一種甘蔗健康種子研制的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種甘蔗健康種子研制的技術(shù)方法，該技術(shù)核心為：利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗組培快繁所得的甘蔗健康種苗獲得一代甘蔗健康種莖；一代甘蔗健康種莖的單芽包衣處理。健康種子單芽直徑為1cm左右，長度為2-3cm。本發(fā)明用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖結(jié)果顯示，一代增殖率可以達(dá)到40倍以上；利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，生根率達(dá)到95%以上，移栽成活率達(dá)到90%以上。在種植方式上采用機(jī)械播種，與傳統(tǒng)種植每公頃12-20噸下種量相比，甘蔗“健康種子”每公頃下種量為1-2噸。降低人工成本，容易被蔗農(nóng)所接受，從而有利于推進(jìn)甘蔗健康種苗的推廣，開辟甘蔗健康種苗推廣應(yīng)用的新局面。
【專利說明】一種甘蔗健康種子研制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種植物的繁殖、栽培方法，尤其是一種甘蔗健康種子研制的技術(shù)方法，建立相應(yīng)的生產(chǎn)研制技術(shù)和配套栽培技術(shù)體系，屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]甘蔗健康種苗是指通過生物技術(shù)手段而獲得的不攜帶病毒的甘蔗種苗，其技術(shù)體系主要包括病原菌的去除、組織培養(yǎng)快繁、病原檢測、田間擴(kuò)繁和配套栽培等5個(gè)環(huán)節(jié)。甘蔗健康種苗的應(yīng)用是一項(xiàng)實(shí)用有效的生物技術(shù)，是世界上各個(gè)甘蔗種植國家都在進(jìn)行研究和利用的技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)從20世紀(jì)70年底開始研究以來，現(xiàn)在已經(jīng)逐步成熟，并開始走向商業(yè)化的生產(chǎn)與應(yīng)用。
[0003]甘蔗健康種苗生產(chǎn)最常用的方法是熱處理結(jié)合莖尖離體培養(yǎng)，也是目前甘蔗組織培養(yǎng)最有效和最實(shí)用的方法。長期的研究表明，以莖尖脫毒結(jié)合熱處理是甘蔗健康種苗技術(shù)是甘蔗病害防控的重要手段之一。但隨著植物組織培養(yǎng)技術(shù)不斷的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)組培技術(shù)自身的弱點(diǎn)也不斷地顯露出來，如勞動(dòng)密集、培養(yǎng)瓶中氣體交換受阻、機(jī)械化自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)成本高等，因此，節(jié)約生產(chǎn)投入、降低勞動(dòng)成本、提高繁殖系數(shù)和提高組培苗質(zhì)量成為目前植物組培技術(shù)發(fā)展的重要方向。
[0004]TIBs (間歇浸沒式生物反應(yīng)器)是一套集植物組織培養(yǎng)和植物次生代謝物質(zhì)研究為一體的設(shè)備，其原理是利用液體培養(yǎng)基以經(jīng)過過濾的空氣壓力為動(dòng)力對植物組培苗進(jìn)行間歇式的培養(yǎng)，與傳統(tǒng)組培方式相比它可以為植物在液體培養(yǎng)的過程中提供一個(gè)良好的環(huán)境，可以很好地進(jìn)行培養(yǎng)器中的氣體交換，培養(yǎng)基的循環(huán)可以很有效地防止?fàn)I養(yǎng)沉積和有害物質(zhì)的積累，從而更有效地利用培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分。所以利用大規(guī)模的生物反應(yīng)器進(jìn)行
甘蔗組培的研究應(yīng)用，可以進(jìn)一步促進(jìn)甘蔗組培健康種苗的商業(yè)化生產(chǎn)，提高甘蔗生產(chǎn)效
Mo
