[发明专利]利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗组织培养快繁

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用间歇浸没式生物反应器进行甘蔗(新台糖22、新台糖 16、Badila)组织培养快繁获得健康甘蔗种苗的方法。

背景技术

甘蔗(Saccharum officenarum L.)属单子叶植物纲(Liliopsida)，颖 花目(Gluimflorae)，禾本科(Gramineae)甘蔗属(Saccharum)。甘蔗是禾 本科蜀亚族群甘蔗亚族中10属之一。它与蔗茅属、芒属、硬穗属和河八王五属 组成亲缘较近的与甘蔗育种关系较大的甘蔗属复合体。其主要有热带种、印度 种、中国种、细茎野生种、大茎野生种五种，前三种为栽培品种，后两种为野 生种。

甘蔗的植株由根、茎、叶、花和果实(种子)构成，花和种子在甘蔗品种 改良上有意义，在甘蔗生产中绝大多数甘蔗品种通常不易开花，同时甘蔗生产 中也不要甘蔗开花。蔗茎是制糖原料，由若干个节和节间组成。蔗茎的节和节 间的多少因品种和植期不同而异。

甘蔗原产于热带、亚热带地区，并在这些地区广泛种植。世界甘蔗种植面 积最大的国家是巴西，其次是印度，我国排名第3位。甘蔗为喜温、喜光作物， 对土壤的适应性比较广泛，以粘壤土、红壤土、砂壤土较好。土壤pH值在4.5～ 8.0，甘蔗都能生长，但以土壤pH值6.5～7.5为适宜。

甘蔗在我国农业经济中占有重要地位，其产量和产值仅次于粮食、油料和 棉花，居第4位。蔗还是一种高产的生物能源作物，甘蔗是高光效碳四作物， 生物产量高，含糖11％～17％，不但可供制糖，还可直接生产酒精，与汽油混合 配制成一种混合的汽油燃料。特别是像巴西等盛产甘蔗而石油短缺的国家采用 发酵酒精作为新能源之一，是一种取之不尽的生物能源，应用于汽车燃料不会 产生污染，被称为绿色汽油。可以预见，随着科学技术的不断发展，作为重要 能源意义作物之一的甘蔗具有很大的发展潜力。

甘蔗是我国主要的糖料作物，面积占我国常年糖料面积的85％以上(李奇 伟编.现代甘蔗改良技术.广州：华南理工大学出版社，2001)，产糖量占食糖 总产量的90％以上，甘蔗产业已成为主产区经济发展的重要支柱和农民增收的 主要来源。我国与印度、新几内亚是世界三大甘蔗起源中心。我国已有3000 多年的甘蔗生产记录(李杨瑞.正在崛起的中国甘蔗糖业[J].广西农业科学， 2005，36(1)：79-81)。位于南亚热带季风气候区的广西壮族自治区，光照充足， 雨水丰沛，适宜甘蔗生长。2008年广西食糖产量941万吨，占全国甘蔗糖产量的 68.6％，食糖总产量的63.4％，是名副其实的“中国糖都”。

传统的甘蔗繁育方法是利用甘蔗茎段上的腋芽进行繁殖，然而和其他所有 无性繁殖的作物如马铃薯、甘薯、香蕉、葡萄、草莓一样，多年连续种植后极易 出现品种退化。而且由于生产管理技术等人为原因，常常造成蔗区甘蔗病害大面 积流行，导致甘蔗产量及品质严重下降。

甘蔗是最早体现细胞全能性的作物之一。1969年，Heing.DJ等人已从甘蔗 愈伤组织中再生出植株。甘蔗迅速大量繁殖试管苗，可通过两种方式。一种是 诱导嫩叶外植体产生愈伤组织，由愈伤组织分化植株；另一种是培养茎顶生长 点附近的芽(顶芽、腋芽)，使之大量分蘖繁殖。繁殖一定数量后，诱导芽长出 根，形成完整植株。目前，以幼嫩茎尖组织作为外植体的茎尖离体培养技术结合 热处理，获得健康脱毒的甘蔗种苗，并用于生产，可使甘蔗增产20％～40％、蔗糖含 量增加0.5％以上(绝对值)(游建华，何为中，曾慧等.谈脱毒健康种苗在广西甘蔗 生产的应用及效益展望.甘蔗糖业，2001，(1)：13～17).但该方法仍存在一 些不足，具体表现为：

1、增值率低，由于传统的组培技术繁殖系数比较低，一般为2.0～4.0每代， 而繁殖大量的组培苗需要较高代数的增殖，一般为10～12代左右，但是随着继 代数的增高同时组培苗的变异率也在增加，而组培苗的质量和抗性则降低，但 生产中不提高继代数就不能获得足够的经济利益，所以为了追求经济利益，工 厂化生产甘蔗组培苗就有一些因为继代过多而造成的劣质苗投放市场。

2、自动化水平低，劳动密集，由于传统甘蔗组培生产过程中需要较高代数 的增殖，一般20天左右就要转接一次，需要大量的人工转接继代，从而增加劳 动成本，造成生产成本的增加，而且传统的方法需要大量的组培瓶，不仅占用 大量的空间摆放，而且在使用操作的过程中的需要大量的手工操作。