草莓组织培养脱毒快繁与应用技术研究.docx
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草莓组织培养脱毒快繁与应用技术研究
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草莓组织培养脱毒快繁与应用技术研究
项
目
总
结
报
告
主持完成单位:
商丘市农林科学研究所
二0一0年十二月
2
一、项目来源……………………………………………………………………1二、项目实施的意义和依据………………………………………………………1
(一)品种来源………………………………………………………………………………1
1、丰香—草莓…………………………………………………………………12、特征特性……………………………………………………………………13、脱毒丰香草莓………………………………………………………………2
(二)项目实施的目的…………………………………………………………31、总体目标……………………………………………………………………3
2、研究组织培养脱毒快繁,加速示范推广,促进农村经济发展…………3
(三)项目实施的意义…………………………………………………………3
1、提高果品产量和质量,增强市场竞争能力……………………………42、生产无公害果品,促农民致富…………………………………………43、发挥增产增收效益潜力,促进产业结构调整…………………………4
(四)项目实施依据………………………………………………………………4
1、研究与实施的理论依据…………………………………………………42、“丰香草莓”组织培养技术路线…………………………………………53、草莓组织培养的优点……………………………………………………5三、丰香-草莓的组织培养技术研究……………………………………………6
(一)草莓-“丰香”脱毒技术研究……………………………………………6
1、研究目的…………………………………………………………………62、供试材料…………………………………………………………………63、组织培养环境条件……………………………………………………64、材料的选择与处理……………………………………………………65、生长点的剥取……………………………………………………………76、诱导方法…………………………………………………………………77、病毒的检测……………………………………………………………88、无病毒原种的保存和繁殖………………………………………………8
(二)“草莓-丰香”脱毒与快繁培养基筛选研究………………………………81、研究目的…………………………………………………………………8
2、试验材料…………………………………………………………………83、试验方法…………………………………………………………………94、验结果分析………………………………………………………………95、结论与讨论………………………………………………………………13(三)组培草莓驯苗基质的研究…………………………………………………14
1、材料与方法………………………………………………………………142、试验结果分析……………………………………………………………153、综合评述…………………………………………………………………164、结论………………………………………………………………………17(四)抗菌素减少组培草莓苗污染的研究………………………………………17
3
1、污染来源与防治措施…………………………………………………172、草莓组织培养过程中造成污染的原因……………………………173、试验方法…………………………………………………………………204、结果分析…………………………………………………………………21(五)草莓高产栽培试验研究……………………………………………………211、温棚种植试验目的………………………………………………………212、参试品种…………………………………………………………………213、试验时间与地点…………………………………………………………214、试验概况及田间管理……………………………………………………215、试验结果与分析…………………………………………………………236、综合评定…………………………………………………………………257、结论………………………………………………………………………25四、脱毒草莓高产技术规程与规范……………………………………………26
(一)组织培养基本设施技术规程……………………………………………26
1、实验室建立………………………………………………………………262、仪器与器材配备………………………………………………………26