[0005]健康種苗從室內(nèi)組培苗到大田種植需要經(jīng)過一級苗圃、二級苗圃、一級種莖和二級種莖的種植管理階段，經(jīng)過這些階段的培養(yǎng)之后才能恢復(fù)自身的種性，而不是直接將健康種苗種植于大田。在推廣應(yīng)用的過程中，由于一級種莖種性恢復(fù)不完全，分蘗數(shù)量較多，種莖較細(xì)，無形當(dāng)中增加了農(nóng)民接受健康種苗的難度，從而加大了健康種苗推廣的難度。其次，由于健康種苗需要幾個(gè)種植管理階段，而農(nóng)民的種植管理水平有限，也是阻礙健康種苗推廣的另一個(gè)難題。如何充分的發(fā)揮健康種苗的優(yōu)勢，提高蔗農(nóng)對甘蔗健康種苗認(rèn)可度是甘蔗健康種苗發(fā)展中急需解決的問題。
[0006]甘蔗“健康種子”是利用進(jìn)行包衣處理后的甘蔗健康種苗一代種莖單芽進(jìn)行甘蔗種植的新技術(shù)，是甘蔗健康種苗技術(shù)的最新發(fā)展。目前關(guān)于甘蔗“健康種子”技術(shù)的研究只有巴西的Syngenta公司有宣傳報(bào)道，而關(guān)于甘蔗“健康種子”技術(shù)內(nèi)容方面的報(bào)道幾乎沒有。本發(fā)明研究小組及本項(xiàng)目組成員在參加2011年由廣西科技廳組織的代表團(tuán)訪問巴西時(shí)對該項(xiàng)技術(shù)有了初步了解，回國后開始進(jìn)行甘蔗健康種苗一級種莖單芽莖發(fā)芽試驗(yàn)方面的研究，并取得了一定的進(jìn)展。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是一種甘蔗健康種子研制的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)主要包括:利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗組培快繁所得的甘蔗健康種苗獲得一代甘蔗健康種莖；一代甘蔗健康種莖的單芽包衣處理技術(shù)。
[0008]本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案為:
(1)甘蔗健康種苗的生產(chǎn)
利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器快繁技術(shù)結(jié)合袋裝生根技術(shù)進(jìn)行甘蔗健康種苗生產(chǎn)，該技術(shù)體系主要操作步驟包括:
利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖快繁，將繼代3次的甘蔗脫毒健康種苗接種至培養(yǎng)基配方為MS + 6-BA 1.0 mg/L + GA 0.5 mg/L +白砂糖30 g/L間歇浸沒式生物反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行增殖培養(yǎng)，連續(xù)培養(yǎng)40天；
利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，每袋培養(yǎng)基量為30 ml，培養(yǎng)基配方為MS + NAA 5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L +白砂糖50 g/L，培養(yǎng)天數(shù)為30天；· (2)一代甘蔗健康種莖的栽培管理:
(2.1)栽培方式:利用假植40天后的甘蔗脫毒組培苗，移栽至營養(yǎng)缽中進(jìn)行單株栽培管理，一般待移栽后4個(gè)月單株有10個(gè)節(jié)間左右進(jìn)行砍收；
(2.2)栽培管理:假植苗移栽后，澆透水并蓋白色塑料薄膜，7天后打開薄膜；揭開薄膜后每10天噴施一次MS大量元素稀釋40倍的營養(yǎng)液一次；營養(yǎng)缽定苗后施肥量需要加大用肥量，用N: P205: K20為15%:15%:15%復(fù)合肥2%的濃度噴施，同時(shí)還要注意水分的管理；移栽分蘗結(jié)束后進(jìn)行定苗處理，每個(gè)營養(yǎng)缽留兩株苗；移栽兩個(gè)月后單株開始拔節(jié)初期噴施20 mg/kg赤霉素溶液一次進(jìn)行節(jié)間的拉長；
(2.3)病蟲害防治:假植苗移栽后，一般每5天左右用30%多菌靈稀釋500倍溶液進(jìn)行殺菌處理；從移栽時(shí)起，每半個(gè)月噴30%度銳懸浮劑一次進(jìn)行螟蟲防治；
(3)一代甘蔗健康種莖單芽包衣處理:
(3.1)單芽莖段的規(guī)格:一級種莖單芽莖段的直徑控制在Icm左右，長度在2-3cm左
