由我院農業環境與可持續發展研究所楊其長研究員主持完成的“植物無糖組織培養環境控制綜合配套體系研究”,2006年12月28日在北京通過了農業部組織的專家鑒定,來自中國科學院植物所、遺傳所、中國林業大學、中國林業科學院和農業部的專家對該項成果給予了高度評價,認為該項目成果是組培領域的一項重大技術突破,填補了國內外在無糖組培潔凈系統設計、CO2濃度和相對濕度的精確控制以及菌根生物技術在無糖培養中的應用等多方面的空白,總體上達到了國際先進水平。
該項目研究歷時9年多,以組培苗的光合自養為理論依據,通過為組培系統提供適宜的CO2、光照和溫濕度環境,使組培苗自身進行光合作用,實現產物積累與快速生根,徹底改變了傳統組培中在培養基中添加糖作為碳源、采用密閉的小容器進行組培苗培育的方法,大大縮短了培養周期、提高了組培苗品質和生產效率。課題組先后對密閉式組培室和大型培養容器兩種模式下植物無糖培養的潔凈控制、環境調控以及菌根促進組培苗品質等關鍵技術進行了深入研究。所取得的主要成果包括:
1、研發出了控制精度高、運行成本低、潔凈度達到萬級的密閉式無糖組織培養環境控制系統。該系統具有集環境調控和潔凈控制于一體的特點,大大減少了組培苗生產過程中的污染發生幾率。
2、研發出180升植物無糖培養容器及其環境控制系統,實現了以大型培養容器代替傳統小型培養器皿、以無糖基質代替有糖營養的技術配套,拓展了組培苗的培育空間,增強了組培苗的自養、生根能力。
3、研究了生根階段接種叢枝菌根(AM)真菌與組培苗的共生關系,建立了平衡的根際生物環境,提高了組培苗的生長速率和質量。
4、以大豆、海棠、核桃、生姜、甘薯、香蕉等20多種植物為材料的植物無糖培養試驗表明,無糖組培苗的移栽成活率可提高10%以上,培養周期縮短了25%以上,生產成本降低了35%以上。
該研究成果是植物組培領域的一項重大技術突破,徹底改變了傳統的有糖培養模式,為植物種苗的快速繁育和優質化生產提供了重要的技術支撐,具有廣闊的應用前景。
目前,該成果已經在多個大學、科研單位、園藝種苗企業推廣應用,取得了良好的經濟社會效益,是一項極有推廣價值的組培新技術成果。
植物無糖組培環境控制系統
環境(溫度、濕度、CO2)傳感器
植物無糖組培系統數據采集與控制器
系統數據采集與控制計算機界面
大型植物無糖培養裝置
潔凈植物無糖培養室
植物(海棠)無糖培養與常規培養的試驗對照