，其中，步骤d2至d4在20至25℃的温度范围内进行。
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