一种新型光自养微繁体系的建立_植物非试管快繁技术
构树嫩枝扦插育苗技术1分析解析
构树嫩枝扦插育苗技术简介：构树( Broussonetia papyrifera.vent )具有速生、适应性强、分部广、易繁殖、热量高、轮伐期短的特点，在我国的温带、热带均有分布，不论平原、丘陵或山地都能生长。
构树在硬枝扦插因产生大量的愈伤组织，消耗过多养分，嫩枝扦插育苗过程中，与硬枝扦插相比，具有生根迅速容易、根系发达、成活率高、穗条来源丰富、育苗周期短、一年能生产多批和利于选优等优点；是用先进科学技术，在短时间内，以较低的成本，有计划地育苗；扦插生根率在80-96%，大多数生根率在90%以上，特别是花卉应用。
嫩枝扦插繁育的理论依据和技术措施，在生根条件要求严格、适宜温度、湿度，充足阳光和清洁、通风、排水良好的生根基质；插穗采用不同的外源生根激素、碳水化合物、杀菌剂、营养元素等化学物质浸泡，插床自理技术可以使插穗生根征服；在生产应用中操作简单、使用方便，同时投资少，效益高；可大规模扦插育苗创造最适宜的环境和生根条件，促进林业生产的可持续发展。
关键词：嫩枝扦插扦插非试管激素处理构树又叫楮树，古称“毂树”，桑科。
构树属，学名Broussonetia papyrifera.vent ，落叶木雌雄异株，有乳汁。
叶阔卵形。
长8-20cm。
宽6-15cm,叶子最长42cm最宽34cm顶端锐尖，基部圆形或近心形，边缘有粗齿，3-5深裂，两面有柔毛，当年种植可达到4-6m,直径为4-6cm。
当年生萌发株生长至夏天时平均株高3.5m, —般北方一年生长为4m左右，南方一年生长为6-8m左右。
抗盐碱4-7%,花单性,单花被,花期5 月,果实为聚花果呈球形,果熟期9 月。
栽培容易,是速生丰产林轮伐期最短,产量较高的速生树种。
因此,有利于碱回收利用,环境污染能够得到有效的改善。
构树栽培比较容易,产量且可观,该树种适应性强,耐贫瘠,耐盐碱,在丘陵、河滩等瘠薄土地生长良好。
当年栽植当年收获。
构树韧皮和木材均可制浆造纸,树叶可供加工养殖饲料【动物和鱼类】 , 高质量,高蛋白【含量为23.48%】韧皮部含有高档纤维可做为造纸的最好材料，并含有铜、铁、锌、锰等微量元素，韧皮纤维长度平均7.48mn,木杆纤维度最长度为1.14mn,平均为0.79mn,同属树种纤维平均长度为6.04mm材质疏松；色浅标杆光滑，构树木杆采用不同的工艺技术，可分别生产密度板用浆，本色纸板或高强瓦楞纸用浆，新闻纸和文化纸用浆。
千层金扦插繁殖技术
千层金扦插繁殖技术摘要：千层金是我国近年来引进的优良色叶树，综合开发利用潜力大，目前仍处于种苗繁殖阶段，已引种栽植地区十分有限。
作者在浙南地区对千层金进行引种栽培，对千层金繁殖技术进行了大量试验研究。
研究认为：采用扦插方法是千层金育苗的最佳选择；应用“小拱棚遮阳网保温保湿扦插法”，使扦插生根率提高到以上，最高达到；用植物非试管快繁法、92% 97.1%全光人工喷雾法扦插繁殖也可以较好地解决千层金扦插难成活的问题；选择适宜的生长调节剂，采用复合扦插基质，重视扦插床面和繁材的消毒灭菌以及使用营养钵移栽育苗等综合措施，是促进千层金生根成活的重要环节。
关键词：千层金；扦插；快繁；生根率；基质；生长调节剂千层金（Melaleuca bracteata）是桃金娘科白千层属常绿小乔木，原产新西兰、澳大利亚，别名：澳洲杉、包鳞白千层等。
该树种主干直立，枝条细长柔软，嫩枝鲜红色，叶互生披针形，叶片全年呈金黄色或鹅黄色，丛生的瓶刷形花序腋生，花瓣丝状纯白色。
千层金美丽芳香，是园林绿化、庭院栽植的优良色叶树，同时它具有耐盐碱、固沙抗强风的特性，非常适合于海岸、湿地片植造景。
千层金叶片芳香宜人，枝叶中含有挥发油，是提取珍贵植物精油———“茶树油”的主要树种之一，因此千层金又是颇具综合开发利用潜力的经济植物。
千层金是上世纪九十年代初从白千层属植物中选育出来的优良品种，我国广州、成都相继在2000年左右从国外引种栽培，目前仍处于种苗繁殖阶段，已引种栽植地区十分有限，千层金扦插繁殖技术未见有关报道。
2004 年我们承担了“千层金引种、扩繁和规模化生产技术”的课题研究，现已成功地研究出千层金扦插繁殖技术。
1.扦插与取材剪取一年生健壮的半木质化枝条，径粗1.5mm左右为宜，并将枝条剪成8～10cm 长带叶枝段，繁材切口要用快剪剪平。
将剪好的扦穗每50根捆成一把，下端浸入配好的生长调节剂中处理后扦插。
按株行距4㎝×5㎝扦插，扦插深度5㎝，扦插后浇透水。
植物快繁
植物试管离体快繁——分类
腋生枝型
不定芽型
胚状体发生
植物试管离体 快繁应用
剑麻组培苗生产
植物试管离体快繁应用
人工种子制备
植物试管离体快繁应用
百 子 莲
珍 稀 花 卉 繁 育
老 虎 须
植物试管离体快繁应用
有 趣 的 挂 件
光自养微繁殖技术
• 光自养微繁殖技术（Photoautotrophic micropropagation）又称为植物无糖组培快繁技术（ Sugar-free micropropagation）是指在植物组织培养 中改变碳源的种类，以CO2代替糖作为植物体的碳 源，通过输入CO2气体作为碳源，并控制影响试管 苗生长发育的环境因子，促进植株光合作用，使试管 苗由兼养型转变为自养型，进而生产优质种苗的一种 新的植物微繁殖技术。
气雾培养法
• 目前，气雾培在生长上运用也将越来越多，生产科研 上都得以有效的证明，它是一种极具生长潜力的新型 栽培模式，不管是木本、草本、藤本植物都能使它的 生长发挥出最大的发育潜能，在不改变基因的情况下 ，实现作物栽培的速生优质与高产。大大提高了生产 效益，减少了管理投放，是未来农业中最为先进的栽 培模式。
内容摘要
• • • • 1.植物快繁的定义 2.植物快繁技术简介及应用 3.不同快繁技术的比较 4.前景分析
植物快繁的定义
• 广义快繁：“植物克隆”，包括传统的嫁接、扦插繁 殖、试管离体快繁及植物非试管离体快繁技术等。 • 狭义植物快繁技术：利用组织培养技术，将优良植株 的器官、组织或细胞进行离体培养，在短时间内获得 大量遗传性状较为一致的个体的技术
植物非试管快繁技术
• 植物非试管快繁技术是基于计算机环控技术 基础上的一项新型育苗技术，离开了计算机 智能化自动化的控制就很难实现开放多变环 境下温光气热水份营养等发育相关因子的优 化与调控。也难以发挥自养潜能实现开放环 境的无糖培养，更难做到不受季节变化的周 年育苗。
烟草光能兼养型愈伤组织的诱导和培养条件
