植物组培新方向——开放组培与元糖暴露组培研究概况

植物组织培养始于20世纪初，是以德国植物学家G．Haberlandt的植物细胞具有全能性的理论发展起来的一项新技术。作为一种十分有效的植物快繁方式，植物组织培养具有普通繁殖方法无法比拟的技术和产量优势，在当前倡导高效现代化农业发展模式的形势下，通过植物组织培养技术生产高质量的种苗具有十分广阔的市场前景。但一直以来，植物组培产业流传着一句话就是“组培组培越组越赔”，这其中的原因除了发展思路和经营不善之外，还有一个重要原因就是组培成本太高，无法满足市场对高质量组培苗低价位成本的需求。因此，如何降低组培成本是决定组培效益的关键所在，也是组培技术得以健康发展的首要条件。本文对近些年来备受关注的开放组培技术和极具生命力的无糖暴露组培技术做一简单介绍。     

植物组培新技术无糖培养法

介绍了近年来日本学者开发的无糖培养法 (光独立培养法 ) ,即在快繁阶段去掉培养基中的糖 ,人工输入CO2 ,并对组培环境条件加以调控。简要介绍了该培养法的大型培养容器及机械化系统。容器内环境因子对培养植物的生长及形态影响 ,有待进一步研究。     

植物无糖组培快繁技术的应用

无糖组培快繁技术1980年由日本千叶大学的古在丰树教授发明,1996年开始引入我国,并逐渐得到应用,它是一种全新的植物组织培养技术。该技术的应用打破了传统组培必须用糖的观念,有效地提高了组培苗的生根率和移栽成活率。对无糖组培快繁技术的概念、特点以及在花卉、中草药等其它植物中的应用进行了概述。     

植物无糖组培CO2增施系统设计

设计了无糖组培试验用的CO2增施系统.该系统硬件结构简单,安装方便,成本低廉.系统的控制软件操作简便,功能灵活,移植性强,扩展性好,其控制策略可用于组培生产.整个系统运行稳定可靠,可实现计算机自动控制.增施后CO2的测量值与目标值之差小于20 μL·L-1.     

植物无糖组培CO2增施系统设计

设计了无糖组培试验用的CO2 增施系统。该系统硬件结构简单, 安装方便, 成本低廉。系统的控制软件操作简便, 功能灵活, 移植性强, 扩展性好, 其控制策略可用于组培生产。整个系统运行稳定可靠, 可实现计算机自动控制。增施后CO2 的测量值与目标值之差小于 20μL·L-1。     

植物组织无糖暴露培养工厂化生产技术

在传统的植物组织培养技术中,组织培养是在密闭的容器中进行的,由于容器内湿度过高、CO2亏缺,致使培养出的小植株体不能正常地进行光合作用,而不得不依靠培养基中的糖进行异养生长,造成培养时间过长,小植物体生长缓慢,植株长势瘦弱,移栽成活率低。传统的植物组织培养技术,培养基中的糖还会促进微生物的繁殖,加大了植株的污染率;容器内的环境异常,如有害气体增加,温度较高,湿度较大,会造成植株的叶片少、徒长、玻璃化,难于移栽,或植株发育迟缓形成小老苗,驯化阶段植株死亡率高。传统的组培容器较小,操作起来比较烦琐,费工费力,还会造成生产成本较高。目前我国工厂化育苗急需开放式(暴露式)组织培养生产的配套技术研究,特别是无糖暴露式培养技术的应用研究,营养液循环式大型容器培养技术,组培苗生产中的二氧化碳施肥技术以及组培室光质的调节技术等相关技术来突破传统组培方法。基于以上的原因,我们开展了无糖与暴露相结合的组培方式试验,取得了初步研究结果。     

规模化无糖组培环境控制系统研究与实现

在国内外无糖组培环境控制系统研究的基础上,该文提出了一种规模化无糖组培生产环境控制系统,系统采用风机强制换气,对组培箱内CO2浓度、相对湿度、温度和光照进行综合调控,采用嵌入式系统进行自动控制,具有控制功能强、可靠性高和低成本的优点。本系统已成功应用于无糖组培苗的规模化生产。     

植物无糖组培快繁装置及其环境控制系统的研制

针对常规植物组培存在的问题,从植物无糖组培实用化角度出发,研制了带有新型CO2施放装置的180 L植物无糖组培容器及其环境控制系统,采用小流量控制、三通阀调节和PWM控制方式,实现了对CO2浓度的精确控制,控制精度达到±50 μmol·mol^-1;采用穴盘覆膜与气体循环吸附相结合的方式实现了对容器内相对湿度的自动控制,控制精度达到±22%.通过圆叶海棠的无糖组培的试验,结果表明,该系统对组培苗的生长环境和生理品质的提高具有显著的促进作用.     

