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.     

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。     

无糖组培微环境控制技术高新设备的研制与应用

无糖组培微环境控制技术已经成为植物组织培养的新领域,受到广泛的关注。目前日本已经开展实验室范围内的大规模植物无糖组培。笔者详细介绍了目前国内最新研制的无糖组培微环境控制技术高新设备的系统构造和性能。通过对该设备的调试和运行,开展了众多植物种苗的无糖组培试验,结果表明在控制光照和CO2浓度等微环境条件下,该设备能有效提高植物组培苗的生物量、根干重、生长率、叶绿素a和可溶性蛋白质,不仅实现植物种苗的快速培养、大量繁殖,而且能够促进植株生根发芽,提高组培种苗移植后的成活率。     

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。     

可控环境下培养基成分对大豆组培苗生根的影响

在植物组织培养过程中,温度、湿度、光照强度、CO2浓度等组培物理微环境对组培苗的生长发育有较大的影响。探讨在组培微环境控制的条件下,培养基成分对大豆(Glycine.maxL.)组培苗生根的影响以促进其生根并完善大豆再生体系。大豆外植体选用鲜重约85mg的大豆组培单茎节移栽到添加了70ml培养基的方型培养容器中。培养容器的容积为380ml,其顶部留2个直径为10mm的圆孔并覆盖高分子透气膜用来与容器外进行气体交换。试验区根据MS培养基中有糖、无糖和植物生长激素NAA与IBA的不同浓度设置了6组,培育环境控制在温度23±1℃、湿度65±5%、光合有效光量子束密度70±9μmol/(m2·s)、光周期16h/d,CO2浓度未控制。在该可控环境下培育21d后,试验区S20-IBA1.0的大豆组培苗生根较好,净光合速率较高,显示出良好的生长趋势。试验表明:在该可控环境条件下利用添加20g/L蔗糖和1.0mg/LIBA的MS培养基有利于大豆组培苗生根,同时控制CO2浓度可期待大豆无糖组培生根能取得更好效果。     

植物无糖组织培养环境控制中的问题及对策(一)密闭式组培间的环境控制

20世纪80年代后期，日本千叶大学的Kozai教授在原有的植物组织培养方法的基础上，提出了一种新型组织培养方法——无糖组织培养（Sugar-free micropropagation），又称光自养微繁（Photoautotrophic micropropagation）。该技术是环境控制在农业生产中的典型应用，其特点是采用人工环境控制手段，用CO2代替糖作为碳源，提供适宜植株生长的光、温、水、气、营养等条件，促进植株的光合作用，从而促进植物的生长发育和快速繁育。此法优点在于：培养基中不用添加糖和生长调节物质，只是通过提高培养器内的光照度、CO2浓度以及气流交换速度等来增强组培植物的光合速率。由于该技术尽可能多地依靠组培苗自身的光合能力，解决了传统组培技术由于培养器内CO2浓度过低、气体交换不足以及弱光环境等对组培植株的光合能力提升的制约，简化了培养程序，植物苗的成活率和质量大大提高。同时，该技术的应用也为组织培养的工厂化、规模化提供了契机。然而，良好的环境控制是该技术高效应用的前提，而目前我国对组培物理环境因子的调控及其控制系统的研究尚处于起步阶段，且多数研究集中于大型组培箱及其强制供气系统，组培间环境控制方面研究较少，有关组培室内物理环境综合调控技术的相关报道也比较欠缺。因此，有必要对组培室内温度、光照、相对湿度和CO2浓度等物理环境因子变化规律、相互关系及其综合控制技术进行深入研究，以推动光独立组织培养技术在我国的推广与普及。其中，首先应开发组培间环境控制技术，使得光独立组织培养技术的实用化、规模化、自动化的商业应用成为可能。     

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。     

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。     

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。     

增施CO_2对葡萄组培苗生长发育和光合自养能力的影响

运用自行设计制作的组培环境CO2 实时增施监控系统 ,研究葡萄组培苗在CO2 富集 ,高光合光量子流下的生长发育以及光合自养能力。结果表明 ,与对照组相比 ,增施CO2 的组培苗生长健壮 ,发育提前 ,光合自养能力得到促进 ,驯化成活率高 ;在同样增施CO2 的条件下 ,无糖组与有糖组的小苗生长发育状况差异不显著。因此 ,利用该系统可以实现无糖培养     