烟草光能兼养型愈伤组织的诱导和培养条件余光辉;梅刘娟;余文卉;游文【摘要】以烟草SR1品种的4周龄叶片为外植体,使用MS＋2 mg/L 2,4 D（2,4-二氯苯氧乙酸）＋0.25mg/L KT（6-糖基氨基嘌呤）＋3%蔗糖＋0.8%琼脂的固体培养基成功诱导了叶片的愈伤组织.通过改变蔗糖浓度和激素配比,对兼性愈伤组织的培养基进行了筛选.结果表明：在500 lxs光照下,蔗糖浓度由3%降至1.5%时,愈伤组织有变绿趋势;蔗糖浓度〈1.5%时,愈伤组织容易出现褐化.2 mg/L NAA（α-萘乙酸）＋0.25 mg/L KT的激素组合可有效诱导愈伤组织的光合兼养,而单一植物激素如NAA和6-BA（6-苄氨基腺嘌呤）,不是理想的诱导配方.%In this study, 4 weeks of tobacco cultuivar-SR1 leaves were used as the explants and solid culuter medium containing MS ＋ 2 mg/L 2,4-D （ 2,4-dichlorophenoxy ）＋ 0.25 mg/L KT （kinetin）＋ 3 % sucrose ＋ 0.8 % agar was employed to successfully induce the callus formation. Then culture mediums aiming for photoautotrophic facultative callus culture were screened by altering the sucrose concentrations and hormone combinations. Under the irradiation of 500 lxs light intensity, when the concentration of sucrose was reduced from 3% to 1. 5%, the callus tissue was found to increasingly turn green. However, when the concentration of sucrose was reduced to below 1.5% , it easily turned brown. The combination of 2 mg/L NAA （1-naphthlcetic）with 0. 25 mg/L KT can effectively induce the production of photoautotrophic facultative callus, whereas the unique plant hormone, such as NAA or 6-BA （6-benzylaminopurine） can not be used as the ideal medium for such induction.【期刊名称】《中南民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)002【总页数】4页(P42-44,70)【关键词】愈伤诱导;组织培养;光兼养型;烟草【作者】余光辉;梅刘娟;余文卉;游文【作者单位】中南民族大学生命科学学院,武汉430074;中南民族大学生命科学学院,武汉430074;中南民族大学生命科学学院,武汉430074;中南民族大学生命科学学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】Q943.1植物光自养微繁技术是一种生产优质种苗的植物微繁殖技术［1-3］(植物组织培养中以CO2代替糖作为植物体的碳源，控制影响试管苗生长发育的环境因子，促进植株光合作用，使试管苗由兼养型转变为自养型).由于该技术培养条件易控制［4］，污染率和成本低，适于大规模培养［1，2］，同时一些培养的光自养型细胞的光合活力和代谢性能可达到或接近连体叶片水平［5，6］，近年来已成为组织培养技术的新趋势和研究方向，可用来生产某些珍贵药材的药用成分［7，8］. 烟草是转基因技术中常见的材料［9］.近年侧重于以烟草叶片为外植体，研究重金属对烟草叶片组织培养的影响［10］，而将光自养型细胞无糖培养技术成功运用于烟草的报道较少［4，11］.由于自养型愈伤组织中天然活性产物的产量很大程度上受培养条件、时间、激素水平及外源添加物等影响，可通过改变培养条件以优化天然活性成分而达到生产的目的［8］，故笔者在前期建立的银杏和佛甲草异养型愈伤组织的培养体系基础上［7，12］，以4周龄生长旺盛的烟草叶片为外植体，探讨光能兼养型愈伤组织培养的条件，为药物植物光能自养型愈伤组织的培养提供一定的实践和理论依据.1 材料与方法1.1 仪器和试剂超净工作台(SWC-J-A智能型，上海新苗医疗器械制造有限公司)，恒温箱培养箱(SPX-250BS-II型，上海新苗医疗器械制造有限公司).MS(Murashige and Skoog)培养液(上海科兴贸易有限公司)，植物生长激素:2，4-D(2，4-dichlorophenoxy，2，4-二氯苯氧乙酸) 和 NAA(1-naphthlcetic acid，α-萘乙酸)(上海科兴生化试剂有限公司)，细胞分裂激素:KT(kinetin，6-糖基氨基嘌呤，激动素)和 6-BA(6-benzylaminopurine，6-苄氨基腺嘌呤)(上海拜力生物科技有限公司).1.2 烟草愈伤组织的诱导取4周龄生长旺盛的烟草叶片，先后用清水和蒸馏水清洗2～3次后用75%酒精浸泡30s，无菌水冲洗3～4次.用5%次氯酸钠(NaClO)浸泡消毒15min后，无菌水反复冲洗5～7次.灭菌滤纸吸干叶片水分，将叶片切成小块，接种于固体愈伤组织诱导培养基中，置26℃培养箱中黑暗倒置培养.培养基配方为 MS+2 mg/L 2，4-D+0.25 mg/L KT+3%蔗糖+0.8% 琼脂.1.3 烟草异养型愈伤组织向光兼养型转变的诱导培养将异养型愈伤组织分别转接于下列4种固体培养基中，进行光自养的诱导.对培养基中的激素配比参考文献［2］，进行简化的正交实验(见表1).培养基中的蔗糖浓度于3% ～1.5%调整，在22℃，光照500 lxs下培养.表1 激素的因素水平表Tab.1 Factor-level of difierent hormones注:实验中 M1、M2、M3、M4 培养基分别为 A1 B1、A1 B2、A2 B1、A2 B2水平组合NAA(A)0.250 mg/L 0.125 mg/L 2.000 mg/L 1.000 mg/L KT(B)1.4 叶绿素含量测定叶绿素含量的测定和计算参考文献［13］.准确称取愈伤组织0.8g/份，加少许CaCO3、石英砂和2 mL 80%丙酮，研磨成匀浆，过滤后用滤液测叶绿素含量.以80%丙酮作参比，分别于663，646nm下测定滤液吸光值，按下列公式计算总叶绿素浓度(mg/L):Ct=17.32A646+7.18A663，叶绿素的含量(mg/g)=色素的浓度(mg/L)×提取液体积(L)×稀释倍数/样品质量(g).1.5 统计方法和计算公式2 结果与讨论2.1 烟草愈伤组织的诱导烟草异养型和兼养型愈伤组织的比较见图1.将烟草叶片接种于诱导培养基上2周后，可观察到质地松软生长情况良好的乳白色透明愈伤组织(见图1a).采用相同的培养基和培养条件，约3～4周继代一次，继代1～2次后，将愈伤组织置于光照(500 lxs)下培养.2周后，愈伤组织逐渐转变为浅绿色(见图1b)，作为进一步光能兼养型愈伤组织培养.实验中，光照条件下，愈伤组织逐渐变绿，由异养型转变为兼养型.