观赏植物无糖组培快繁的研究现状及展望

20世纪30年代以来,组织培养技术得到了不断的发展和完善,但真正能够用于商业化生产的观赏植物组培苗的种类却很少。究其原因,主要是组培苗的培养及驯化周期长、污染率高、移栽成活率低、生产成本高[1-2]。日本千叶大学的Kozai等针对这些问题研发了无糖组培技术,给予植物组培技术一种全新概念。无糖组培快繁也称光独立组培快繁,是在培养基不加糖分的基础上,采用环境控制手段,通过对CO2、光照、温度、湿度等环境因子的调节,使组培苗加强自身的光合作用,由异养型转变为自养型,从而有效地降低生产的成本,达到快速繁殖优质种苗目的[3-5]。本文…     

无糖组培技术在我国的研究进展

植物组织培养技术的优点在于快速繁殖、脱去病毒和种质资源保存,其中应用最为广泛的是快速微繁殖。但由于在传统的组培技术中使用的是含糖培养基,杂菌很容易侵入培养容器并在培养基中繁殖,造成培养植物的污染。为了防止杂菌侵入,我们通常将培养容器完全密闭,这样一般培养植物生长缓慢,并且容易出现形态及生理异常,同时也大大提高了人工费用。以上诸多不利因素都严重制约了组培技术的发展及推广。为了解决组培技术中存在的这些问题,20世纪80年代末,日本千叶大学古在丰树教授发明了一种全新的植物组织培养技术——无糖组培技术,将环境控制技术…     

山桃组培苗无糖生根培养研究

针对桃组培苗生根率低,侧根少,质地脆,移栽成活率低的情况,研究采用无糖生根技术,以山桃(Prunus davidiana)组培苗为实验材料,探讨了生长素、蛭石含水量对山桃根系发育的影响,并观察了不同时期山桃根系和地上部的生长发育情况。结果表明：(1)生长素为1.0 mg/L IBA时,山桃生根情况最好。(2)适宜山桃无糖生根的蛭石含水量为65%～70%。(3)山桃组培苗培养到第10天可以观察到明显的根尖,第25天时生根率达到100%,第35天时最适合移栽。无糖生根能明显改善山桃组培苗的生根情况,生根率和平均生根数显著提高,苗子生长健壮,根系发达,操作简单,适宜在生产中推广使用。     

无糖组织培养在甘蔗快繁中的应用

[目的]研究植物无糖组织培养技术在甘蔗快繁中的应用。[方法]选用透明硬质塑料盒为培养容器,以珍珠岩和蛭石为基质,进行甘蔗无糖组织培养。在普通培养条件及高CO_2浓度条件下探讨新型培养容器和基质及CO_2浓度对甘蔗快繁的影响。[结果]无糖培养的甘蔗植株株高比常规培养的植株高1.03 cm,差异不显著;无糖培养的植株鲜重比常规培养的重0.73 g,差异显著;无糖培养的甘蔗生根数和根长分别为3.60根和1.08 cm,与常规培养的差异显著。[结论]用无糖培养方式培养的甘蔗组培苗在株高、鲜重、根数和根长等生长指标上优于传统培养方式。     

