專利名稱：一種高效生產(chǎn)馬鈴薯試管薯的方法及其培養(yǎng)盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于植物組和培養(yǎng)和生物工程技術(shù)領(lǐng)域。與馬鈴薯試管薯快速繁殖有關(guān)。
背景技術(shù)：
利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖馬鈴薯種苗，或者采用離體脫毒技術(shù)快速獲得馬鈴薯無病毒苗，是最近20年來馬鈴薯種植業(yè)中的一項成功的繁殖技術(shù)。相關(guān)的技術(shù)文獻見于以下報道例如中國發(fā)明專利公開說明書“大量生產(chǎn)無類病毒病和病毒病馬鈴薯繁殖材料的方法”(專利申請?zhí)?7106041.3)；“活體外-活體內(nèi)”生產(chǎn)馬鈴薯微瘤的一種有效工藝(專利申請?zhí)?8101458.3)；“馬鈴薯微型脫毒薯種快繁技術(shù)”(專利申請?zhí)?0106636.2)；“馬鈴薯組培苗分化培養(yǎng)方法”(發(fā)明專利申請?zhí)?3100096.3)；這些方法雖然具有一定的生產(chǎn)推廣價值，但仍需在田間開放條件下繁殖多年，而且有時難免病毒再次侵染，給生產(chǎn)造成損失，同時其生產(chǎn)用種的成本也一直難以降低。目前，用于生產(chǎn)植物組織培養(yǎng)的器具或裝置也有一些報道，例如“一種培養(yǎng)瓶結(jié)構(gòu)”(中國實用新型專利號ZL 95244625.1)，在一個玻璃錐型瓶的瓶底的底側(cè)開通形成開口面積較大的瓶口，呈筒狀體的承物盤的外徑小于瓶口內(nèi)徑，其底側(cè)周緣向外凸起一緣邊，緣邊的外徑大于瓶口內(nèi)徑，并開有至少一個氣孔，樞蓋與瓶口相連接，樞蓋上至少開有一個氣道，其內(nèi)可存放濾棉塊，瓶口外圈的瓶體有一圈遮蔽部。其缺陷是通氣孔在頂部，培養(yǎng)瓶在培養(yǎng)架子上職能放置一層，不能充分利用培養(yǎng)的空間。在中國實用新型專利(專利號為ZL 99252172.6)“植物組織培養(yǎng)瓶”中，該實用新型包括瓶體和置于瓶體口上的瓶蓋設(shè)有帶透氣孔的進氣口，進氣口內(nèi)置有透氣片和內(nèi)部通氣孔壓緊帽等構(gòu)成。由于瓶蓋與瓶體之間需要借助一個專門設(shè)置的消毒用的中間蓋體，因而不便于操作，同時該培養(yǎng)瓶只能一次性使用，因而生產(chǎn)成本較高。
在本發(fā)明中，所稱的馬鈴薯試管薯是指在組織培養(yǎng)條件下，以經(jīng)過莖尖分生組織培養(yǎng)脫去主要病毒的馬鈴薯脫毒苗為材料，通過控制培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)腋芽頂端膨大所形成的薯塊。試管薯具有無病原、體積小、貯藏運輸方便、能工廠化周年生產(chǎn)等顯著特點，是一項具有產(chǎn)業(yè)化前景，能從根本上解決種薯退化的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)。目前，試管薯批量生產(chǎn)技術(shù)主要有兩種方式其一，在一般組織培養(yǎng)實驗室中，以玻璃器皿為容器，先培養(yǎng)結(jié)薯母苗，然后將其整體轉(zhuǎn)入結(jié)薯培養(yǎng)基中誘導(dǎo)試管薯(連勇等，馬鈴薯雜志，1994，第8卷，第4期；連勇等，馬鈴薯雜志，1999，第13卷，第1期)；其二，是利用類似于生物反應(yīng)器的特殊設(shè)備，在較大的容器中生產(chǎn)試管薯(Hulscher et al.International symposium on plant production in closed ecosystems.Automation，culture andenvironment，August 26-29，1996，Narita，Japan.Acta Horticulturae.1996，No.440，533-538；Akita M and Ohta Y，Plant Cell Reports.1998，vol.18，No.3-4，284-287；Jimenez E et al.Plant Cell，Tissue and Organ Culture.1999，vol.59，No.119-23.)