枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗探討范文

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《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)雜志》2014年第二十五期

1枸杞組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

1．1單倍體和多倍體培養(yǎng)單倍體植株在育種中具有重要意義。樊映漢等［9］采取枸杞含單核晚期花粉的花藥進(jìn)行培養(yǎng)，誘導(dǎo)形成胚狀體，該胚狀體在原培養(yǎng)基上即能發(fā)育形成小苗，長(zhǎng)成葉子細(xì)小的單倍體植株。多倍體植株相對(duì)于正常植株有粗壯、果實(shí)大等特點(diǎn)。有學(xué)者利用秋水仙堿和二甲級(jí)亞砜處理枸杞發(fā)芽種子獲得了四倍體，表現(xiàn)出多倍體植株特有的“巨型”特征，四倍體與二倍體雜交獲得的三倍體枸杞多糖含量比現(xiàn)有枸杞多糖含量提高11．3%，無(wú)籽，有利于枸杞深加工［10］。

1．2單細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)近年來(lái)，枸杞單細(xì)胞培養(yǎng)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者重視，有學(xué)者已建立了枸杞細(xì)胞系，并通過(guò)單細(xì)胞分離培養(yǎng)誘導(dǎo)形成完整植株。張國(guó)柱等［11］誘導(dǎo)枸杞幼芽和葉片形成愈傷組織，首次探討了枸杞細(xì)胞懸浮培養(yǎng)條件。CAO等［6］用枸杞髓進(jìn)行組織培養(yǎng)，分離出單細(xì)胞進(jìn)行懸浮培養(yǎng)獲得了單細(xì)胞再生植株。原生質(zhì)體培養(yǎng)是基因轉(zhuǎn)化和細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)支撐技術(shù)，RATUSHNYAK等［12］以葉肉原生質(zhì)體培養(yǎng)獲得了再生植株。

2組織培養(yǎng)工廠化育苗技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2．1組織培養(yǎng)工廠化育苗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)隨著規(guī)模化種植的不斷擴(kuò)大，種植水平不斷提高，越來(lái)越多的種植戶使用工廠化成品苗。組織培養(yǎng)工廠化育苗是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，它是在人為創(chuàng)造的最佳環(huán)境條件下，采用科學(xué)化、機(jī)械化、自動(dòng)化等技術(shù)手段進(jìn)行批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種苗的一種生產(chǎn)方式。引進(jìn)工廠化育苗手段是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志。與傳統(tǒng)育苗相比，組織培養(yǎng)工廠化育苗有以下優(yōu)點(diǎn):①種苗質(zhì)量好，苗齊苗壯。工廠化育苗統(tǒng)一的管理方法，可以使秧苗長(zhǎng)勢(shì)整齊、強(qiáng)壯、病蟲(chóng)害少。②不受季節(jié)的限制，省工、省力、節(jié)能、成本低、效率高。③適于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。④現(xiàn)代化的技術(shù)服務(wù)，利于新品種的迅速推廣。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的成品苗，提高了種植基地的規(guī)范化程度，利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)［13］。隨著學(xué)者們對(duì)植物大規(guī)模組織培養(yǎng)條件的研究，植物組織培養(yǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，新的組織培養(yǎng)技術(shù)的出現(xiàn)在提高生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本等方面顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。有學(xué)者從改善培養(yǎng)基方面降低生產(chǎn)成本［14］，例如用魔芋粉制成培養(yǎng)基，培養(yǎng)的馬鈴薯試管苗平均株高、葉片數(shù)、莖葉鮮重增加;用聚乙烯發(fā)泡材料、成型巖棉、蛭石、珍珠巖、沙、陶瓷纖維和植物纖維的扁平壓制塊作支撐材料有利于組培苗的生長(zhǎng)。KOZAI等［15］提出了無(wú)糖組織培養(yǎng)技術(shù)，降低了污染，提高了組培苗移栽成活率以及商品苗的質(zhì)量和產(chǎn)量。光照條件的改善對(duì)組織培養(yǎng)也起到舉足輕重的作用，徐志剛等［16］發(fā)現(xiàn)目前被廣泛使用的鹵素粉熒光燈的有效生理輻射能的分布與配比最不適用于植物補(bǔ)光，而稀土元素?zé)晒鉄羰亲罾硐氲难a(bǔ)光光源。

