一種馬鈴薯試管薯生產工藝的制作方法

專利名稱：一種馬鈴薯試管薯生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于植物組織培養脫毒育種技術、營養緩釋添加劑的制備和LED燈在植物組織培養中的應用。本發明與馬鈴薯試管薯快速繁殖有關。
背景技術：
采用植物組織培養工廠化生產進行馬鈴薯育種是國內國際應用的先進技術。現有培養技術分成兩大部分即指組織培養和試管薯誘導出薯兩部分。這兩部分可以直接一步進行，也可以分步誘導進行，先培養母苗，然后再加入誘導培養基誘導結薯。這兩種方法各有優缺點，直接誘導有利于工廠化生產，減少中間環節，減少生長時間，減少污染，但是直接誘導的培養基到后期養分不足，會引起試管薯質量不高。如，“馬鈴薯莖尖脫毒育種方法及雙層培養基”(專利申請號201110299572.0)一種高效生產馬鈴薯試管薯的方法及其培養盒”(專利號ZL 02131125.0)。分步誘導，費工費時，易污染，但是分布誘導比直接誘導結薯效果好(呂長文等，西南農業大學學報(自然科學版)，2004,第26卷，第I期；武佩祥等，黑龍江農業科學，2012，第6期)。另外，研究表明，液體培養的誘導效應顯著好于固液雙層培養和固體培養(楊宏羽等，甘肅農業大學學報，2008，第43卷，第2期)。本發明結合了直接誘導和分步誘導的優勢，使用液體培養，即直接誘導培養，簡化了生產工序，同時使用了營養緩釋添加劑，解決了試管薯后期營養不足，造成試管薯個數不多，單薯質量不高等問題。所述的營養緩釋添加劑成分包括活性炭、腐植酸、凹凸棒粉和MS培養基成分。活性炭是一種含碳材料制成的外觀呈黑色，內部孔隙結構發達、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料，是一種常用的吸附劑、催化劑、或催化劑載體。活性炭在農業上的應用，如，陳廷偉等研究了一種生物菌肥的制造方法(專利號93119725. 2)，利用工業廢氣的活性炭對肥料進行脫臭并起到一定的肥料緩釋效果。馬海增在“一種有機復合肥”(專利號97104427. 9)的專利中，在有機復合肥中加入了活性炭作為除臭劑，并指出活性炭吸附的氨氣可以再次釋放利用。活性炭 吸附蔗糖是一種化學吸附過程，蔗糖是以單分子鋪展的形式被吸附于活性炭的表面(周延秀等，分析化學研究簡報，1996，第24卷，第12期)。腐植酸分子上一些官能團的H+可以被Na+、K+、NH4+等金屬離子置換出來，具有較高的離子交換容量。另外，腐植酸含有大量的官能團，可以與一些金屬離子形成絡合物。還有，腐植酸可以刺激植物生長代謝、改善子實質量和增強植物抗逆能力。鑒于以上性質，腐植酸可用于制作緩釋肥，如，“一種活性腐植酸緩釋肥料的制作方法”(專利申請號201010609758. 7)。凹凸棒土為一種晶體水合鎂鋁硅酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀結構特征。凹凸棒土具有陽離子交換性是較為理想的吸附劑可取代活性炭。凹凸棒土在農業上的應用，可用于制作復合肥，如，“定植養分的復合肥料及其制備方法”(專利申請號200710025701. O)。本發明利用了活性炭、腐植酸和凹凸棒土對MS各營養成分的綜合吸附緩釋作用，解決了試管薯后期營養不足的問題，提高了試管薯工廠化生產的產量和質量。植物組織培養光源傳統上是用熒光燈以及高壓鈉燈等，均存在使用壽命短、發熱量大以及發光效率不高等缺點，并且植物對這類光源的利用率低。近年來隨著光電技術的發展，發光二極管(Light-Emitting Diode, LED)的發光效率大幅提升，LED光源具有體積小、壽命長、使用直流電、低發熱量等優點。另外，LED的光源系統還可以對光質進行調控，植物光合作用所吸收的光能約占生理輻射光能的60%左右，其中主要是波長為61(T720nm的紅橙光和波長為40(T510nm的藍紫光，因此，將LED燈紅藍光配比適當能顯著提高植物對光源的利用率，有效降低能耗成本魏靈玲等，農業工程科學，2007，第23卷，第11期)。(且紅光下試管苗生長旺盛，藍光下促進結薯，結束數普遍增加(常宏等，應用生態學報，2009,第20卷，第8期)。所以，紅藍光配比LED燈是人工光植物工廠的一種高效替代光源。本發明使用了紅藍光LED燈作為光源，并且根據試管薯整個生長周期的特點，調節紅藍光的配比，前期壯苗期紅藍光比為6:4，后期結薯期紅藍光比為4:6，有效提高了試管薯的結薯率和有效薯率。