。兩種方式的生產(chǎn)周期均為12周，每年生產(chǎn)4次。前者由于使用的是一般玻璃培養(yǎng)瓶，在培養(yǎng)架上只能單層放置，單位培養(yǎng)面積的利用率較低；后者采用小型生物反應(yīng)器生產(chǎn)試管薯，雖然在生產(chǎn)效率和薯塊大小上有一定改善，但需要特殊設(shè)備，生產(chǎn)成本高，推廣應(yīng)用困難。
脫毒種薯的應(yīng)用是解決馬鈴薯種薯退化、提高馬鈴薯生產(chǎn)效益的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的脫毒種薯生產(chǎn)是在實驗室生產(chǎn)脫毒試管苗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過田間8-12年的逐代繁殖，然后用于大田生產(chǎn)，因此存在病毒的再侵染的危險。減少繁殖周期是提高種薯質(zhì)量的關(guān)鍵。試管薯是在實驗室生產(chǎn)的小塊莖，如果能直接利用則完全避免了病毒再侵染的問題，因而是世界馬鈴薯生產(chǎn)希望攻克的難題。試管薯的應(yīng)用取決于兩個問題的解決，一是試管薯的生產(chǎn)效率能否滿足生產(chǎn)要求，二是試管薯的田間栽培技術(shù)的配套，而前者是基本前提。
在現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有從根本上解決適宜誘導(dǎo)條件和縮短培養(yǎng)周期等問題，依然存在著馬鈴薯試管薯的繁殖效率有待提高和生產(chǎn)成本有待降低等突出問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的就是建立一種新的簡化的試管薯生產(chǎn)程序，加快馬鈴薯試管薯繁殖，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的另一個目的是研制一種適合于馬鈴薯試管薯培養(yǎng)用的組織培養(yǎng)盒，使該培養(yǎng)盒既能夠達到到無菌培養(yǎng)又利于培養(yǎng)物的通氣，同時可大大提高培養(yǎng)室的利用空間，提高單位面積的試管薯的生產(chǎn)量。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種快速繁殖馬鈴薯試管薯的方法，以組織培養(yǎng)的脫毒馬鈴薯無病毒苗單節(jié)段為材料，采用MS培養(yǎng)基，在光暗條件誘導(dǎo)、培養(yǎng)下獲得試管薯種，其特征在于所述的培養(yǎng)基是改良的MS培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基不含任何生長物質(zhì)，其蔗糖濃度為6％-10％，置于培養(yǎng)盒內(nèi)液體培養(yǎng)，光照強度為2000-3000lux，控制光周期每天8小時左右，根據(jù)品種結(jié)薯對短日照的敏感特性進行光照調(diào)節(jié)，解決了不同品種在試管薯誘導(dǎo)上的差異。
按照上述方法誘導(dǎo)、培養(yǎng)的馬鈴薯試管薯，其特征在于采取一步法培養(yǎng)，即將基礎(chǔ)苗直接接種于試管薯誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，省略了結(jié)薯母苗的培養(yǎng)過程，使培養(yǎng)周期只需要8周。