但兼养型愈伤组织生长较异养型生长缓慢，且有逐步褐化和死亡现象.由于叶绿体尚未完全形成时，光照对愈伤组织造成光伤害，故实验中须随时注意观察愈伤组织的生长状态，及时继代.2.2 不同激素配比对光兼养型愈伤组织诱导的影响图1 烟草异养型和兼养型愈伤组织的比较Fig.1 Comparison of tobacco heterotrophic calluswith tobacco facultative callusa)异养型愈伤组织.培养基为MS+2 mg/L2，4-D+0.25 mg/L KT+3%蔗糖;b)兼养型愈伤组织.培养基同上激素水平是植物组织培养成功与否关键因素，不同激素配方的诱导率不同.通过对120个愈伤组织块的统计分析，烟草愈伤组织在较大范围的激素浓度配比下均能诱导形成兼养型愈伤组织，但诱导率存在较大差异.M1和M4诱导率最高，分别达71%和67%;M2和M3分别为53%和40%.经χ2检验，M1与 M4、M2与M3差异不显著(P ＞0.05)，M1与M2差异显著(P＜0.05)，即诱导率M1与M4显著高于M2与M3.说明生长素与分裂素(NAA+KT)适宜的浓度配比，有利于兼养型愈伤组织的诱导;而单一的激素如生长素(NAA)或分裂素(6-BA、KT)作用时诱导效果不理想.2.3 蔗糖浓度对光兼养型愈伤组织诱导的影响不同蔗糖浓度对光兼养型愈伤组织诱导的影响见图2.在低强度(500 lxs)光照下，蔗糖浓度由3%降至2%后，愈伤组织有变绿的趋势(见图2a～h).生长于M1和M4的愈伤组织较生长于M2和M3的更绿(见图2a、c、d、h)，其中生长在 M1培养基上愈伤组织颜色最绿，组织最蓬松(见图2a、c).此外，M1和 M4中叶绿素平均含量为 0.202，0.094 mg/g，M2和 M3中为0.065，0.068 mg/g.M1和M4叶绿素的含量较M2和M3高，与肉眼所见的绿色深浅度相符.说明M1和M4培养基更有利于光能兼养型愈伤组织的诱导和形成.继续在光照(500 lxs)下培养，将蔗糖浓度降低至1.5%，M1培养基上的愈伤组织由绿色变为深绿色，新长出的细胞呈现白色，随后逐渐变绿(见图2a、e、i).说明M1培养基的激素配方更有利用于继代培养;当蔗糖浓度＜1.5%时，褐化现象较为严重.因此，完全意义的光能兼养愈伤组织的培养条件尚需进一步探索.3 结语图2 不同蔗糖浓度时烟草兼养型愈伤组织的培养状况Fig.2 Condition of cultured facultative callus of Nicotiana tabacum under different sucroseconcentration～d，e～h，i～l) 分别为含3%，2%，1.5%蔗糖的 M1～M4培养基本实验通过逐渐降低培养基中蔗糖浓度的方法诱导烟草愈伤组织转变为光兼养型愈伤组织，并设计不同的激素配比，建立了诱导培养烟草光兼养型愈伤组织的方法.结果表明:用高浓度的生长素和分裂素的配合有利于兼养型愈伤组织的诱导，MS+2mg/L NAA+0.25mg/L KT 和 MS+1mg/L NAA+0.125mg/L KT两种培养基对兼养型愈伤组织的诱导率较高，分别达71%和67%;而单独使用6-BA分裂素或NAA生长素时兼养型愈伤组织的诱导率较低，仅为53%和40%.在提供光照，逐步降低糖浓度的过程中，不同激素配方中的愈伤组织逐步发育形成了叶绿体，以MS+2mg/L NAA+0.25mg/L KT的激素配方更有利于绿色愈伤组织的继代培养.本实验为研究兼养型愈伤组织中有用的次生代谢成分的产生积累提供了实验基础. 参考文献［1］侯典云，王聪睿，胥华伟，等.植物无糖组培快繁技术的应用［J］.安徽农学通报，2010，16(11):147-148.［2］牟宁宁，高亦珂.植物无糖组培技术研究进展［J］.林业科技开发，2007，21(1):10－12.［3］徐伟忠，丁潮洪，朱丽霞.一种新型光自养微繁体系的建立----植物非试管快繁技术［J］.江西农业学报，2006，18(3):55-59.［4］曾小美，王凌健，夏镇澳，等.胡萝卜光自养型愈伤组织的诱导培养及其光合特性［J］.实验生物学报，2006，36(1):18-22.［5］Carrier P，Chagvardief P，Tapie parison of the oxygen exchange between photosynthetic cell suspensions and detached leaves of Euphoria characias L［J］.Plant Physiol，1989，91(3):1075-1079.［6］Takeda S，Kaneko Y，Matsushinm H，et al.Cultured green cells oftobacco as a usefulmaterial for the study of chloroplast replication ［J］.Meth Cell Sci，1999，21(2-3):149-154.［7］齐小晴，彭斌，胡云虹，等.药用植物佛甲草愈伤组织的诱导和培养［J］.生物技术，2010，20(3):75-77.［8］赵春梅.植物组织培养方法生产药用次生代谢产物研究进展［J］.现代生物医学进展，2008，8(4):790-795.［9］肖军，张云霄，刘伯峰.烟草的组织培养技术研究［J］.泰山学院学报，2009，31(6):94-98.［10］周仕顺，掏志章.烟草的组织培养［J］.云南农业科技，2005，28(5):85-87. ［11］屈云慧，熊丽，张素芳.情人草组培苗无糖培养应用研究［J］.华中农业大学学报，2004，35:192-193.［12］胡云虹，彭斌.银杏愈伤组织和叶中超氧化物歧化酶和总黄酮类抗氧化活性剂活性的比较分析［J］.武汉植物学研究，2010，28(4):521-526.［13］崔勤，李新丽，翟淑芝.小麦叶片叶绿素含量测定的分光光度计法［J］.安徽农业科学，2006，34(10):2063.【相关文献】使用R×2表χ2检验不同激素配方中兼养型烟草愈伤组织诱导率(诱导率=变绿的愈伤组织块数/总的愈伤组织块数×100%)之间的差异，调整每次检验的显著水平α'=2α/(R(R－1))=0.0083，式中R=4(两两检验的样品率个数)，α=0.05.计算ν=3 时χ2值，对 M1、M2、M3、M4 两两比较.。
目前所谓的植物非试管快繁技术
目前所谓的植物非试管快繁技术、植物克隆技术、傻瓜克隆技术，不论叫什么名字，其实都是植物嫩枝扦插快繁技术，利用植物的一叶一芽让其生根和成苗，这个技术的核心说白了就是：1、通过最短间隔一两分钟的间隙喷雾让幼嫩的叶片不至于干枯，让它延续光合作用的功能，这个带叶的插穗就能生根；2、通过补充植物外源激素，调整插穗在离体条件下的内在生理过程，让生根更快以及叶片不脱落；3、通过不同的苗床方式和基质方法方便移栽和提高移栽成活率,还有方便继代培养；4、通过不断的继代培养以几何级数形式倍增植物的数量，百变千，千变万，万变十万，十万变百万，百万变千万......