右；
(3.2)單芽種衣劑的種類:單芽種莖的種衣劑選用先正達(dá)公司生產(chǎn)的敵委丹懸浮種衣齊IJ，將3%敵委丹懸浮種衣劑5毫升，加1-1.5 L水在容器中稀釋，拌入20公斤單芽種莖，充分混勻后，在通風(fēng)陰涼處晾干；
(3.3)甘蔗健康種子的保存:健康種子包衣處理后在陰涼通風(fēng)處一般可以保存8-10
天O
[0009]本發(fā)明的積極效果:
利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖結(jié)果顯示，一代增殖率可以達(dá)到40倍以上；利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，生根率達(dá)到95%以上，移栽成活率達(dá)到90%以上。
[0010]傳統(tǒng)的種植方式為每50 cm 一個(gè)雙芽段，在有灌溉的條件下的出芽率為50%，甘蔗“健康種子”利用甘蔗健康種苗的一代種莖單芽，直徑為I cm，長度為2-3 cm，利用殺蟲劑和保護(hù)膜進(jìn)行包衣后，形成類似于可以機(jī)械種植的玉米包衣種子的“甘蔗種子”，與傳統(tǒng)種植方式每公頃12-20噸下種量相比，甘蔗“健康種子”每公頃下種量為1-2噸。
[0011]在利用甘蔗TIBS組培快繁基礎(chǔ)上，對甘蔗“健康種子”研制的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究，是甘蔗種植業(yè)的一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。甘蔗“健康種子”最大的特點(diǎn)是能夠利用機(jī)械進(jìn)行播種種植，且單芽莖短小，儲(chǔ)存運(yùn)輸方便。所以對甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來講最直接的效應(yīng)就是降低甘蔗的種植成本。第一，由于采用機(jī)械化種植，將會(huì)節(jié)省大量的人工成本，這對于解決日益增加的種植人工費(fèi)用是有效的手段；第二，由于甘蔗“健康種子”采用的是甘蔗健康種苗一代種莖的單芽莖進(jìn)行種植，將會(huì)大大減少甘蔗種植的用種量，降低甘蔗種植的種莖投入，從而可以增加甘蔗的總體產(chǎn)量和蔗糖的總體產(chǎn)量；第三，甘蔗健康種子采用人工包衣處理，可以有效地提高種莖的發(fā)芽率，室溫條件下，在陰涼通風(fēng)處一般可以保存8-10天左右，發(fā)芽率達(dá)到80%以上。由于甘蔗健康種子來源于甘蔗莖尖脫毒健康種苗，且又經(jīng)過包衣處理，提高了抗病蟲害的能力，所以在苗期可以有效地提高種苗的抗病蟲害能力。第四，甘蔗莖尖脫毒健康種苗由于在生產(chǎn)應(yīng)用中要經(jīng)過一級種莖階段，很不容易被蔗農(nóng)所接受，而甘蔗“健康種子”來源于莖尖脫毒健康種苗的一級種莖，種植后的產(chǎn)量不低于傳統(tǒng)種植方法，且在種植方式上采用機(jī)械播種，降低人工成本，容易被蔗農(nóng)所接受，從而有利于推進(jìn)甘蔗健康種苗的推廣，開辟甘蔗健康種苗推廣應(yīng)用的新局面。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本方案的具體實(shí)施步驟如下:
1.甘蔗健康種苗的生產(chǎn):
利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器快繁技術(shù)結(jié)合袋裝生根技術(shù)進(jìn)行甘蔗健康種苗生產(chǎn)。該技術(shù)體系主要操作步驟包括: 利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖快繁，將繼代3次的甘蔗脫毒健康種苗接種至培養(yǎng)基配方為MS (基本培養(yǎng)基)+ 6-BA (芐氨基嘌呤)1.0 mg/L + GA (赤霉素)0.5 mg/L +白砂糖30 g/L間歇浸沒式生物反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行增殖培養(yǎng)，連續(xù)培養(yǎng)40天。