2．2國(guó)內(nèi)外組織培養(yǎng)工廠化育苗技術(shù)的應(yīng)用國(guó)內(nèi)外農(nóng)作物、花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化已具有一定規(guī)模［17］。1960年法國(guó)莫瑞爾(Morel)用蘭花莖尖離體培養(yǎng)獲得脫毒植株后，建立了世界第一家蘭花組培苗工廠，使得花卉組培苗實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，目前世界上80%以上的蘭花是通過(guò)組織培養(yǎng)進(jìn)行脫毒和快繁生產(chǎn)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，通過(guò)組培能再生植物種類已有130科1500種以上。據(jù)資料估計(jì)，美國(guó)已建立起200多個(gè)生物工程公司，高薪聘請(qǐng)專家教授從事植物組培研究;英國(guó)有100多家生物工程研究機(jī)構(gòu)，都開(kāi)展了組織培養(yǎng)工作;日本把組培技術(shù)納入國(guó)家三大全新產(chǎn)業(yè)之一;以色列的本譯(Benzur)苗圃可提供100多種盆栽觀賞植物組培苗;荷蘭80%以上無(wú)性繁殖花卉種苗來(lái)自組培繁育。我國(guó)從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始組培技術(shù)的研究與推廣，目前處于國(guó)際領(lǐng)先水平。全國(guó)各地的農(nóng)業(yè)、林業(yè)科研機(jī)構(gòu)、院校以及大型的生物技術(shù)公司都設(shè)有組培室，部分省(市)或地區(qū)在花卉、蔬菜組培苗產(chǎn)業(yè)化已成規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已建成葡萄、蘋果、香蕉、馬鈴薯、甘蔗、蘭花、桉樹(shù)等10余條快繁生產(chǎn)線，年供應(yīng)試管苗上億株，其中香蕉等試管苗已進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。

2．3枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)分析

2．3．1枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗的必然性。枸杞是一種具有較大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的特種經(jīng)濟(jì)作物，目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)枸杞干果流通量每年在6萬(wàn)t以上，枸杞產(chǎn)品已突破了傳統(tǒng)的中藥行業(yè)，正在向保健食品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)拓展。隨著枸杞醫(yī)藥作用和保健功能的進(jìn)一步明確，枸杞系列產(chǎn)品的不斷上市，人們對(duì)枸杞產(chǎn)品的特殊保健作用認(rèn)同感和接受程度日益上升。同時(shí)許多制藥企業(yè)不斷研究開(kāi)發(fā)以枸杞為主要原料的藥品和保健食品，對(duì)枸杞干粉、枸杞多糖、枸杞黃酮和枸杞籽油的需求量逐年增大。隨著枸杞產(chǎn)品需求量的劇增，市場(chǎng)對(duì)枸杞新品種、商品化枸杞苗的需求量也日益增大。目前，枸杞之鄉(xiāng)中寧枸杞在長(zhǎng)期栽培過(guò)程中形成了20多個(gè)品種，其中寧杞1號(hào)、寧杞2號(hào)、大麻葉、小麻葉等幾個(gè)品種種植面積較廣。由于農(nóng)民的思想保守，主要通過(guò)自繁自育的方法獲得枸杞種苗，而商品化的枸杞苗木公司較少，而且這些公司生產(chǎn)種苗以扦插為主，這樣導(dǎo)致枸杞植株病毒不斷積累，種苗品質(zhì)不斷下降。通過(guò)組織培養(yǎng)手段選育優(yōu)良植株的研究已取得進(jìn)展，研究表明，組織培養(yǎng)工廠化生產(chǎn)技術(shù)是保持枸杞種苗優(yōu)良性狀的有效技術(shù)手段［18］。人們對(duì)枸杞新品種的需求促進(jìn)了枸杞育種研究，近年來(lái)一些優(yōu)良的枸杞新品種通過(guò)了枸杞新品種認(rèn)證，如無(wú)籽枸杞新品種“99－3”［19］，多倍體菜用枸杞新品種“天精3號(hào)”、“精杞4號(hào)”、抗鹽品種“鹽杞”、“蒙杞1號(hào)”、“先杞一號(hào)”、“青杞1號(hào)”都是值得開(kāi)發(fā)的新品種。2012年中國(guó)科學(xué)院武漢植物研究所選育的國(guó)家級(jí)新品種“中科綠川1號(hào)”，具有早產(chǎn)性好、豐產(chǎn)性好、抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)、適宜于機(jī)械采摘、適于制汁等鮮明的品種特性，有利于枸杞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，目前所獲得的枸杞新品種均停留在育種試驗(yàn)階段，還不能在短期內(nèi)生產(chǎn)大量的種苗投入生產(chǎn)，致使枸杞新品種不能在短期內(nèi)走入市場(chǎng)。植物組織培養(yǎng)工廠化生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟并在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用［20］，自20世紀(jì)90年代開(kāi)始就有學(xué)者對(duì)枸杞組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行研究，唐曉杰等［21］以枸杞、新疆枸杞、寧夏枸杞的種子為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)研究，探索了最適宜的初代培養(yǎng)基、繼代培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基以及最佳移栽條件。王立英等［19］對(duì)新品種“99－3”組織培養(yǎng)快繁方法進(jìn)行了報(bào)道，為新品種工廠化育苗提供了技術(shù)支持。

