文献类型： 获奖成果

作者：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 三等奖

关键词： 组织培养;技术;半夏;夏;生产体系;组织;优化;工厂;生产;工厂化生产;化生;技术优化;工厂化;种茎;茎;体系研究;体系;研究;培养技术;培养;组织培养技术

第一完成单位： 甘肃省农业科学院啤酒原料研究所

获奖时间： 2009

摘要： “半夏组织培养技术优化及种茎工厂化生产体系研究”项目由甘肃省农业科学院下达，起止日期为2005年1月至2008年12月。 项目在初步提出半夏种茎组织培养人工繁殖技术操作规程的基础上，开展了半夏培养基及培养技术优化、快繁体系建立、继代扩繁体系建立、试管苗移栽练苗、大田繁殖、半夏种茎三级繁育体系建立等方面的研究工作，建立起了半夏种茎工厂化生产技术体系进行了示范推广，并将半夏组培快繁技术运用到半夏种质资源保存、品种改良等研究中。 （一）研究内容及取得的主要成果 1.培养基配方与试管苗培养技术优化 在已形成的半夏种茎组织培养技术基础上，从加快试管苗培养速度，节约成本，提高效益的目的出发，通过实验对半夏培养基配方和培养技术进行了调整优化。 (1)优化半夏组培快繁培养基配方，提高培养速率，延长组培苗退化周期，降低快繁体系建立过程中的污染率和培养成本。 筛选出MS﹢2，4-D0.5 mg/L ﹢6-BA1.0 mg/L ﹢肌醇一次成苗培养基配方，培养出胚性愈伤组织直接移栽成苗，较二次成苗培养基缩短培养周期20天左右；采用在培养基中加入活性炭的方法，有效降低了试管苗褐化和玻璃化程度，使试管苗生长旺盛，延长了退化周期；通过在培养基中添加盐酸左氧氟沙星氯化钠、硫酸庆大霉素等抗生素的方法，有效抑制了快繁体系建立中培养材料组织内部所带的细菌和霉菌等杂菌的污染，可将污染率降低到40﹪～50﹪，较不加抗生素处理污染率下降了30～40个百分点；在培养基制做过程中采用白砂糖替代蔗糖、自来水替代蒸馏水，降低了半夏组培快繁种茎工厂化生产中的成本。 (2)优化半夏组培快繁技术，提高试管苗的诱导率和分化率，降低工厂化生产中的污染率，提出不带病毒或少带病毒的快繁体系建立方法和高效继代扩繁技术。 通过选择确定半夏组培快繁中最佳外植体为叶柄、株芽和块茎，诱导率均可达到100﹪；通过实践总结出半夏无污染培养（污染率几乎为零）的操作规程；提出了采取反复茎尖培养和在大量污染材料里筛选没有污染的材料进行扩繁，从而建立不带病毒或少带病毒快繁体系的方法；分别筛选出适合于叶片、叶柄、小种茎的不同培养基进行继代培养，使繁殖系数增大，增殖率提高。在严格控制污染和培养基配制正确不出差错的情况下，一瓶无菌苗经过一个培养周期后，可生产出155瓶无菌试管苗，一年可扩繁四次。 2.试管苗移栽技术研究 开展了试管苗移栽方法试验，初步提出了与一次成苗培养技术相配套的“一次成苗培养两步法移栽”技术，即先采用一次成苗培养基培养出胚性愈伤组织移栽于蛭石和沙土比为1:1的苗床中，使其分化产生大量小块茎，然后再移栽至土壤中使其生长最终获得超级原种。与常规培养法相比，由于一次成苗培养两步法移栽的试管苗培养阶段不需转接，节省了一次转接培养所需的培养基及人力、物力，可缩短培养周期20天左右，降低了培养成本。同时小种茎产出量多，种茎增殖数较常规移栽法高1倍以上，提高了培养效率。 3.半夏组培快繁种茎大田繁殖技术研究 半夏种茎的大田繁殖技术与大田生产种植相同，但由于超级原种的培养条件与大田生产条件有一定差距，进入大田生长有一个适应过程，因此需要加强管理：繁殖田选用土质疏松肥沃，排水良好、富含腐殖质的沙质壤土，播前施农家肥或有机肥，浇透水，耙细整平，做成宽1.5m，长3m的畦；播种可采用条播和撒播两种；苗期如遇严重干旱，需适当浇水以保全苗，齐苗后及时中耕除草，并控制浇水，以防止地上部生长过快，提高抗旱耐热能力。随着气温升高，应多浇水，保持畦面湿润以延迟倒苗。如遇雨季积水，应及时排水，以防烂根；及时追肥培土，追肥以有机肥或农家肥为主，培土次数可视植株生长情况而定，一般2～3次；半夏喜温和、湿润、隐蔽的生长环境，原种繁殖时应该用75﹪的遮阳网进行遮阴，也可在繁殖田畦边间作玉米和豆类作物，使半夏有一个遮阴的环境；适时收获，采用沙藏或窖藏。 4.半夏种茎三级繁育体系建立 鉴于半夏生产中用种量大，每亩用种达200～500公斤的现状，通过工厂化生产体系生产出的半夏超级原种数量少，繁殖系数低，生产成本高，远远不能满足生产需要，必顽经过扩大繁殖，才能真正在生产中应用。为了加快扩繁速度，提高繁殖系数，在采用组织培养快繁技术培养出无毒半夏超级原种后，立即进行超级原种扩繁，然后利用其产生的珠芽和小种茎繁殖原种；最后再繁殖生产种，建立起半夏种茎三级良繁体系。 （二）成果应用及取得的效益 1.利用组培快繁技术繁育优质半夏种茎 在西和县建成了可年生产试管苗10万瓶，超级原种100万粒的半夏组培车间和占地面积288m2的玻璃温室。采用成熟的半夏组培快繁技术建立起了半夏组培快繁体系，通过实际操作培训了一批能够独立工作的操作人员和数名技术人员。已完成了约30万瓶试管苗的培养任务，经过练苗移栽，繁殖半夏超级原种种茎300万粒左右。选择适宜的地点建立了半夏原种繁殖田和生产种繁殖基地，规模化繁殖半夏良种。截止2007年底，第一批通过组培快繁技术生产的半夏原种种茎已经收获，2008年种植良种繁殖田10亩左右，可收获良种种茎约12000kg。 2.利用组培快繁技术保存半夏种质资源 在开展半夏组培快繁种茎工厂化生产技术实验研究的同时，对从我省半夏主产区西和县和清水县采集到的半夏种质资源，包括野生种和栽培种共20多份进行离体试管苗培养。通过采用延长退化周期培养基和继代培养，已成功地保存了三年多，目前这些资源材料的试管苗生长良好，一旦需要可以立即扩大繁殖，形成种茎应用于生产。 3.利用组培快繁技术选择培育半夏新品种 在半夏组织培养快繁技术日渐成熟的基础上，采用生物技术与常规育种技术紧密结合的方法，进行了半夏品种改良和新品种选育的尝试。已经通过组培快繁与常规选择相结合的方法，选择出近10个表现优良、具有显著性状特征的半夏品系即将进入田间试验。