3、化学药品、试剂购置…………………………………………………284、其他物品的配制………………………………………………………28
(二)草莓组织培养技术操作规程与规范……………………………………28
1、培养条件…………………………………………………………………282、培养基配制……………………………………………………………293、无菌材料的获得………………………………………………………314、接种………………………………………………………………………315、室内组织培养…………………………………………………………326、瓶苗驯化与移栽…………………………………………………………33(三)脱毒草莓栽培技术规程与规范…………………………………………34
1、组织培养瓶苗的栽培技术规程…………………………………………342、脱毒丰香草莓苗圃繁殖栽培技术规程………………………………353、脱毒“丰香-草莓”的特征特性与栽培技术规程……………………364、脱毒草莓大棚无公害高产栽培技术规程………………………………39
5、脱毒草莓“丰香”大田高产栽培技术规程……………………………42
五、脱毒草莓无公害高产技术的推广应用……………………………………44
(一)发展脱毒丰香草莓的意义………………………………………………44
1、发挥品种优势,保持种质资源………………………………………442、生产绿色果品,提高农民就业率……………………………………443、促进农民增收农业增效,利国利民…………………………………44
(二)推广方法与措施…………………………………………………………44
1、建立组织,联合攻关……………………………………………………442、建立基地,示范带动……………………………………………………453、宣传培训,普及推广……………………………………………………45(三)组培红香椿一号示范推广概况…………………………………………46
1、推广应用情况…………………………………………………………462、示范种植情况……………………………………………………………46六、科学技术创新………………………………………………………………48
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(一)、脱毒、快繁技术体系研究的创新……………………………………48
1、组织培养条件……………………………………………………………48
2、选材与处理……………………………………………………………483、接种与诱导培养………………………………………………………494、检测与继代增值培养…………………………………………………495、生根培养………………………………………………………………496、炼苗与移栽……………………………………………………………49
(二)、运用抗菌素降低污染研究的创新………………………………………50(三)、扦插基质的研究创新……………………………………………………51(四)、脱毒草莓高产机制研究创新……………………………………………52(五)、栽培技术体系研究创新………………………………………………53(六)、品种示范、推广体系研究创新………………………………………54七、经济效益和社会效益分析…………………………………………………56
(一)经济效益分析………………………………………………………56
1、脱毒草莓温棚…………………………………………………………562、脱毒草莓大田…………………………………………………………573、脱毒草莓每亩新增效益………………………………………………57
(二)社会效益……………………………………………………………58
1、生态效益…………………………………………………………………582、社会效益…………………………………………………………………58八、脱毒草莓的推广前景………………………………………………………60
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草莓组织培养脱毒快繁与应用技术研究
一、项目来源
“草莓脱毒快繁与应用技术研究”是2004—2008年商丘市农林科学研究所自选项目,2007年申报商丘市科技攻关计划项目,项目编号为NO:
2008。
由商丘市农林科学研究所、商丘市农业局技术推广站等单位协作联合实施,建立了科技攻关协作组(项目组),下设两个课题组,一是技术开发研究执行组,负责科研攻关,制定了丰香草莓脱毒快繁技术与操作规程;二是技术推广应用执行组,负责无公害草莓的推广应用。
经过几年的实施,完成了项目计划任务。
最近两年着力进行了脱毒草莓无公害高产栽培技术的推广。