[0013]利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，培養(yǎng)袋材質(zhì)為聚丙烯樹月旨，規(guī)格為12 cm X 8 cm，每袋培養(yǎng)基量為30 ml，培養(yǎng)基配方為MS + NAA (1-萘乙酸)5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L +白砂糖50 g/L，培養(yǎng)天數(shù)為30天。
[0014]2.一代甘蔗健康種莖的栽培管理:
(I)栽培方式:利用假植40天后的甘蔗脫毒組培苗，移栽至營養(yǎng)缽(規(guī)格高15 cm X直徑15 cm)中進(jìn)行單株栽培管理，一般待移栽后4個(gè)月單株有10個(gè)節(jié)間左右進(jìn)行砍收。
[0015](2)栽培管理:假植苗移栽后，澆透水并蓋白色塑料薄膜，7天后打開薄膜；揭開薄膜后每10天噴施一次MS大量元素稀釋40倍的營養(yǎng)液一次；營養(yǎng)缽定苗后施肥量需要加大用肥量，用N (氮肥):P2O5 (磷肥):K2O (鉀肥)為15%:15%:15%復(fù)合肥2%的濃度噴施，同時(shí)還要注意水分的管理；移栽分蘗結(jié)束后進(jìn)行定苗處理，每個(gè)營養(yǎng)缽留兩株苗；移栽兩個(gè)月后單株開始拔節(jié)初期噴施20 mg/kg赤霉素溶液一次進(jìn)行節(jié)間的拉長。
[0016](3)病蟲害防治:假植苗移栽后，由于高溫高濕，容易產(chǎn)生霉菌，一般每5天左右用30%多菌靈稀釋500倍溶液進(jìn)行殺菌處理；移栽后要特別注意對螟蟲的防治工作，一般從移栽時(shí)起，每個(gè)半個(gè)月噴30%度銳(DURIVO)懸浮劑一次進(jìn)行螟蟲防治。
[0017]3.—代甘蔗健康種莖單芽包衣處理:(I)單芽莖段的規(guī)格:一級種莖單芽莖段的直徑控制在Icm左右，長度在2-3cm左右。
[0018](2)單芽種衣劑的種類:單芽種莖的種衣劑選用先正達(dá)公司生產(chǎn)的敵委丹懸浮種衣劑(每I升敵委丹含30克苯醚甲環(huán)唑difenoconazole),將3%敵委丹懸浮種衣劑5毫升，加1-1.5 L水在適當(dāng)?shù)娜萜髦邢♂?，拌?0公斤單芽種莖，充分混勻后，在通風(fēng)陰涼處晾干。
[0019](3)甘蔗健康種子的保存:健康種子包衣處理后在陰涼通風(fēng)處一般可以保存8-10
天左右。
[0020]實(shí)施例:
一、材料:甘蔗品種為ROC22
二、方法:
1.利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖快繁，將繼代3次的甘蔗脫毒健康種苗接種至培養(yǎng)基配方為MS + 6-BA 1.0 mg/L + GA 0.5 mg/L +白砂糖30 g/L間歇浸沒式生物反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行增殖培養(yǎng)，連續(xù)培養(yǎng)40天。
[0021]2.利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，培養(yǎng)袋材質(zhì)為聚丙烯樹月旨，規(guī)格為12 cm X 8 cm，每袋培養(yǎng)基量為30 ml，培養(yǎng)基配方為MS + NAA 5.0 mg/L + GA
0.3 mg/L +白砂糖50 g/L,培養(yǎng)天數(shù)為30天。
[0022]3.一代甘蔗健康種莖的栽培管理: (I)栽培方式:利用假植40天后的甘蔗脫毒組培苗，移栽至營養(yǎng)缽(規(guī)格高15 cm X直徑15 cm)中進(jìn)行單株栽培管理，一般待移栽后4個(gè)月單株有10個(gè)節(jié)間左右進(jìn)行砍收。
[0023](2)栽培管理:假植苗移栽后，澆透水并蓋白色塑料薄膜，7天后打開薄膜；揭開薄膜后每10天噴施一次MS大量元素稀釋40倍的營養(yǎng)液一次；營養(yǎng)缽定苗后施肥量需要加大用肥量，用N: P2O5: K2O為15%: 15%: 15%復(fù)合肥2%的濃度噴施，同時(shí)還要注意水分的管理；移栽分蘗結(jié)束后進(jìn)行定苗處理，每個(gè)營養(yǎng)缽留兩株苗；移栽兩個(gè)月后單株開始拔節(jié)初期噴施20 mg/kg赤霉素溶液一次進(jìn)行節(jié)間的拉長。
[0024](3)病蟲害防治:假植苗移栽后，由于高溫高濕，容易產(chǎn)生霉菌，一般每5天左右用30%多菌靈稀釋500倍溶液進(jìn)行殺菌處理；移栽后要特別注意對螟蟲的防治工作，一般從移栽時(shí)起，每個(gè)半個(gè)月噴30%度銳(DURIVO)懸浮劑一次進(jìn)行螟蟲防治。