一種用于培養(yǎng)或誘導(dǎo)馬鈴薯試管薯種薯的植物組織培養(yǎng)盒，該盒由筒體和筒蓋組成，所述的盒體為上大下小的透明物體，其特征在于培養(yǎng)盒幾何形狀為方形，有一個下筒體5，其上有與所述盒蓋6相互配合的開口，該盒由下筒體5、盒蓋10構(gòu)成；在所述的下筒體5上的開口端環(huán)下筒體5的附近設(shè)有嵌合槽1、底檐塊3；嵌合槽1內(nèi)側(cè)設(shè)有下嵌合體2；下嵌合體2與筒體5做成一體，其外沿高于所述的底檐塊并且與所述的盒蓋凹槽互相配合；所述的盒蓋6由上外檐塊7、上嵌合體10、上內(nèi)檐塊8和加強筋4構(gòu)成；所述的上嵌合體10的外沿高于所述的上外檐塊7；所述的加強筋4的外沿分別低于所述的上嵌合體10和上外檐塊7；所述的盒蓋6在上外檐塊與上嵌合體1以及加強筋之間設(shè)計成凹槽，使之與所述的筒體開口緊密配合。
所述的盒蓋6上的上嵌合體10與上檐塊8之間的每一面凹槽中設(shè)計有兩個透氣凸柱9，該特殊設(shè)計既保證了無菌狀態(tài)，又能保證適度交換，有利于植物組織培養(yǎng)物的生長。
該組織培養(yǎng)盒的設(shè)計，改進了原有類似產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使現(xiàn)有培養(yǎng)盒能夠滿足植物組織培養(yǎng)中對培養(yǎng)容器的透氣性要求；試驗篩選了多種高分子材料，使現(xiàn)有產(chǎn)品具有材料無毒、透光性好、透氣、可高壓滅菌等優(yōu)點。推而廣之，該組織培養(yǎng)盒不僅適合于馬鈴薯試管薯的培養(yǎng)，也很適合其他植物的組織培養(yǎng)。
附圖及其說明


圖1是本發(fā)明的專用組織培養(yǎng)盒的分解示意圖；圖2是
圖1中的盒蓋的局部俯視圖。
圖中的數(shù)字表示如下1-嵌合槽；2-下嵌合體；3-底檐塊；4-加強筋；5-下筒體；6-盒蓋；7-上外檐塊；8-上內(nèi)檐塊；9-透氣凸柱；10-上嵌合體與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在由于采用了改進的可高壓滅菌的方形塑料盒代替玻璃培養(yǎng)瓶，其質(zhì)地輕、受光面積大、可重疊放置，因此，可比同類技術(shù)的單位面積利用率提高了3倍；同時，本發(fā)明將生產(chǎn)周期從原來的3個月縮短為2個月，每年可生產(chǎn)5-6次。采用本發(fā)明的單位面積培養(yǎng)室年生產(chǎn)試管薯可達10萬-20萬個，比現(xiàn)有技術(shù)提高效率3-5倍。
表1 不同容器培養(yǎng)馬鈴薯試管薯的生產(chǎn)效率比較

表2 1999年馬鈴薯試管薯批量生產(chǎn)周期效率統(tǒng)計

具體實施方式
實施例1馬鈴薯試管薯培養(yǎng)基設(shè)計改良的MS培養(yǎng)基(Murashige T.and Skoog F，A revisedmedium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture.Physiologia Plantarum.1962，15473-497，下同)配制大量元素和微量元素，添加蔗糖6％(60克/升)配制成液體培養(yǎng)基，每盒罐裝液體培養(yǎng)基30毫升，調(diào)整ph為5.8；在121攝氏度下高壓滅菌20分鐘備用；每盒接種馬鈴薯(品種為E1)脫毒試管苗單節(jié)段30節(jié)，在光強為2000lux的日光燈下每天光照8小時，共培養(yǎng)8周，每1000個組織培養(yǎng)盒累計收獲試管薯3100個。
實施例2馬鈴薯試管薯培養(yǎng)基設(shè)計改良的MS培養(yǎng)基，配制大量元素和微量元素，添加蔗糖8％(80克/升)配制成液體培養(yǎng)基，調(diào)整ph為5.8；每盒罐裝液體培養(yǎng)基30毫升，在121攝氏度下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯(品種為E3)脫毒試管苗單節(jié)段30節(jié)，在光強為2500lux的日光燈下每天光照8小時，共培養(yǎng)8周，每1000個組織培養(yǎng)盒累計收獲試管薯24000個。
