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电场技术在植物非试管快繁技术中的运用
2006-9-1 21:28:12 点 击数: 关键词:
 
徐伟忠,陈银华,曹鹏飞
(浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心,323000)
文摘:
本文针对传统组培育苗技术存在的弊端与不足,提出了一种新型开放式的植物光自养微繁技术---植物非试管快繁,并就开放条件下无菌环境的创造及光自养潜能的激发提出了新的技术路径---空间电场技术,通过综合分析了空间电场对离体材料发育所起的生物效应,形成了在生产中具体运用的相关措施,最后指出了尚需深入研究的技术课题及广阔发展前景。
关键词:
植物非试管快繁;组培育苗;离体材料;空间电场;光自养;酶;内源激素;根原基
引言:
植物非试管快繁技术是近年我国发展起来的一项全新育苗技术,是对于原来试管内组培技术的一种提升与发展,也是无糖组培的放大与提高。传统组培技术由于在营养液的基质配方中加入了糖等有机营养物质,这就会给培养过程带来操作上的繁琐,也就是在接种离体材料时需创造绝对无菌的环境,还要求组培容器与外界空气环境的严密隔绝,否则一旦器具或空气中的细菌真菌进入组培试管内,就会依赖培养基中的糖与蛋白质等有机物为代谢能量而大量滋生繁殖,从而造成离体材料感染而导致组培的失败。所以对于无菌操作这环节已成为组织培养技术操作上的关键,从而也大大增大了培养的投资。随着人们研究及生产运用的不断深入,发现在培养基中不加糖,除却细菌及真菌滋生的条件,可以让组培的环境要求及操作环节更加简化,也更利于生产运用与推广。这就是无糖组培尝试与运用的开始,它在基质中去糖后,再利用二氧化碳供给以弥补碳源的不足,同样可以取得很好的培育效果,但在操作过程中还是离不开组培的各种器具及严格的人工环境,针对这些技术问题,一种新型的育苗技术在日本千叶大学产生了,命名为光自养微繁技术,它把容器再进一步放大,一个个敞开如浴缸一样的大容器代替了组培的小试管,这种改变大大优化了离体材料的光合自养条件,如透气通风性、见光度都有了很大改善,使离体材料发育过程中的光合作用、呼吸代谢营养吸收、蒸腾作用等更为正常完善,不会像组培苗那样,出现很多皮孔气孔缺失、维管断裂、玻璃化等纤弱少根的劣质苗现象。在开放且光照充足的高浓度二氧化碳环境下培育的苗更接近自然,它的自养同化能力很容易在培养过程中良好建立,这样就减免了传统组培需严格炼苗的环节,一株发育好的种苗只需稍作炼苗培育就有较高的移栽成活率。
上述这两种育苗技术如日本千叶大学开发的光自养及无糖组培在技术上有了很大的改进,但在操作上及投资上还是较高,生产的实用性还是比较欠缺,而且在无菌的控制上还是有较高的要求。针对这问题,我们在前人基础上,开发了适于我国当前农业生产力水平的实用型植物非试管快繁技术,它在技术上实现较大的创新与改进,使它在生产上能真正发挥作用。在杀菌方式上有了很大的发展与提高,从传统化学杀菌改为电场物理杀菌,从密闭环境杀菌改为开放的空间杀菌,从小范围杀菌改为大环境大空间杀菌,从组培的兼养改为光合效率最大化的全自养,从依赖于糖培养改为利用空气中CO2碳源的同化培养[1],从单纯的依赖组培配方发育改为综合利用物理电场与计算机控制以激发离体材料自身最大生理潜能的自养发育。这些杀菌及碳同化及酶激活等技术发展与改进,为种苗的快繁解决了污染及碳源供给的最重要问题,使该项技术在上的生产运用有了着实的保障。现就电场技术在植物快繁过程中的杀菌机理及生理效应在生产上运用作些简要的综述。
一、电场杀菌与代谢促进机理
地球上所有植物都是在地球空间电场作用的环境下进化与演变,一切生物都离不开地球电场的作用。植物也然,如采用电场屏蔽技术,在生长植物的上方施加一个屏蔽网,会大大影响植物的光合作用,这已被实验所证实。究其原因在于,其实植物光合作用的过程就是一个光电反应的过程,在这个过程中施加电场可以直接影响与作用于光合生理,它通过影响电子的位移与跃迁来实现。根据这个机理,人们已开发成功用于调控光合作用的光合控制装置,也就是植物电场发生器,通过给植物生长空间施加人为电场,可以使设施栽培环境下的瓜果蔬菜产量得以大幅度的提高,品质得以改善,如黄瓜的产量可以提高20-30%,霜霉病及白粉病可以得到有效的控制。

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