它并非一个神秘的高科技，但是实用方便，投资很少，值得推广运用。
植物快繁技术不但可以淘汰传统的扦插育苗技术，让育苗更有把握，更重要的是快繁技术能够让绝大多数不能采用常规扦插方法育苗的品种能够顺利快繁育苗了。
但每项技术都不可能是万能的，植物非试管快繁也不可以排斥试管组培和简单的扦插育苗，每项技术的存在、发展都有它客观的优点和道理，每项技术既然存在，那都是必要的。
我们是实实在在的生产单位，有几百万规模的育苗现场可以供大家交流参考，一看或许就懂了，最终你能搞出大量苗来，那就是硬道理！。
【2024版】植物非试管高效快繁技术
可编辑修改精选全文完整版植物非试管高效快繁技术植物快繁技术是古今中外人们十分关注的问题。
1902年德国著名植物学家哈伯兰德（g.haberlandt）提出植物细胞具有全能性，可以经过体外培养成为一棵完整植株的设想，指引着中外无数研究者开始攀登新的科学高峰。
1958年斯图尔德（f.c.steward）用胡萝卜根细胞培养成功完整植株，开花结实，取得了重大突破，为植物组织培养技术程序奠定了重要基础。
从此带来了植物形态、细胞、生理、生化、遗传、无性快繁、育种、农业、林业、园艺、医药等一系列学科的重要进展。
在国内外已用于高价值的花卉、果树、蔬菜、油料、园林绿化苗木、粮食作物及名贵中草药的快速繁殖，有的苗木快繁已进入工厂化生产阶段。
但40年来，真正面对大多数生产上急需、量大、价格低廉的无性繁殖(vegetative propagation)种苗，由于植物组培(tissue culture)存在一次性投资大，成本高，技术步骤繁杂，技术易传性差，农民在生产上不能直接利用，植物试管克隆苗成活率低，推广难度大等缺点，该试管克隆技术在实际快繁苗木生产中所形成的生产力还相当有限，真正形成大规模产业化的植物品种在世界范围内不超过上百个。
至今实验室成果很多，绝大部分快繁品种的生产技术还主要掌握在科学家手中，真正实现产业化目标的项目寥寥无几。
虽然几十年来无数科学家在降低成本，简化工艺，提高繁殖系数方面做了艰苦卓越的努力，但对很多木本植物快繁、针叶树组培快繁来讲，人们仍不能使植物组织培养技术(tissue culture)在大范围内转化为巨大的生产力。
我国科学家经过努力，利用植物组培技术已研究成功可快速繁殖的植物很多，但目前只有10种左右的经济植物形成生产线和较大面积推广，发展速度比较慢。
常规育苗如扦插、嫁接、压条、分株法在人类历史上已经应用了近2000年，国内外还在使用，作为无性繁殖方法，目前用该类技术在全世界生产的种苗数量最多。
植物非试管高效快速繁殖技术
4、经过有计划培训一段的普通人员即能参加快 繁操作工作，接种速度极快（超过组培试管快繁 接种速度好几倍，从第二代起多数植物既超过了 超过常规育苗操作速度，也超过了试管快繁的操 作速度。极大地节约了人工开支和提高了劳动效 率）。 5、经技术发明人或发明人技术助理指导每个经 过一段培训合格的技术工人每月可生产管理2－ 10万株苗木，每个骨干加上一定数量的辅助工人 每半年至少可生产３０万株幼苗，创经济效益极 高。新职工经强化培训4个月后在技术助理的指 导下可对单一植物品种进行大规模生产育苗工作。
剪取的材料要注意保湿，尽量放在封闭的塑料袋或 桶中，幵避免强光照射。如果远距离运输，要防止 材料发热或风干失水。 尽量在早上取材，此时叶片内的水分充足，幵 且早上的光照弱，空气湿度大，叶片丌容易失水。 尽量进行继代培养，即在已经培育出来的无性 世代后代上进行取材，许多品种开始很难繁殖，但 随着无性世代的延续，成功率越来越高。 取材后，要尽量在最快时间内进入下一步—— 育苗材料的处理
植物非试管高效快速繁殖技术
主讲：张成义
目录
1
技术简介 植物非试管高效快繁技术的特 点 植物非试管快速繁殖的流程 植物非试管高效快繁技术 产业化市场前景
2
3
4
技术简介
植物非试管高效快繁技术(Technique of Efficient & Rapid Non-test tube Plant Cloning)是由被国内外媒介誉为“复制绿 色的巨匠” ----李长潇研究员在国内外首创发明的高新技术。 该技术经过长期的应用实践证明，它同时对现代植物生物技术 中植物组织培养试管快繁和人类历史应用近2000年的常规育苗技 术具有双重重大突破。 该技术是一个专有技术，已在近700种经济植物的快繁中取得成 功，显示出对大多数经济植物无性快繁具有普遍意义。 植物非试管高效快繁技术植物非试管高效快繁技术是介于扦插 和组培技术之间的一种植物快繁技术。具有外植体用量少、繁殖 速度快、扩繁成本低、再生苗健壮、表型稳定等优点。适用于绝 大多数可用茎尖组培快繁技术和常规扦插育苗技术繁殖的植物， 及部分用上述技术均难以繁殖的植物。
园艺种苗非试管快繁关键技术研究
湿度、 空气湿度、 矿质营养的离子浓度（ Ｃ ）环境光照等， Ｅ值 、 这些参数通过智能叶片反馈给主机 ， 由快繁专家系统进行参 数运算， 再指令 自动控制执行机构进行外围设备的启停， 以 调控苗床育苗环境。 在整个控制过程中， 系统还可通过方式转换实现系统设
３２ 系统工作原理 该系统利用智能叶片（ ． 传感器） 自动感 应各种环境因子， 结合快繁专家系统对植物离体材料的细胞
活化期 、 伤组织形 成期和 生根炼苗 期的 环境 因子进 行智能 愈
２３ 基质铺设 ．
苗床底部先铺设排水通气的鹅卵石一层 ，
调节控制， 为植物离体材料生根提供适宜的温、 气、 养 光、 热、 分等环境条件 ， 促进根系形成并快速成苗。
系统 监测 的环 境 参数 主 要有 温 度 、 分蒸 发 系数 、 质 水 基
于卵石上盖无纺布， 并填人基质 ５ ｍ作为衬垫层， ｃ 再按 电热
酿温床要求 布置 电热 加温线 （ 用于 冬春 育苗加 温 ）然 后布 设 ，
电场网的负极 网， 最后在苗床内铺设 ８ ０ ｍ的扦插基质。 １ ｃ
２２ 基 质处理 ． 基 质 材 料必 须 进行 处 理 。珍珠 岩 质 轻 ， 使
图 １ 植 物非 试 管快 繁 专 冢 系 统
用前应先淋湿 以免漂浮； 煤渣粒径在 ２ ３ ｍ左右 ， ｍ 使用前 要经过粉碎筛选； 扦插前基质可高温消毒或用高锰酸钾处
理， 以达到杀虫灭 菌要求 。
３１ 系统基本结Байду номын сангаас ．
非试管快繁系统由植物生长模拟计算
１２ 大棚及苗床规格 ．
标准棚一般采用镀锌薄壁钢 管骨
植物非试管快繁技术
植物非试管快繁技术一、植物快繁的苗床类型和制作方法一般生产者都是采用室外育苗的方法以发展规模和节省成本，下面介绍室外苗床的类型：1 全基质型苗床（无土苗床）全基质型苗床又称无土苗床,底层用水泥制作或用塑料薄膜与土壤隔开,其上先铺厚度10-15厘米的碎石（或石子),石子上再铺一层10-15厘米厚的粗沙（或珍珠岩与粗沙各半，或珍珠岩、粗沙、草泥炭各1/3)。
为了便于操作，苗床宽度一般为100-130厘米,长度根据具体田块而定.这种苗床的优点是:（1)由于与土壤隔离,土壤中的微生物不会浸染、危害植物插穗；（2）透水透气性很好,不会因水分过多而窒息；（3)因为以无机物为主，微生物难以藏身，消毒容易彻底；(4)苗床可以反复使用，每年能在同一张苗床上育苗5-8批。