本项目的研究以商丘市梁园区双八镇代庄草莓基地为基础,以商丘市农科所组培室为依托,并联合有关部门和单位,进行联合攻关,实施产业化生产,初步形成了当地的特色产业。
二、项目实施的意义和依据
(一)品种来源
1.丰香-草莓
丰香-草莓原产于日本,由绯美×纯香杂交选育而成。
1985年引进我国。
目前在我国种植面积很广,已成为我国设施主栽品种之一。
“丰香-草莓”它味美色艳,品质优、营养用价值高,食用口感好。
特别是通过现代科学技术进行植物脱毒培养后,它生长整齐一致,汁多,香味浓郁纯正,味甜可口,为餐桌上的美味佳肴。
再加上配套的栽培技术,深受果农欢迎。
鲜果及加工制品畅销国内外,草莓已成为农户致富的短、平、快作物,尤其是反季节栽培,提早上市1-2个月,产量在3000㎏/667㎡左右。
对丰富城乡人民的菜篮子,改善人民的膳食结构,促进农村经济发展,引导农民奔小康具有重大意义。
2、特征特性
草莓是多年生草本果树,植株矮小。
植株高25-35㎝通过匍匐茎进行繁殖再生,化和果实着生在新茎顶芽所萌生的花茎上。
2.1产量与品质脱毒“丰香-草莓”果肉细,白色,髓心实,果汁多,酸甜适中,香味浓。
果实含可溶性固形物9-11%,总糖量8.7%,总酸0.89%,每100ɡ果肉含维生素C68.8㎎,果皮韧性强,最大果重55ɡ,平均果重16ɡ,耐储运。
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花芽分化早,温室栽培中能连续发生花序,采收期长达3个月。
冷温需求量50-70冷温单位,为早熟品种,适合温室大棚等保护地栽培种植,也可以露地种植。
平均单株产量136.5ɡ,商品果率77.5%。
脱毒快繁后,冬季温室栽培产量比对照增产35.5%。
比一般产量提高47.%左右,产值提高15%以上。
2.2性状与特点“丰香-草莓”,该品种生长势强,株态较开展。
叶大、圆形、叶绿色。
花为两性花,每株有花序3个,每序9-10朵花,低于或平于叶面。
果实圆锥形,美观,果面平整无棱,鲜红色,有光泽。
作为草本植物的草莓,既是一种蔬菜,又是一种水果,果实汁多味香、行美色艳、酸甜可口。
它营养丰富,含有多种维生素和17种氨基酸,维生素C的含量比柑橘高3倍,同时还含有磷、钙、镁、铁、锌等矿物质,属于高档营养水果。
2.3生育期草莓-丰香开花期4月上旬,果实成熟始期5月上旬,摘收末期6月初,匍匐茎发生期4月初。
3、脱毒丰香草莓
3.1特征特性
长势强,植株高(比丰香高25%以上),抽生匍匍茎能力强(可同时抽生4-5个),叶片比丰香小厚.与丰香不同的是,属多级花序品种,属多级花序品种,可连续结果6-7个月,无间歇性结果。
温室栽植产量达4000kg/667㎡以上,比原丰香增产30%-50%,甚至更高。
一级花序的果平均重4Og,最大果重110g。
果实成熟比丰香早5-10d特抗白粉病,与丰香隔一栽一,丰香感病,而该品种不感病。
果实品质同于丰香果实刷贮运性能超过现有的日本品种。
脱毒丰香草莓露地栽培的亩产值为0.5-1.5万元不等,而大棚草莓效益较好,亩产值高达1.0-2.3万元。
3.2注意事项
3.2.1脱毒后的丰香草莓苗,在生产可连续种植
2-3年增产幅度大,但随着种植时间的延长,病毒积累而影响产量。
3.2.2脱毒后的草莓苗不要与其他品种混合种植要设置保护区,严防病毒的传回,无保护措施的要及时防治蚜虫2-3次。
3.2.3无病毒原种可利用隔离法进行保存。
无病毒原种的繁殖,要建立一套严格的良种繁育制度,生产场所做好土壤消毒和防昆虫工作,保持无病毒原种材料质量。
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(二)项目实施的目的
1、总体目标
项目实施的总体目标是:
对丰香草莓进行脱毒快繁技术研究,并快速推广应用,提高草莓的高产性能,发挥草莓的增产潜力,让农民取得更大的经济效益,有效地推动草莓种植业在我区的迅速发展,在一定程度上解决农村富余劳动力就业问题。
2、研究组织培养脱毒快繁,加速示范推广,促进农村经济发展
草莓是果、菜兼用,酸甜可口,果质佳,营养和保健价值高,植株矮小,生长周期短、适应性强、栽培管理易、产量高、见效快和经济价值高等特点。
草莓既可大规模集约化生产,也可小面积庭院栽培,还可与其他作物间作、套种和轮作,是较佳的物种,增加复种指数以及改良土壤结构,其他作物无法比拟。
为加快草莓的迅速发展,我们研究出一套完备的无性快速繁殖技术体系,为生产提供优质种苗及配套新技术。
在快繁之前,我们首先对草莓快繁所需培养基进行认真筛选,选出适于丰香草莓生根、长叶的最佳培养基及配套技术,快速繁殖出粗壮幼苗,然后加以示范推广,以最快的速度投入市场。