2．3．2枸杞組織培養(yǎng)工廠化育苗需要解決的問(wèn)題。盡管關(guān)于枸杞組織培養(yǎng)的研究很多，但應(yīng)用的實(shí)例幾乎沒(méi)有。要進(jìn)行工廠化育苗還面臨著很多問(wèn)題:①組織培養(yǎng)技術(shù)的研究與推廣普及脫節(jié)。盡管國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者從事枸杞工廠化育苗技術(shù)的研究，在基質(zhì)配制和加工、育苗環(huán)境因子控制、育苗技術(shù)方面取得了進(jìn)展，但這些研究成果還沒(méi)得到推廣。②關(guān)鍵技術(shù)有待突破。國(guó)內(nèi)研發(fā)的設(shè)備、設(shè)施盡管價(jià)格低，但性能還不穩(wěn)定，故障率較高，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化存在問(wèn)題。③設(shè)備價(jià)格高，投資成本大。組織培養(yǎng)工廠化育苗是集成設(shè)施生物技術(shù)、設(shè)施工程技術(shù)、設(shè)施智能控制技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)為一體的綜合體。設(shè)備價(jià)格昂貴，投資較大，同時(shí)育苗工廠消耗大量的水、電，運(yùn)營(yíng)成本高。④難以創(chuàng)建品牌商品苗。目前我國(guó)組織培養(yǎng)工廠化育苗生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模都較小，很難降低成本、抵御經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、提高苗木的品質(zhì)、調(diào)動(dòng)生產(chǎn)者的積極性。因此育苗企業(yè)必須擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，按照市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求，采用現(xiàn)代化企業(yè)經(jīng)營(yíng)，培育自己的品牌。

3結(jié)語(yǔ)

枸杞新品種的開(kāi)發(fā)和普及是保證枸杞行業(yè)健康發(fā)展的前提，若現(xiàn)有常用品種品質(zhì)下降，而又沒(méi)有足夠的新品種種苗滿足市場(chǎng)需求，勢(shì)必會(huì)造成枸杞行業(yè)的脫節(jié)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家在植物組織培養(yǎng)工廠化育苗方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒:①政府要加大扶持力度，培育龍頭育苗企業(yè)，通過(guò)政府引導(dǎo)，提高設(shè)施育苗的硬件配置水平，確保工廠化育苗的健康發(fā)展。②加強(qiáng)科研院所與企業(yè)的合作，建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，避免技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用之間的脫節(jié)。③綜合利用現(xiàn)代技術(shù)，提高設(shè)備的智能化水平，以提高自動(dòng)化控制效率。④加強(qiáng)示范和宣傳，轉(zhuǎn)變種植者觀念，通過(guò)宣傳和示范，使生產(chǎn)者真正認(rèn)識(shí)到工廠化育苗技術(shù)較傳統(tǒng)栽植技術(shù)具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。

作者：廖思紅單位：武漢沃田生態(tài)科技有限公司