浅谈林木植物组织培养技术中存在的问题及对策

该文从褐化、玻璃化、生根困难、组培成本较高等方面分析了林木植物组织培养技术存在的主要问题,介绍了植物无糖组培技术,以期提升林木植物组织培养技术水平,为该领域的研究提供参考。     

密闭式无糖组培室环境控制系统设计与控制性能

报道了一种密闭式植物无糖组培室,以及一套应用于该组培室的综合环境控制系统(包括环境因子检测与控制子系统和洁净控制子系统)中的环境因子检测与控制子系统。环境因子检测与控制子系统中,温度控制采用触点控制方式,相对湿度和CO2浓度控制采用比例控制方式。测试结果表明:在温度可将室温控制在设定值±0.1￣0.5℃范围内;在控制值30%和35%时内,系统可将相对湿度控制在控制值±5%的范围内;在控制值为800和1200mL.L-1时,CO2浓度可被控制在控制值±50mL.L-1范围内。     

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…     

《早熟柑桔设施栽培研究》课题通过成果鉴定

由中国科学院和农业部(原农牧渔业部)资助下达的“早熟柑桔设施栽培研究”课题,由中国科学院长沙农业现代化研究所主持和湖南省郴州地区农科所参加,于1986年10月开始至1990年10月共同完成。1990年9月12～14日邀请同行专家在郴州地区农科所召开了现场评议验收会,1991年4月16日邀请了湖南省园艺所、湖南农学院、湖南省农业厅等单位有关专家教授,在长沙召开了成果鉴定会。     

增施CO2对葡萄组培育生长发育和光合自养能力的影响

运用自行设计制作的组培环境CO2实时增施监控系统，研究葡萄组培苗在CO2富集，高光合量子流下的生长发育以及光合自养能力。结果表明，与对照组相比，增施CO2的组培苗生长健壮，发育提前，光合自养能力得到促进，驯化成活率高；在同样增施CO2的条件下，无糖组与有糖组的小苗生长发育状况差异不显著。因此，利用该系统可以实现无糖培养。     

大型培养容器在植物光自养微繁中的应用现状

植物光自养微繁（Photoautotrophic Micropropagation），又被称为植物光独立微繁或无糖培养，是由日本设施园艺与环境控制专家古在丰树教授在20世纪80年代末提出的，其特点是在培养基中不添加糖和生长调节物质情况下，通过调控培养容器内的有效光量子流密度（Photosynthetic Photon Flux Densty,PPFD）、CO2浓度以及气流速度等来提高微繁植株的光合速率。其技术创新在于依靠组培微繁苗本身的光合能力来自我调节生长速度，是一种全新的植物组织培养技术，是环境控制技术和组织培养技术的有机结合。从提出该理论至今，许多国内外学者已在光自养组织培养方面做了大量的研究，使这一新技术逐步完善。     

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。     

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。     

微环境调控对半夏无糖组培苗光合自养的影响

以半夏叶片通过组织培养产生的不定芽为材料,应用植物无糖组培快繁技术,研究探讨了不同光照强度、不同光照时间对半夏无糖组培苗光合生理的影响.结果表明:当光照强度在37.5～112.5μmol/(m2·s)范围内,半夏无糖组培苗净光合速率、光合色素含量与光照强度呈正相关;随着光照强度的增加,半夏无糖组培苗的蒸腾速率逐渐下降、气孔导度也逐渐减小;随着光照强度增强,半夏无糖组培苗的生长速率明显加快.无糖组培苗苗高、叶面积、主根数及须根数与有糖组培苗相比均显著增加,且无糖组培苗长出大量须根,而有糖组培苗无须根.     

微环境调控对半夏无糖组培苗光合自养的影响*

 以半夏叶片通过组织培养产生的不定芽为材料,应用植物无糖组培快繁技术,研究探讨了不同光照强度、不同光照时间对半夏无糖组培苗光合生理的影响。结果表明：当光照强度在37.5～112.5μmol/（m ²·s）范围内,半夏无糖组培苗净光合速率、光合色素含量与光照强度呈正相关;随着光照强度的增加,半夏无糖组培苗的蒸腾速率逐渐下降、气孔导度也逐渐减小;随着光照强度增强,半夏无糖组培苗的生长速率明显加快。无糖组培苗苗高、叶面积、主根数及须根数与有糖组培苗相比均显著增加,且无糖组培苗长出大量须根,而有糖组培苗无须根。