發明內容
本發明的目的是建立一種新的、簡化的、高效的馬鈴薯試管薯生產工藝，加快馬鈴薯試管薯繁殖，縮短生產周期，提高生產效率，降低生產成本。本發明的技術方案如下本發明的馬鈴薯試管薯生產工藝如下
步驟I)、基礎苗的培養配制MS固體培養基，每盒分裝35ml，調節pH為5.8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001uX的紅藍光LED燈下每天光照10-16小時，紅藍光比為6:4，培養4-6周，轉接到結薯培養基上；
步驟2)、試管薯的培養配制MS液體培養基，蔗糖添加4-6%，向其中添加營養緩釋添加劑2g/L，每盒分裝35ml，調節pH為5. 8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2 500-35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8_10小時，共培養8_10周，整個過程的前3周紅藍光比調節到6:4，后3周紅藍光比調節到4:6，其它時間黑暗培養；步驟3)、收薯待到試管薯成熟時，開始收獲。進一步的，所述的營養緩釋添加劑的組分及重量比如下活性炭腐植酸凹凸棒土 =5:2:5。進一步的，所述的營養緩釋添加劑的制備方法，包括以下步驟
步驟I)、將活性炭、腐植酸和凹凸棒土按照所述重量比混合均勻；
步驟2)、配制100倍的MS液體培養基溶液；
步驟3)、將步驟I)中混合物放入步驟2)得到的MS液體培養基溶液中充分浸透，煮沸30min后，濾出液體烘干備用。本發明利用MS液體培基添加營養緩釋添加劑，植入馬鈴薯莖段后一次性成苗出試管薯，省卻了成苗后的移栽培養步驟或添加誘導培養基步驟，解決了試管薯后期營養不足的問題。根據品種結薯對短日照的敏感性進行光照時間調節，來達到不同品種試管薯的誘導，不添加任何生長物質。所述的馬鈴薯莖段植入在液體組織培養基中成苗，待苗長成后直接進入暗管培養，誘導出薯。本發明利用活性炭、腐植酸和凹凸棒土對MS培養基各營養成分的綜合吸附效果，達到各營養成分緩慢釋放的目的。本發明采用紅藍光配比LED燈，具有體積小、壽命長、使用直流電、低發熱量等優點，大大提高了植物的有效光照，并且根據試管薯各生長階段的特點調節紅藍光配比，有效提高了試管薯的結薯率和有效薯率。
具體實施例方式首先總體上介紹下本發明實施例的馬鈴薯試管薯生產工藝思路
步驟I)、基礎苗的培養配制MS固體培養基，每盒分裝35ml，調節pH為5.8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001uX的紅藍光LED燈下每天光照10-16小時，紅藍光比為6:4，培養4-6周，轉接到結薯培養基上；
步驟2)、試管薯的培養配制MS液體培養基，蔗糖添加4-6%，向其中添加營養緩釋添加劑2g/L，每盒分裝35ml，調節pH為5. 8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8_10小時，共培養8_10周，整個過程的前3周紅藍光比調節到6:4，后3周紅藍光比調節到4:6，其它時間黑暗培養；步驟3)、收薯待到試管薯成熟時，開始收獲。進一步的，所述的營養緩釋添加劑的組分及重量比如下活性炭腐植酸凹凸棒土 =5:2:5。進一步的，所述的營養緩釋添加劑的制備方法，包括以下步驟
步驟I)、將活性炭、腐植酸和凹凸棒土按照所述重量比混合均勻；
步驟2)、配制100倍的·MS液體培養基溶液；
步驟3)、將步驟I)中混合物放入步驟2)得到的MS液體培養基溶液中充分浸透，煮沸30min后，濾出液體烘干備用。以下例舉幾個實施例進一步說明本發明具體實施方式
