[发明专利]一种马铃薯试管薯生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于植物组织培养脱毒育种技术、营养缓释添加剂的制备和LED灯在植物组织培养中的应用。本发明与马铃薯试管薯快速繁殖有关。 

背景技术

采用植物组织培养工厂化生产进行马铃薯育种是国内国际应用的先进技术。现有培养技术分成两大部分：即指组织培养和试管薯诱导出薯两部分。这两部分可以直接一步进行，也可以分步诱导进行，先培养母苗，然后再加入诱导培养基诱导结薯。这两种方法各有优缺点，直接诱导有利于工厂化生产，减少中间环节，减少生长时间，减少污染，但是直接诱导的培养基到后期养分不足，会引起试管薯质量不高。如，“马铃薯茎尖脱毒育种方法及双层培养基”（专利申请号：201110299572.0）；“一种高效生产马铃薯试管薯的方法及其培养盒”（专利号：ZL 02131125.0）。分步诱导，费工费时，易污染，但是分布诱导比直接诱导结薯效果好（吕长文等，西南农业大学学报（自然科学版），2004，第26卷，第1期；武佩祥等，黑龙江农业科学，2012，第6期）。另外，研究表明，液体培养的诱导效应显著好于固液双层培养和固体培养（杨宏羽等，甘肃农业大学学报，2008，第43卷，第2期）。本发明结合了直接诱导和分步诱导的优势，使用液体培养，即直接诱导培养，简化了生产工序，同时使用了营养缓释添加剂，解决了试管薯后期营养不足，造成试管薯个数不多，单薯质量不高等问题。 

所述的营养缓释添加剂成分包括活性炭、腐植酸、凹凸棒粉和MS培养基成分。活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂、或催化剂载体。活性炭在农业上的应用，如，陈廷伟等研究了一种生物菌肥的制造方法（专利号：93119725.2），利用工业废气的活性炭对肥料进行脱臭并起到一定的肥料缓释效果。马海增在“一种有机复合肥”（专利号：97104427.9）的专利中，在有机复合肥中加入了活性炭作为除臭剂，并指出活性炭吸附的氨气可以再次释放利用。活性炭吸附蔗糖是一种化学吸附过程，蔗糖是以单分子铺展的形式被吸附于活性炭的表面（周延秀等，分析化学研究简报，1996，第24卷，第12期）。 

腐植酸分子上一些官能团的H⁺可以被Na⁺、K⁺、NH₄⁺等金属离子置换出来，具有较高的离子交换容量。另外，腐植酸含有大量的官能团，可以与一些金属离子形成络合物。还有，腐植酸可以刺激植物生长代谢、改善子实质量和增强植物抗逆能力。鉴于以上性质，腐植酸可用于制作缓释肥，如，“一种活性腐植酸缓释肥料的制作方法”（专利申请号：201010609758.7）。 

凹凸棒土为一种晶体水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征。凹凸棒土具有阳离子交换性是较为理想的吸附剂可取代活性炭。凹凸棒土在农业上的应用，可用于制作复合肥，如，“定植养分的复合肥料及其制备方法”（专利申请号：200710025701.0）。 

本发明利用了活性炭、腐植酸和凹凸棒土对MS各营养成分的综合吸附缓释作用，解决了试管薯后期营养不足的问题，提高了试管薯工厂化生产的产量和质量。 

植物组织培养光源传统上是用荧光灯以及高压钠灯等，均存在使用寿命短、发热量大以及发光效率不高等缺点，并且植物对这类光源的利用率低。近年来随着光电技术的发展，发光二极管（Light-Emitting Diode, LED）的发光效率大幅提升，LED光源具有体积小、寿命长、使用直流电、低发热量等优点。另外，LED的光源系统还可以对光质进行调控，植物光合作用所吸收的光能约占生理辐射光能的60%左右，其中主要是波长为610~720nm的红橙光和波长为400~510nm的蓝紫光，因此，将LED灯红蓝光配比适当能显著提高植物对光源的利用率，有效降低能耗成本魏灵玲等，农业工程科学，2007，第23卷，第11期）。（且红光下试管苗生长旺盛，蓝光下促进结薯，结束数普遍增加（常宏等，应用生态学报，2009，第20卷，第8期）。所以，红蓝光配比LED灯是人工光植物工厂的一种高效替代光源。本发明使用了红蓝光LED灯作为光源，并且根据试管薯整个生长周期的特点，调节红蓝光的配比，前期壮苗期红蓝光比为6:4，后期结薯期红蓝光比为4:6，有效提高了试管薯的结薯率和有效薯率。 

发明内容

本发明的目的是建立一种新的、简化的、高效的马铃薯试管薯生产工艺，加快马铃薯试管薯繁殖，缩短生产周期，提高生产效率，降低生产成本。