首先是筛选出适宜丰香草莓无性繁殖的最佳培养基,即基本培养基、有机物、无机物和微量元素的配置比例,以及植物生长调节剂含量的多少以及所需的浓度等。
其次,是探索出丰香草莓在无性繁殖过程中所需要的最佳外界环境条件如光照、温度等。
最后,通过建立完善的技术推广体系迅速扩大新技术的应用面积,增加农民收入,促进农村经济发展。
(三)项目实施的意义
作为多年生草本的草莓,过去常规的栽培方法是,①用分枝进行繁殖,育苗率较低,发展迟缓。
②以种子繁育幼苗。
利用种子繁殖,后代出现严重的分离现象,其外部形状﹑品质﹑营养含量以及生长速度等都存在着不一致性。
草莓在我国的种植面积居世界之首。
但产量和总体生产水平与发达国家相比还存在着一定差距,表现为:
①无病毒苗繁殖体系建立不完善,农民自繁自育,反复留种,致使种苗退化,病害滋生蔓延。
②生产和流通渠道缺乏组织管理,产业化水平低,新技术、新品种推广应用慢,保鲜滞后,商品果率低。
③品种杂乱,盲目引种,给农户造成损失,草莓研究和育种工作跟不上生产发展。
④平均产量不高,农药
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残留超标,栽培方式落后,缺乏配套设施,草莓深加工发展慢。
总之我国与发达国家的差距是反映在产量和品质上。
要改变这种遗传现状,只有采用无性植物营养体进行组织培养脱毒与快速繁殖,才能保持原品种全部的遗传性状,实现该品种种质的一致性。
所以,对“丰香”采取组织培养脱毒与快繁新技术,是解决生产和市场对其大量需求的一个有效途径。
同时,也是生态农业的必经之路。
1、提高果品产量和质量,增强市场竞争能力
随着经济社会的发展,人们的饮食结构由温饱型向营养型、保健型过渡,由数量型向质量型转变,对果、蔬质量安全的需求日益提高。
果蔬质量安全越来越受到全社会的高度重视,目前已成为政府重视、社会关注和全球瞩目的热点,大力发展无公害果品,既是广大消费者的翘首期盼,更是经济社会发展的必然要求。
2、生产无公害果品,促农民致富
随着社会的发展和人民生活水平的提高,食品营养价值越来越被人民所重视,特别是无公害食品和绿色食品,越来越受人们的青睐。
作为草本植物的草莓既是一种蔬菜,又是一种优质水果。
作为蔬菜,细嫩肉厚,新鲜可口,已成为大众餐桌上的美味佳肴。
作为优质水果,它品质优良,营养价值高,口感好,香味浓郁纯正,需求量越来越多,它可用于庭院及田间种植,不仅生长速度快,而且品质好。
所以,采用组织培养快繁技术,开展草莓的产业化生产,依据其生理特征特性,进行反季节栽培,进行反季节(冬季)无公害栽培种植,不但提高草莓的高产性能,发挥草莓的增产潜力,产生较大的的经济效益,而且,填补了冬季无鲜果的空白,此时正是病虫害发生最少之时,省工省时,降低成本,同上也提高了农民的就业率,增添了致富路。
3、发挥增产增收效益潜力,促进产业结构调整
开展草莓的组培脱毒快繁技术研究,进一步推广应用,发挥其增产潜力及增收效益。
也适应我国实施农业和农村经济结构战略性调整,提高果蔬产品国内外市场竞争力必须着力解决的关键问题。
对促进了我区产业结构的调整、优化、及产品的更新换代,对农业的发展具有很大作用。
(四)项目实施依据
1、研究与实施的理论依据
该项目是以草莓的组织培养、脱毒、快繁与应用为主题内容,进行的一种科学
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技术性研究。
其理论依据:
是利用植物体细胞及组织的全能性。
植物体的每个活细胞具有遗传上的全能性,都具有发育为完整植株的潜能,叫做植物细胞全能性。
其原理是生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
是指利用植物的任何器官、组织或细胞,在人预知(有一定的营养物质、激素、和其他)的控制条件下,放在含有植物营养物质和生长调节物质等组成的培养基(含营养物质和植物生长调节剂琼脂,灭菌凝固)中,使其生长、分化,形成一个完整植株的过程。
它不受植物体其他部分干扰的情况下,研究被培养部分的生长和分化规律。
利用茎尖脱去植物自身的病毒。
病毒是一种纯寄生的无胞型微生物,它寄生在动植物体内引发病害。
茎尖组织是细胞分裂活动的中心,根据病毒在植物体内分布不均匀的理论,植物茎尖分生组织(生长点)一般不带病毒的,所以通常采用0.1毫米左右的茎尖分生组织(带1-2个叶原基)进行培养,即可得到无病毒苗。
无病毒苗具有生长旺盛一致,在同样外界条件下长势好、产量高、品质优等优点。
2、“丰香草莓”组织培养技术路线
通过大量试验研究,筛选出“丰香草莓”组织培养与快繁技术路线:
取材→杀菌消毒→外植体接种→分化培养→病毒检测→继代与增殖培养→生根培养→炼苗与移栽→苗圃育苗→大田生产→进入市场。
3、草莓组织培养与脱毒的优点