。實施例1 :馬鈴薯試管薯培養基設計配制改良的MS培養基，添加蔗糖4% (40g/L)向其中添加營養緩釋添加劑2g/L，配制成液體培養基，調節pH為5. 8，每盒分裝35ml ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯試管苗(品種為費烏瑞它)單莖段25段，在光強為25001uX的紅藍光LED燈下每天光照8小時，共培養8周，整個過程的前3周紅藍光比調節到6:4，后3周紅藍光比調節到4:6，其它時間黑暗培養。收薯統計產量為，每1000個組織培養盒累計收獲試管薯37900。實施例2 馬鈴薯試管薯培養基設計配制改良的MS培養基，添加蔗糖5%(50g/L)向其中添加營養緩釋添加劑2g/L，配制成液體培養基，調節pH為5. 8，每盒分裝35ml ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯試管苗(品種為中3)單莖段25段，在光強為30001uX的紅藍光LED燈下每天光照8小時，共培養9周，整個過程的前3周紅藍光比調節到6:4，后3周紅藍光比調節到4:6，其它時間黑暗培養。收薯統計產量為，每1000個組織培養盒累計收獲試管薯35100。實施例3 :馬鈴薯試管薯培養基設計配制改良的MS培養基，添加蔗糖6% (60g/L)向其中添加營養緩釋添加劑2g/L，配制成液體培養基，調節pH為5. 8，每盒分裝35ml ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒接種馬鈴薯試管苗(品種為中5)單莖段25段，在光強為35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8小時，共培養10周，整個過程的前3周紅藍光比調節到6:4，后3周紅藍光比調節到4:6，其它時間黑暗培養。收薯統計產量為，每1000個組織培養盒累計收獲試管薯36500。
該項技術實施后，如表1，添加緩釋營養添加劑和使用紅藍光LED等分別能提高試管薯的產量和質量，添加緩釋營養添加劑和使用紅藍光LED燈處理效果最好。本發明使各品種試管薯產量分別提高費烏瑞它，產量提高51. 72%，大于90mg薯比例為38. 52%，年產量為189500粒/m2 ;中3，產量提高38. 51%，大于90mg薯比例為42. 25%，年產量為165800粒/m2,中5，產量提高37. 48%，大于90mg薯比例為55. 64%，年產量為162500粒/m2。表I添加營養緩釋劑和使用紅藍光LED燈對馬鈴薯試管薯的生產效率的影響
權利要求
1.一種馬鈴薯試管薯生產工藝，其特征在于其包括以下步驟 步驟1)、基礎苗的培養配制MS固體培養基，每盒分裝35ml，調節pH為5.8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001uX的紅藍光LED燈下每天光照10-16小時，紅藍光比為6:4，培養4-6周，轉接到結薯培養基上； 步驟2)、試管薯的培養配制MS液體培養基，蔗糖添加4-6%，向其中添加營養緩釋添加劑2g/L，每盒分裝35ml，調節pH為5. 8 ;在121°C下高壓滅菌20分鐘備用，每盒試管苗單莖段25段，在光強為2500-35001ux的紅藍光LED燈下每天光照8_10小時，共培養8_10周，整個過程的前3周紅藍光比調節到6:4，后3周紅藍光比調節到4:6，其它時間黑暗培養； 步驟3)、收薯待到試管薯成熟時，開始收獲。
2.權利要求1所述的馬鈴薯試管薯生產工藝，其特征在于所述營養緩釋添加劑的組分及重量比如下活性炭腐植酸凹凸棒土 =5:2:5。
3.權利要求1所述的馬鈴薯試管薯生產工藝，其特征在于所述的營養緩釋添加劑的制備方法，包括以下步驟 步驟1)、將活性炭、腐植酸和凹凸棒土按照所述重量比混合均勻； 步驟2)、配制100倍的MS液體培養基溶液； 步驟3)、將步驟I)中混合物放入步驟2)得到的MS液體培養基溶液中充分浸透，煮沸30min后，濾出液體烘干備用。
全文摘要
本發明公開了一種馬鈴薯試管薯生產工藝，包含以組織培養的馬鈴薯無病毒試管苗為材料，采用MS液體培養基添加營養緩釋添加劑，采用紅藍光LED燈，在光暗條件誘導、培養下獲得馬鈴薯試管薯種，其特征在于采用MS液體培養基，不含任何生長物質，蔗糖濃度為4%-6%，光照強度為2500-3500lux，每天光照8小時左右，整個周期8-10周，根據品種結薯對短日照的敏感特性進行光照時間調節，解決了試管薯不同品種誘導上的差異。本發明將馬鈴薯莖段植入后一次性成苗出試管薯，省卻了苗后的移栽培養或添加誘導培養基步驟，降低了污染率，添加營養緩釋添加劑解決了直接誘導試管薯后期營養不足的問題，提高了單位面積生產效率。
文檔編號A01H4/00GK103053418SQ201210591408
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者陳亮, 柳俊, 朱洲, 李志英, 金裕華 申請人:湖北凱瑞百谷農業科技股份有限公司