[0025]4.一代甘蔗健康種莖單芽包衣處理:
單芽種莖的種衣劑選用先正達(dá)公司生產(chǎn)的敵委丹懸浮種衣劑(每I升敵委丹含30克苯醚甲環(huán)唑difenoconazole),將3%敵委丹懸浮種衣劑5毫升,加1-1.5 L水在適當(dāng)?shù)娜萜髦邢♂專枞?0公斤單芽種莖，充分混勻后，在通風(fēng)陰涼處晾干。
[0026]三、結(jié)果
1.利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖結(jié)果顯示，一代增殖率可以達(dá)到40倍以上；利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，生根率達(dá)到95%以上，移栽成活率達(dá)到90%以上。
[0027]2.經(jīng)過包衣處理后的甘蔗健康種苗的一代種莖單芽，即甘蔗健康種子，直徑為Icm，長度為2-3 cm，室溫條件下，在陰涼通風(fēng)處一般可以保存8-10天左右，發(fā)芽率達(dá)到80%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種甘蔗健康種子研制的方法，其特征為: (1)甘蔗健康種苗的生產(chǎn) 利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器快繁技術(shù)結(jié)合袋裝生根技術(shù)進(jìn)行甘蔗健康種苗生產(chǎn)，該技術(shù)體系主要操作步驟包括: 利用間歇浸沒式生物反應(yīng)器進(jìn)行甘蔗增殖快繁，將繼代3次的甘蔗脫毒健康種苗接種至培養(yǎng)基配方為MS + 6-BA 1.0 mg/L + GA 0.5 mg/L +白砂糖30 g/L間歇浸沒式生物反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行增殖培養(yǎng)，連續(xù)培養(yǎng)40天； 利用甘蔗袋裝生根培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行甘蔗組培苗生根培養(yǎng)，每袋培養(yǎng)基量為30 ml，培養(yǎng)基配方為MS + NAA 5.0 mg/L + GA 0.3 mg/L +白砂糖50 g/L，培養(yǎng)天數(shù)為30天； (2)一代甘蔗健康種莖的栽培管理: (2.1)栽培方式:利用假植40天后的甘蔗脫毒組培苗，移栽至營養(yǎng)缽中進(jìn)行單株栽培管理，一般待移栽后4個(gè)月單株有10個(gè)節(jié)間左右進(jìn)行砍收； (2.2)栽培管理:假植苗移栽后，澆透水并蓋白色塑料薄膜，7天后打開薄膜；揭開薄膜后每10天噴施一次MS大量元素稀釋40倍的營養(yǎng)液一次；營養(yǎng)缽定苗后施肥量需要加大用肥量，用N: P205: K20為15%: 15%: 15%復(fù)合肥2%的濃度噴施，同時(shí)還要注意水分的管理；移栽分蘗結(jié)束后進(jìn)行定苗處理，每個(gè)營養(yǎng)缽留兩株苗；移栽兩個(gè)月后單株開始拔節(jié)初期噴施20 mg/kg赤霉素溶液一次進(jìn)行節(jié)間的拉長； (2.3)病蟲害防治:假植苗移栽后，一般每5天左右用30%多菌靈稀釋500倍溶液進(jìn)行殺菌處理；從移栽時(shí)起， 每半個(gè)月噴30%度銳懸浮劑一次進(jìn)行螟蟲防治； (3)一代甘蔗健康種莖單芽包衣處理: (3.1)單芽莖段的規(guī)格:一級種莖單芽莖段的直徑控制在Icm左右，長度在2-3cm左右； (3.2)單芽種衣劑的種類:單芽種莖的種衣劑選用先正達(dá)公司生產(chǎn)的敵委丹懸浮種衣齊IJ，將3%敵委丹懸浮種衣劑5毫升，加1-1.5 L水在容器中稀釋，拌入20公斤單芽種莖，充分混勻后，在通風(fēng)陰涼處晾干； (3.3)甘蔗健康種子的保存:健康種子包衣處理后在陰涼通風(fēng)處一般可以保存8-10天。
【文檔編號】A01H4/00GK103430755SQ201310400531
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】楊柳, 廖芬, 楊麗濤, 劉俊仙, 劉麗敏, 汪淼, 宋煥忠, 劉昔輝, 張榮華, 梁永檢, 唐云仙 申請人:廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所