无糖组培条件下猕猴桃茎尖快速生根试验

以美味猕猴桃‘郁香’和中华猕猴桃‘脐红’组培苗为试材,研究无糖组培条件下,不同基质含水量（50%、60%、70%、80%、90%）、CO₂浓度（800 μmol/mol 、1 200 μmol/mol ）及换气方式（自然换气、间隔 15 min强制换气、间隔30 min强制换气）对茎尖生根效率及相关激素和酶活的影响。结果显示,无糖组培条件下,‘郁香’和‘脐红’均在基质含水量为80%时生根率最大,分别为81.48%,81.67%。在CO₂浓度为800和1 200 μmol/mol 的处理条件下,2个品种生根率并无明显差异,但‘郁香’和‘脐红’在强制换气处理下的生根率均极显著高于自然换气处理,且间隔15 min强制换气的生根率最高,分别为80.56%和86.11%。与传统有糖组培相比,无糖组培条件下‘郁香’和‘脐红’的根系发育更好。‘郁香’和‘脐红’在无糖组培过程中,过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性均呈动态变化,2个品种的POD活性均呈先上升后下降的趋势;PPO活性均在第4天较高,IAAO活性均在第7天最高,且显著高于有糖组培。在无糖组培生根过程中,‘郁香’和‘脐红’IAA含量均呈现“V”形变化,第1天含量最高分别为（6.84和 7.45 ng/g）显著高于对照（4.85和3.71 ng/g）,第14天时含量最低（1.29和1.01 ng/g）,明显低于对照;2个品种的ABA和GA₃含量在无糖组培中始终高于有糖组培方式,且在第7天或第14天时含量达到最高。综上,无糖组培有利于改善猕猴桃无性繁殖的生根效率和提高生根生理代谢。     

灯盏花不定芽无糖生根培养的微环境调控技术研究

 以灯盏花组培不定芽为材料，研究探讨了不同处理组合的无糖组织培养培微环境调控对灯盏花不定芽的生根率的影响。结果表明：在一定CO₂浓度范围内，通过对各处理间差异显著性SSR检验，处理9的灯盏花无糖组培苗生根率最高，长势最好，与其它处理组合比较达到显著水平。     

微环境调控对灯盏花无糖组培苗显微结构的影响

 以灯盏花组培苗为材料，采用扫描电镜和光学显微镜对灯盏花无糖组培苗及有糖组培苗（CK）的叶表皮毛、气孔、蜡质层和根部的显微结构进行了比较分析。研究结果表明：灯盏花无糖组培苗根、叶的显微结构与有糖组培苗有明显区别，无糖组培微环境调控技术对提高组培苗的保水能力及适应外界环境的能力具有重要作用。     

植物组织培养开放实验室的管理与探索

介绍了植物组织培养开放实验室在运行管理和保障机制等方面的探索与实践,并就实验室建设与开放运行过程中存在的问题进行了探讨,旨在为实验室后续建设以及相关实验的运行管理提供参考.     

不同光照强度对灯盏花无糖组培苗生长发育的影响

 以灯盏花组培不定芽为材料，研究探讨了不同光照强度对灯盏花无糖组培苗生长发育的影响。结果表明：在一定光照强度、一定CO₂浓度范围内，光照强度对灯盏花无糖组培苗生根率、干物质含量的积累具有重要的作用，在适宜的培养条件下，光照强度越强，生根率也越高；强光照对灯盏花无糖组培苗干物质含量的积累明显增强。     

葡萄开放式组织培养外植体系的建立

为了在开放组培条件下获得葡萄高效外植体系,对抑生素的使用浓度、浸泡时间和培养浓度进行了大量比较试验。试验结果表明:抑生素浸泡浓度为4%,浸泡时间为6h,培养浓度为0.2%时,葡萄外植体的成功率能够达到95%以上,所获外植体分化正常。     

无糖组织培养技术研究进展

 系统地综述了无糖组织培养快繁技术的优势与传统组织培养技术的缺陷,以及国内外无糖组培快繁技术的研究进展,并提出了该项技术的研究展望。     

半夏无糖组培苗营养生长和光合生理对增施CO2的响应

以半夏叶片通过组织培养产生的不定芽为材料,探讨在微环境调控条件下,半夏无糖组培苗营养生长和光合生理对增施CO2的响应.研究结果表明:在CO2浓度600-1 800 μmol/mol的范围内,随CO2浓度的增加,半夏无糖组培苗的叶面积、生根率、净光合速率、水分利用率、叶绿素含量逐渐升高,气孔导度、蒸腾速率则逐渐下降.当CO2浓度为(1 500±50)μmol/mol时,半夏无糖组培苗叶片的净光合速率达最大值(10.20±0.27)μmol/(m2·s),且组培苗长出大量须根.研究表明,(1 500±50)μmol/mol是半夏无糖组培苗进行光合作用的最适CO2浓度.