2 免移栽薄基质苗床直接在土壤上面铺上4公分左右的粗沙，插穗插入粗沙之中，在粗沙透气的环境中生根后向下面的土层中深扎。
这种方法的优点是:1、节省材料;2、插穗生根后可以不用急着移栽,让她在有土的条件下生长，直到休眠期安全地移栽出圃.缺点是：由于与土壤接触，微生物较多,要注意经常消毒。
3 容器式育苗采用穴盘或育苗杯，在其中放入基质（一般珍珠岩、蛭石、泥炭各1/3），插穗直接插入基质,待生根后进行无土栽培，成苗后连容器销售.这种方法的优点：(1)基质一次使用，不会有病菌累积；（2）容器苗是国际标准化栽培的趋势；(3）容器苗打破了苗木销售、移栽的季节,随时可以销售，随时可以远距离运输移栽。
二、育苗材料（外植体）及其准备非试管克隆一般取植物1—4 厘米长的茎段，其上带有一个腋芽和一个叶片，取材原则如下：对大多数植物，要尽量选择1—2 年生的幼树做取材母本，幼龄母树上的幼嫩枝条皮层分生组织的生命活力很强，容易被诱导出根系。
无法找到幼树的情况下要对老树进行幼化处理。
对于某些难以生根的植物，需要提前对母株进行黄花、刻伤等处理.材料圃离苗床的距离不能太远,越是新鲜的育苗材料越容易生根。
植物非试管无性克隆快繁（专业详细）
植物非试管无性克隆快繁（专业详细）一．什么是植物非试管克隆快繁新技术植物非试管克隆快繁技术，简称植物快繁技术或植物克隆技术，就是运用计算机控制技术与生物技术有机结合的一种全新的育苗技术，通过计算机对环境的精确模拟，为植物离体材料的发育创造最佳的水分、温度、光照、空气、热量、营养与激素环境，从而使植物的全息性得到尽快地表达，以实现离体材料快速成苗与几何倍增，这就是植物非试管克隆新技术的技术核心，它有别于传统的扦插嫁接，又有别于现代的组织培养技术，但同时又是对传统与现代各种育苗技术的继承与发展，它既有传统育苗的易操作性，又有现代育苗的高效性，也就是说它克服了传统育苗的季节限制与现代育苗的操作繁琐及成本较高等弊端，而开发成功的一项全新育苗技术。
利用植物的离体材料在智能化的环境下促进快速生根成苗，是实现快繁技术目标的第一步；而快速生长与多代循环更是实现种苗几何级倍增与达到快繁目的的主要技术环节。
生根后的苗如果不进行下一环节，一株苗就是一株苗，如果对生根的苗进行营养液栽培或大肥大水管理，让小苗迅速地生长出更多的枝叶芽，再取长出的新枝叶芽为离体材料，进行下一代苗的快速生根培育，实现种苗量的倍增，再对新生苗进行营养液或肥水管理，又促发更多的枝叶芽，又可把新抽发的枝叶芽材料作为离体材料进行下代苗培育，这样周而复始全年循环继代培育，就是多代循环。
大多数的品种可循环5～7代，这样就能让起始的一个离体材料培育出几千上万或几十上百万株小苗，这才是快繁技术的真正意义所在。
也就是说，真正意义上的植物非试管克隆快繁技术包括了：快速生根→快速生长→快速增殖→继代培育，这样一个周而复始的过程。
它能使绝大多数的植物在短时间内达到数量上的几何级培增。
该技术特别适用于种子价格高的瓜果蔬菜品种，适用于原先需嫁接的品种，也适用于母本材料少，而又急需大量商品苗的生产实践。
而且在研究中发现，通过多代循环技术后，还能使生根时间大大缩短，这与植物的童性或幼性得到激发有直接的关系。
一种新型光自养微繁体系的建立——植物非试管快繁技术
ｈ ｕｔ ｄ ｍａ ｅ ｌ ． ｔ ｅ ｃ ｌ ｅ ｔｒａ ｓ ｕｒ ｉ
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培技术。 组织培养技术在脱毒苗的培养与实施工厂化生产上具有独到的优势。但迄今真正在生产上普及应用组培
什么叫植物快繁技术
什么叫植物快繁技术植物快繁技术简介所谓植物非试管高效快繁技术也就是植物克隆技术，也有人称之为植物非试管快繁技术、植物快繁技术、植物全光照喷雾育苗技术、全光雾插技术、微材料或微组织扦插育苗技术，喷雾育苗技术、喷雾扦插育苗技术、傻瓜克隆、组培苗瓶外生根等等。
无论叫做植物快繁还是植物克隆其原理和方法是一样的。
植物非试管高效快繁技术的起源、应用和进展植物快繁技术是20年前从国外引进，又经过我国众多农业专家花费二十余年时间，逐步完善并成熟运用于规模生产一个系统配套，用于多种经济植物大规模无性快繁产业化生产的实用技术，又称非试管快繁技术、喷雾快繁技术等。
此技术是一项崭新经济植物苗木快繁技术体系，它将植物组织培养快繁苗从试管培养基中解放到田间大地，是一场无性繁殖快速育苗的革命！是现代农业生物技术研究的一大创举！该技术育苗生产成本低，适用于国内外苗木交易市场和经济植物种苗繁殖工程。
绿色快繁产业是一个永久性高效益产业，它可以带动制药产业、林纸产业、林草产业、园林绿化等其它产业，进而促进农业产业化、林业产业化、制药产业化和农业现代化的快速发展。
还有利于生态城市、园林城市、森林公园、自然保护区的建设、生态环境改善、城市生态系统的改变、无性系造林、天然林保护工程、城市绿化工程以及与人们生活息息相关的如粮食作物、花卉、蔬菜、无公害蔬菜、野生蔬菜、濒危野生植物、果树、山野菜、药用植物、珍稀植物等高效经济植物以及新经济资源的开发利用。
植物快繁技术是古今中外人们十分关注的问题。
从传统的扦插繁殖、嫁接繁殖、种子育苗，到植物组织培养、abt生根粉、JH强力生根剂、生根灵诱导生根、全光照喷雾育苗等等各种方法，人类总是在不断地寻求绿色产业快速发展的通路。
以植物组织培养为例，它是快速繁育优良品种无性系苗木的现代实用技术，具有繁殖系数、代数多、育苗时间长、材料消耗少、繁殖效率高的优点，但由于植物组织培养存在一次性投资大，成本高，技术步骤繁杂，技术易传性差，农民在生产上不能直接利用试管苗，成活率低等缺点，该技术在实际工厂化育苗中所形成的生产力还相当有限，真正形成大规模产业化的植物品种在世界范围内不超过上百个。
一叶成林的植物非试管克隆新技术
目录序言 (2)第一章走近植物非试管克隆新技术 (2)第二章认识植物非试管克隆新技术 (3)一、与种子育苗的区别 (3)二、与嫁接育苗的区别 (4)三、与扦插育苗的区别 (4)四、与组培技术的区别 (5)五、植物非试管克隆技术的本质与特点 (6)第三章学会植物非试管克隆新技术 (12)一、理论基础 (12)二、环境因子对于离体材料发育的影响 (16)三、生物因子对离体材料发育的影响 (20)四、离体材料本身对发育的影响 (26)五、标准化非试管克隆基地的建立 (36)六、植物快繁环境模拟计算机原理及运用 (53)七、植物非试管克隆技术的具体操作 (64)第四章运用植物非试管克隆新技术 (73)一、在F1代及太空蔬菜育苗上的运用 (73)二、蔬菜断根育苗上的运用 (74)三、果树苗木培育上的运用 (75)四、在试管外生根及炼苗上的运用 (76)五、在试管花卉生产上的运用 (77)六、在水培花卉水生根诱导上的运用 (77)七、无土栽培净根苗培育上的运用 (78)八、在常规性生产方面的运用 (78)第五章各种经济植物的快繁技术要点 (79)一、果树类 (79)二、园林绿化类 (82)三、经济作物类 (83)四、药材类 (84)五、花卉类 (86)六、经济林类 (87)七、濒危植物类 (87)第六章新型的非试管克隆技术及未来的展望 (88)一、太阳能供电的非试管克隆系统 (88)二、闭锁型苗木生产系统 (88)三、气雾快繁法——雾增殖技术 (89)四、超声波生物育苗箱 (89)序言植物繁殖是农业生产中最为重要的环节，不管是瓜果、蔬菜、林业、绿化、中药材等产业的发展都离不开种苗。