實施例3馬鈴薯試管薯培養(yǎng)基設(shè)計改良的MS培養(yǎng)基，配制大量元素和微量元素，添加蔗糖10％(10克/升)配制成液體培養(yǎng)基，調(diào)整ph為5.8；每盒罐裝液體培養(yǎng)基20毫升，在121攝氏度下高壓滅菌30分鐘備用，每盒接種馬鈴薯(品種為Mira)脫毒試管苗單節(jié)段30節(jié)，黑暗培養(yǎng)2天，再在光強為2000lux的日光燈下每天光照8小時，培養(yǎng)54天，每1000個組織培養(yǎng)盒累計收獲試管薯34000個。
權(quán)利要求
1.一種快速繁殖馬鈴薯試管薯的方法，以組織培養(yǎng)的脫毒馬鈴薯無病毒試管苗為材料，采用MS培養(yǎng)基，在光暗條件誘導(dǎo)、培養(yǎng)下獲得試管薯種，其特征在于所述的培養(yǎng)基是改良的MS培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基不含任何生長物質(zhì)，其蔗糖濃度為6％-10％，置于培養(yǎng)盒內(nèi)液體培養(yǎng)，光照強度為2000-3000lux，每天光照8小時左右，根據(jù)品種結(jié)薯對短日照的敏感特性進行光照調(diào)節(jié)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采取一步法培養(yǎng)，即將馬鈴薯基礎(chǔ)苗直接接種于試管薯誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，省略了結(jié)薯母苗培養(yǎng)過程，使培養(yǎng)周期只需要8周。
3.一種用于權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)或誘導(dǎo)馬鈴薯試管薯種薯的植物組織培養(yǎng)盒，該盒由筒體和盒蓋組成，所述的筒體為上大下小的透明物體，其特征在于該培養(yǎng)盒幾何形狀為方形，有一個下筒體5，其上有與所述盒蓋6相互配合的開口，該盒由下筒體5、盒蓋10構(gòu)成；在所述的下筒體5上的開口端環(huán)下筒體5的附近設(shè)有嵌合槽1、底檐塊3；嵌合槽1內(nèi)側(cè)設(shè)有下嵌合體2；下嵌合體2與筒體5做成一體，其外沿高于所述的底檐塊并且與所述的盒蓋凹槽互相配合；所述的盒蓋6由上外檐塊7、上嵌合體10、上內(nèi)檐塊8和加強筋4構(gòu)成；所述的上嵌合體10的外沿高于所述的上外檐塊7；所述的加強筋4的外沿分別低于所述的上嵌合體10和上外檐塊7；所述的盒蓋6在上外檐塊與上嵌合體1以及加強筋之間設(shè)計成凹槽，使之與所述的筒體開口緊密配合。
4.如權(quán)利要求3所述的植物組織培養(yǎng)盒，其特征在于所述的盒蓋6上的上嵌合體10與上檐塊8之間的每一面凹槽中設(shè)計有兩個透氣凸柱9。
全文摘要
快速繁殖馬鈴薯試管薯的方法及其裝置，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。以組織培養(yǎng)的脫毒馬鈴薯無病毒試管苗為材料，采用MS培養(yǎng)基，在光暗條件誘導(dǎo)、培養(yǎng)下獲得試管薯種，其特征在于采用改良的MS培養(yǎng)基，不含任何生長物質(zhì)，蔗糖濃度為6％－10％，置于培養(yǎng)盒內(nèi)液體培養(yǎng)，光強為2000－3000lux，每天光照8小時左右，根據(jù)品種結(jié)薯對短日照的敏感特性進行光照調(diào)節(jié)，解決了不同品種在試管薯誘導(dǎo)上的差異。設(shè)計了一種專用于試管薯培養(yǎng)的培養(yǎng)盒，該盒由下筒體和盒蓋構(gòu)成，盒蓋上設(shè)計了既利于通氣又利于無菌培養(yǎng)的透氣柱。本發(fā)明的單位面積生產(chǎn)效率提高了3倍；周期從原來的3個月縮短為2個月，每年可生產(chǎn)5－6次。單位面積培養(yǎng)室年生產(chǎn)試管薯可達10萬－20萬個。
文檔編號A01H4/00GK1488244SQ0213112
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者俊 柳, 柳俊, 謝從華 申請人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)