3.1草莓组织培养优点
草莓的组织培养是在预知的控制条件下,放在含有植物营养物质和生长调节物质的培养基中,使其生长、分化,形成完整植株的过程培养。
其优点:
其一是人为的控制生长条件,不受自然条件的影响;其二是是不受草莓体其他部分干扰的情况下,研究被培养的茎尖、茎段生长和分化规律。
其三是取材量小,培养材料经济;其四是生长周期短,繁殖系数大;其五是管理方便,可采用自动化生产;其六是脱去病毒,实现快速繁殖,保持种质资源;其七是产量高,品质好,耐储运。
为草莓的进一步研究提供了科技支撑。
3.2脱毒草莓的优点
脱毒的优点:
增产效果明显20%-50%,长势旺盛,结果增多,单果重增加,着果力增强,商品果率提高15%-20%品质好,含糖量高,耐储运,经济效益可观,
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按平均增产幅度20%,亩增收鲜果600-800斤,每亩增收3500-5500元。
丰香草莓的生长特征特性统计表
株高匍匐茎叶柄产量果实数含糖量单果重
(cm)(个)(cm)(g)(个)(%)(g)
无病毒31.206.122.63541787.828.9带病毒23.323.618.22011367.019.3
三、丰香-草莓的组织培养技术研究
(一)草莓-“丰香”脱毒技术研究
1、研究目的
依照植物体细胞及组织的全能性为论依据。
采用草莓茎尖剥离方法,以草莓生长、发育所需要的营养物质、生长调节物质以及环境条件等,通过室内培养基获得无毒苗,加速繁殖应用与生产。
2、供试材料
供试材料为草莓-丰香。
该品种早熟、高产、耐寒性强。
果实圆锥形,红色有光泽,果肉细嫩白色髓心实,果汁多,香味浓郁,酸甜适中,口感好,果实含可溶性固形物9-11%,糖8.7%,总酸0.89%,每100g果肉含VC68.8mg。
果皮韧性强,耐储运。
来源于我单位试验苗圃田中,采集时苗龄40d左右,展开叶3-5片,带生长点的茎尖部。
3、组织培养环境条件
基本培养基为MS;即①诱导与分化培养基MS+6-BA0.5-1.0mg/L
+2-4D0.05-0.2mg/L+GA30.5-1.5mg/L+椰汁200mg/L;②继代与增殖培养基MS+6-BA1.5-2.5mg/L+IBA0.5-1.0mg/L+GA31.0-1.5mg/L;③生根培养基1/2MS+6-BA0.1-0.5mg/L+IAA0.5-1.0mg/L或1/2MS(15-20g/L蔗糖)附加30g/L蔗糖,6g/L琼脂,PH5.6-5.8。
分装于三角瓶中,封口后,高压121℃灭菌20分钟。
,待用。
培养温度﹙24±2﹚℃,湿度65%-70%,光照强度1800-2200LX,光照时间12-14h/d。
4、材料的选择与处理
选择正在生长中的健壮,无病虫,具有本品种特征特性的草莓-丰香植株,
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剪取带有茎尖的茎段,1.5-2㎝去掉可见叶,在流动的自来水中冲洗20-30mis,粘干水分。
在无菌室内的超净工作台上,用75%酒精处理20S,0.1%升汞和1-2滴土温灭菌8-12min后,用无菌水冲洗5-7次,待用。
5、生长点的剥取
把灭菌好的外植体,在无菌室内的超净工作台上,借用80-100倍解剖镜下剥离茎尖0.1-0.3㎜,带1-2个叶原基,快速接种到诱导和分化培养基
(1)中封口,同时做好标记(品种、接种时间、接种次数,直接种株号),以便观察与记载。
迅速转到培养室内进行培养。
6、培养方法
6.1诱芽与化培养
茎尖分生组织的培养用小三角瓶或试管较好。
接种到诱导培养基中的生长点,在无菌培养过程中,长出绿芽后转移到生芽培养基②MS+6-BA1.5-2.5mg/L+IBA0.5-1.0mg/L+GA31.0-1.5mg/L中继续培养,生长点经30-40d后有芽萌动,50-60d即可分化出丛生芽,待芽长至3-5cm高,这时可将丛生芽分块或单芽转入培养基②中进行增殖培养。
茎尖培养是脱除草莓病毒的技术关键,茎尖越小对培养基的要求越高,成功率越低。
在剥取生长点时随着生长点的加大,即叶原基的增多成活率增高,而脱毒率下降,反之则脱毒率提高,如表1所示。
表1不同叶原基对茎尖培养成苗率的影响单位﹙个﹚
茎尖长度﹙㎜﹚叶原基数接种茎尖数成苗率﹙%﹚脱毒率(%)
0.11140161000.2524067920.3134071860.4634086510.664401000.66440100
6.2继代与增值培养
当草莓瓶苗展开叶3-5片,苗高2-3㎝,将剪成带有0.5-1.0
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