目前用于种苗生产的方法有种子育苗、扦插育苗、嫁接育苗与组织培养育苗等技术，但不管是哪种育苗繁殖技术都是为了能为生产提供健壮而根系发达并且遗传性状稳定一致的商品苗。
人类社会是以农业为基础产业而发展起来的社会，在数千年的农业生产经验与技术发展过程中已形成了许多固有而稳定的育苗技术与方法，如种子播种育苗，扦插嫁接育苗等，随着当前农业产业化的发展，规模化集约化的形成与推进，对于传统的育苗方法与速度已不能满足当前产业化发展的需要，特别是西部退耕还林工程，急需生产上能为之提供大量整齐而健壮的商品苗，供绿化山川之用。
植物无糖组培快繁技术
植物无糖组培快繁技术降低组培成本的技术措施植物无糖组培快繁技术（Sugar-free micropropagation）又称为光自养微繁殖技术（Photoautotrophic micropropagation）是指在植物组织培养中改变碳源的种类，以CO2代替糖作为植物体的碳源，通过输入CO2气体作为碳源，并控制影响试管苗生长发育的环境因子，促进植株光合作用，使试管苗由兼养型转变为自养型，进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖技术。
这一技术概念是在1980年提出的，其技术发明人是日本千叶大学的古在丰树教授。
20世纪90年代以后，这一技术成为植物微繁殖研究的新领域，受到广泛的关注，无糖组织培养技术也在各国开始得到推广应用。
特别是近几年来，从事这一技术领域研究的科技人员越来越多，这一技术也逐渐成熟，并开始应用于植物微繁殖工厂化生产。
1 植物无糖组培快繁的技术特点1.1 CO2代替了糖作为植物体的碳源在一般的有糖培养微繁殖中，小植物是以糖（如蔗糖、白砂糖、果糖等）作为主要碳源进行异养或兼养生长，糖被看作是植物组织培养中必不可少的物质添加到培养基中。
而无糖培养微繁殖是以CO2作为小植株的唯一碳源，通过自然或强制性换气系统供给小植株生长所需CO2，促进植物的光合作用进行自养生长。
1.2 环境控制促进植株的光合速率在传统的组织培养中，很少对植株生长的微环境进行研究，研究的重点是放在培养基的配方以及激素的用量和有机物质的添加上；而无糖组织培养技术是建立在对培养容器内环境控制的基础上，根据容器中植株生长所需的最佳环境条件（如光照强度、CO2浓度、环境湿度、温度、培养基质等）来对植株生长的微环境进行控制，最大限度地提高小植株的光合速率，促进植株的生长。
1.3 使用多功能大型培养容器在传统的组织培养中，由于培养基中糖的存在，为了防止污染，一般使用或者说只能使用小的培养容器。
而无糖培养在培养过程中不使用糖及各类有机物质，极大地避免了污染的发生，可以使用各种类型的培养容器，小至试管，大至培养室。
兰花种子发芽-明兴加
也W orld Science and Technology/Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica页
世界科学技术—中医药现代化绎探索
无 菌 播 种 技 术 尚 未 开 展 ，笔 者 认 为 他 考 虑 得 不 够 全 面 ，其 结 论 可 能 是 错 误 的 。 尽 管 他 检 测 到 所 有 萌 发 的种子 中都含有真 菌[6]，但真菌 在种子发育 的哪个 阶段进行侵染？是种子萌发启动前还是萌发启动之 后 ？是 否 萌 发 启 动 后 真 菌 更 容 易 侵 染 ？仍 不 得 而 知 。 但 我 们 可 以 肯 定 的 是 ，无 菌 环 境 或 不 考 虑 真 菌 是 否 有作用的情况下，通过提供适 宜 外源营 中药资源，品种鉴定，品质评价研究及民族医药学研究。Tel：023-89029001，E-mail：zgy001@。
也W orld Science and Technology/Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica页
诸如中国兰之类的地生兰与附生兰和腐生兰 不同，其种皮结构致密，常难于萌发 。 [7,8] 因此，笔者 在播种前对种子进行了超声波和蜗牛酶的预处理。 通过调整超声波频率促使种子跳动 1 min，然后进 行 播种，种子的萌发率可达到 20%左右 ；从蜗 牛 消 化系统（胃和嗉囊）中提取 的消 化 酶对 种子 预 处 理 2~3 min 后播种，种子萌发率可达到 70%以上 （图 1a）。目前，已成功对国兰的 106 个杂交种或原生种
兰花种子萌发所需营养来源包括内源营养和 外源营养。内源营养即种子内含有的少量营养物 质 ，是 种 子 萌 发 启 动 的 第 一 营 养 源 。 少 数 兰 科 植 物 如白芨[20]和 万代兰[21]种子 ，胚的 薄壁细 胞贮存 大 量 的蛋白质、油脂和碳水 化合 物，是 兰 科中 在常规 条 件下容易萌发的种子类型[20]。多数兰科植物依靠其 自 身 营 养 则 难 于 萌 发 ，外 源 营 养 对 兰 花 种 子 的 萌 发 也显得尤其重要。Bernard 发现了真菌与兰花种子萌 发的关系，并 得出“共生萌发”结论，即自然环 境下 兰花种子只有被真菌侵染才能够萌发[22]。由于当时
一叶一芽造就一片森林——记植物非试管快繁技术发明人何寒
一叶一芽造就一片森林——记植物非试管快繁技术发明人何
寒
王小平
【期刊名称】《《农村新技术》》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】植物非试管快繁技术,利用植物的茎段（包括一叶一芽）,在简易的苗床上可使植物离体材料在短时间内获得再生完整植株,每15～60天繁殖一代,可按几何级数倍增繁殖,比许多植物在试管内快繁系数还高。
植物非试管快繁技术具有易传性和大众化的特点,
【总页数】1页(P54-54)
【作者】王小平
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】S339
【相关文献】
1.复制绿色生命,发展科技实业--记植物非试管高效快繁技术的发明人李长潇 [J], 张雪莹
2.一叶一芽造就一片森林——记植物非试管快繁技术发明人何寒 [J], 王小平
3.植物非试管快繁技术在药用植物上的运用 [J], 闫志刚;蒙爱东;刘园
4.植物非试管快繁技术在药用植物中的应用试验 [J], 曾凡清
5.一片树叶能变一座森林——植物非试管高效快繁技术创造育苗奇迹 [J], 毛松因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
植物非试管高效快繁技术的特点总结
操作简便
该技术不需要复杂的设备和仪 器，降低了技术门槛，方便在 基层推广应用。
节约资源
植物非试管高效快繁技术采用 小型容器和少量基质，大大减 少了资源消耗，降低了生产成 本。
适应性广
该技术适用于多种植物的繁殖 ，包括花卉、果树、蔬菜等，
具有广泛的应用前景。
局限性
依赖人工操作
植物非试管高效快繁技术需要人工操作 ，如浇水、施肥等，增加了生产成本。
改善空气质量
通过种植大量绿色植物， 有助于吸收空气中的有害 物质和二氧化碳，提高城 市空气质量。
城市绿化建设
该技术为城市绿化建设提 供了充足的苗木和花卉资 源，促进了城市生态环境 的改善和可持续发展。
04
植物非试管高效快繁技术的优 势与局限性
优势
繁殖速度快
植物非试管高效快繁技术能够 在短时间内快速繁殖大量植物
定义
01
植物非试管高效快繁技术是指通 过离体培养的方式，在非试管环 境下快速繁殖植物的技术。
02
该技术利用植物的细胞、组织或 器官，在适宜的环境条件下，实 现植物的高效快速繁殖。
背景
随着现代农业和园艺产业的发展，植 物繁殖技术的需求日益增长。传统的 繁殖方法如扦插、嫁接等虽然有效， 但存在繁殖速度慢、效率低下等问题 。
发展前景
高效性
植物非试管高效快繁技术能 够显著提高植物的繁殖速度 ，短时间内实现大量繁殖， 满足市场需求。
节约资源
该技术采用微型育苗容器， 减少了传统育苗方式所需的 土地、水资源和能源等资源 消耗。
降低成本
由于该技术采用先进的组织 培养和基因工程技术，能够 降低生产成本，提高经济效 益。
生态友好
植物非试管高效快繁技术的特点总结
木本药用植物
菌类药用植物
通过该技术，实现了灵芝、香菇、木 耳等菌类药用植物的高效快速繁殖。
利用该技术，实现了杜仲、黄柏、厚 朴等木本药用植物的高效快速繁殖。
06
植物非试管高效快繁技术的未 来发展趋势与挑战分析
未来发展趋势预测
自动化与智能化
随着技术的进步，植物非试管高 效快繁技术将更加自动化和智能 化，实现高效、精准的植物繁殖
引言
目的和背景
目的
总结植物非试管高效快繁技术的特点，为相关领域的研究和应用提供参考。
背景
植物非试管高效快繁技术是一种新型的植物繁殖技术，具有高效、快速、低成 本等优点，在农业生产、园艺、生态修复等领域具有广泛的应用前景。
汇报范围
本次汇报将涵盖植物非试管高效快繁技术的定义、原理、技术特点、应用领域等 方面的内容。
国际化发展
该技术具有广泛的应用前景，未来可以拓展到国际市场，为全球植 物繁殖领域提供新的解决方案。
THANKS
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根茎类蔬菜
利用该技术，实现了萝卜 、胡萝卜、山药等根茎类 蔬菜的高效快速繁殖。
案例二：果树高效快繁技术应用
核果类果树
通过非试管高效快繁技术 ，实现了桃、李、杏等核 果类果树的高效快速繁殖 。
仁果类果树
利用该技术，实现了苹果 、梨、柿等仁果类果树的 高效快速繁殖。
柑橘类果树
通过该技术，实现了柑橘 类果树的高效快速繁殖。
繁殖速度快、周期短
快速繁殖
植物非试管高效快繁技术能够在短时间内繁殖出大量植株，大大缩短了繁殖周期。
高效繁殖
通过该技术，植物的繁殖速度比传统的繁殖方法更快，提高了繁殖效率。
繁殖效率高、成本低
高效率繁殖
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江西农业学报 2006,18(3):55~59A cta A gr i culturae Jiangx i一种新型光自养微繁体系的建立植物非试管快繁技术徐伟忠,丁潮洪,朱丽霞(浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心,浙江丽水323000)摘 要:针对当前用于生产的各种育苗技术尤其是较为先进的组织培养技术存在的种种不足,详细论述了以植物全息性为理论基础,以现代的计算机环境控制技术、物理技术和生物技术为手段,在开放式环境下为植物离体材料的发育提供最佳内、外环境的新型光自养微繁体系植物非试管快繁技术的构建。
关键词:光自养微繁;计算机;物理技术;组培;植物非试管快繁中图分类号:S339.4 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2006)03-0055-05Establish ment of A Ne w L i ght-autotrophic M i cro-propagation Syste m P l ant Non-tube Rapi d Propagati on T echnol ogyXU W e i-zhong,D I N G Chao-hong,Z HU Li-x ia(A gr icultural In telli genti zed R ap i d P ropagati on Cente r,L ishui A gr i cu ltura l Sc i ences R esearch Insti tute,L ishui323000,Ch i na)Abstract:The defic i e ncies of vari o us raisi n g seedling techn i q ues espec i a ll y the high-tech ti s sue culture techn i q ue i n current production are d iscussed,the plant ce ll toti p otency theor y is described.The plant non-t u be rapi d propagati o n techno logy is founded on the base ofm oder n co mputer controlling envir on m ent techno l o-gy,physica l and b i o l o g ical technology,which can affor d an opti m um and open surround i n g for developm ent o f t h e cu ltured m aterials.K ey words:Light-autotrophic m icro-pr opagation syste m;Co m puter;Physical tec hnology;T i s sue cu-l ture;P lant non-tube rap i d pr opagation植物种苗的繁殖是农业生产中一个极为重要的技术环节,当前国内外应用较多的种苗繁育技术分以下4种:播种、扦插、嫁接、组培,还有些辅助的方法如压条分株等,其中播种育苗为有性繁殖,其它皆为无性繁殖,无性繁殖也叫克隆,它是最为重要的育苗技术。
人们对无性繁殖方法的研究已从传统的扦插、嫁接、压条分株发展到现在的组培技术,组织培养技术在脱毒苗的培养与实施工厂化生产上具有独到的优势。
但迄今真正在生产上普及应用组培技术的植物种类还是较少。
究其原因,有以下几个方面限制了它的发展,其一,组培的配方要求严格,不同的植物往往要求不同配方,难以让普通生产者掌握;其二,应用组培方法培育的种苗成活率低,特别是生根培养与炼苗难也是技术上的限制;其三,成本还是相对较高,一个组培工厂或普通组培室一般生产者还是难以企及的。
其四,操作较为繁琐,特别是对于无菌要求,需配备各种设备与遵守无菌操作规程,一旦感染病菌就会导致失败。
针对这些问题,科研人员与生产者又在不断地探索寻找新的方法或对原来的方法进行改进,并且取得了较大的成就,如一些品种无糖组培的成功,就可使病菌感染率及成本大大降低,另外在设施上的改进如大容器组培,也使操作更为简便。
更引人关注的是最近各国研究的光自养微繁技术,它已成为大家认可的解决上述问题的重要技术途径,它是环控技术与微材料培养技术有机结合的高新技术[1]。
当前,中国农业科学院、昆明环境科学研究所以及全国有关大专院校都相继开展了组培环控技术的研究,取得了较大的进展,但离普及应用还有一段距离。
针对这些问题,我们进行了多年生产试验与研究,特别是在利用计算机控制与物理杀菌技术的结合上,为光自养微繁技术的发展迈出了重要的一步,在借鉴国内外研究成果的同时形成了一种新的光自养技术体系植物非试管快繁技术,它具有操作简单、容易被生产者接受、适用品种多、繁殖速度快、培育成本低等优点,成为种苗生产走向工厂化、规模化的一项重要技术。
以收稿日期:2006-03-29基金项目:国家级星火计划项目(2004EA700100)。
作者简介:徐伟忠(1971-),男,研究员,主要从事农业智能化及物理农业领域的研究。
56江 西 农 业 学 报 18卷下就植物非试管快繁技术的理论体系与操作流程和生产应用作些综合性阐述,旨在让更多的科研和生产者能掌握与应用这项先进的育苗技术。
1 植物非试管快繁技术的理论基础植物非试管快繁技术是一项利用计算机自动控制技术为植物离体材料创造最佳的温、光、气、热、营养、激素环境,让植物组织的全息性、全能性得以表达,发育成为一株完整植株的技术[2]。
它是以植物全息性理论为基础,环境控制生物技术为手段的一项综合技术。
所谓全息性就是植物体的部分包括整体的所有信息,这里所说的信息就是遗传信息,如细胞、器官及组织,它们从信息上来说是与整体相等的。
正因为这种全息性的存在,也可以说是全能性的存在,才可以使一个细胞或一张叶片,或一个芽、一个茎等植物的离体材料只要处于适宜的环境下皆可发育成与母本性状相同的植株[3]。
环境是实现植物全息性或全能性表达的最重要因子,也是最重要的基因表达动力源,不管是扦插、嫁接、播种还是组培都得在适宜的环境下进行,其实传统的组织培养也是通过人工创造培养基环境与温、光、气、热环境来实现组织材料发育的一种方法,只不过是在全封闭的人工环境下进行而已,而其他的如嫁接、扦插、压条及播种是在开放环境下实施的,两种环境皆有利弊,人工环境培养可完全不受季节影响,但对外界适应性差;开放环境培养,虽受气候影响大,但种苗适应性强,移栽成活率高。
而非试管快繁技术则兼具两者的优点并克服了两者的缺点,通过计算机环境控制手段为离体材料创造最佳的气候环境,也就是温、光、气、热、水最优化,再通过矿质离子与外源激素的补充来满足离体材料发育所需的营养激素,而碳源的创造则完全以启动植物自身的光合本能来达到自养自供自需的目的,所以植物非试管快繁技术其实也是一种光自养微繁技术。
2 传统组织培养存在的不足在传统组织培养中,大多在培养基中加入蔗糖以满足离体材料发育对碳源的需求,而加入糖后的培养基很易感染细菌、真菌,所以只得以密封的试管或三角瓶作为培养场所,这是组培存在弊端的根源所在,也是形成严格消毒杀菌等繁琐技术体系的必要所在。
如果去了糖,很多组培所必需的技术与设备都可以省去,环境也可以从密闭走向开放。
在密封的试管内,由于透气差,所以常让离体材料处于100%的高湿环境,造成小苗气孔发育及蒸腾作用的不正常,同时又因密闭不通风,气体环境恶化,如氧气和二氧化碳的缺乏,造成呼吸作用与光合作用的不正常,还有离体材料的代谢物与释放的乙烯造成循环危害;再加上不透气的琼脂培养基,使根系缺氧造成根量少而弱;这些局限因子的存在导致玻璃化苗的产生,炼苗成活率低,移栽困难与感染病菌造成死苗的现象[4]。
以上这些组培技术的不足皆因加糖密封而引起,所以从试管中走出来是改进的主要突破口,也是开放式组培及无糖组培产生的技术背景。
但当前人们研究的开放式组培或无糖组培还不能走向全开放,走向环境最优化,如无糖组培虽去了糖,但碳源又成为它的限制因子,所以也只能适于少数品种;开放式组培还是离不开大容器,还是在实验室内操作,与外界自然气候环境还有差异。
为了让组织培养技术彻底从实验室解放出来,从封闭或半封闭走向全开放,从异养走向自养,从人工走向自然,则需克服技术上许多限制因子,跳出许多传统束缚,才能建立起新的技术体系。
3 植物非试管快繁技术体系的建立从某种角度来说,植物组培技术或者无性繁殖技术的核心就是环境控制技术,一切都是为了给植物离体材料创造最佳的温、光、气、热、营养、激素环境,这些环境因素只要能适合地创造,就可解决种苗培育的技术问题。
随着计算机环境控制技术及物理杀菌技术和生物技术的发展,在创造环境的手段上有了大的发展与突破,植物非试管快繁技术体系也是在这些交叉学科发展的基础上面形成的,如果离开了这些也难以实现植物培养过程中最佳环境的模拟创造,也难以实现种苗的开放式光自养培育。
现就各项技术的实现方法与技术路线进行分析。
3.1 宽敞通风苗床取代试管组培中试管内环境是离体材料发育的主要空间,在这个密封的空间内,具有饱和的湿度与不流通的气体环境,从而导致管内二氧化碳及氧气的缺乏,而这两种气体成份又是光合作用和呼吸作用最为重要的参与者。
而在非试管快繁技术体系中,苗床环境代替了试管环境,让离体材料处于通风透气良好,水分蒸发叶片蒸腾正常的开放环境中,离体材料发育能获取更多的代谢氧与光合碳,同时因离体材料在有湿度变化的环境下发育,可以建立正常的气孔开闭与蒸腾模式[5],有利于成苗后对环境有更好的适应性。
3.2 自然光照取代人工补光植物非试管快繁技术是在全光照的自然光下进行快繁,比组培室的人工光照强度更大,更接近自然,更利于离体材料的光合作用与生长,克服了因光照不足而纤弱徒长的问题[6]。
而且自然光比人工光的光谱更多,光质更佳,而且含有一定量的紫外线,对于炼苗壮苗有明显的促进作用。
在水分及二氧化碳充足供给的情况下,光强决定光合效率,但也不能太强,不宜超过光饱和点以上,如在夏季高温强光环境下,可采用适当遮荫的方法,以改善光照条件;在冬季或阴雨绵绵季节,可开启人工补光进行适当的补充,更利于离体材料的发育。
3.3 珍珠岩基质代替琼脂培养基苗床里铺上珍珠岩基质代替组培的琼脂培养基,具有透气性更好的特点,有利于根系的发育[6];更关键的是珍珠岩中不含有机物,能够抑制病菌的滋生蔓延,这是抑菌方法上的一次根本性改造。
在这样的基质条件下,即使有病菌侵入也不会像加糖培养基那样快速滋生蔓延,病菌因不能从外界获取碳源使发育受到抑制,这是实现开放式快繁最为关键性的改进。