專利名稱：系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置及方法
技術領域：
本發明屬于植物快速繁殖領域，涉及系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置及方法。
背景技術：
微繁殖技術繁殖系數高、去除病蟲、節省種源，由于其不可替代的優點和誘人的應用前景，已被廣泛應用于園藝和農業生產中的良種繁殖、脫毒苗生產等方面。目前，蔗莖還是甘蔗作種繁殖的主要種源，但這種繁殖方式通常在種植幾年后，由于多種病原物反復侵染且會在植株內積累，往往會導致質量和產量不斷下降，品種退化的現象。目前主要是通過更換新品種來解決品種退化問題，但新品種的選育速度往往相對滯后，影響了甘蔗生產的發展。隨著對人們對植物病毒病害的深入認識和植物組織培養技術的不斷發展完善，植物脫毒技術應運而生。甘蔗是應用脫毒技術最早的作物之一，據研究，種植經過組培脫毒繁殖起來的種苗——健康種苗，可使蔗產量增加20 40%，蔗糖分提高O. 5個百分點以上，宿根年限延長2 3年。在巴西、澳大利亞、美國等甘蔗主產國，種植健康種苗已經相當普遍。我國近年來也大力推廣種植甘蔗健康種苗，根據《甘蔗優勢區域布局規劃》，甘蔗優勢區域內到2015年，健康種苗普及率50%以上。當前通過“國家甘蔗產業體系”項目，在全國設立了 6個健康種苗繁殖點，要求年繁殖脫毒組培苗1000萬株以上。可見，健康種苗生產發展勢頭十分迅猛。但目前健康種苗的生產主要還是應用傳統微繁殖方法進行，每20天左右要繼代I次，培養基的滅菌，換瓶轉接等操作耗費了過多的電力、人力等，同時也增加了污染、品種混雜的風險，有時繼代不及時會造成小苗生長不良甚至死亡。為了克服這些缺點，近年來廣西農業科學院甘蔗研究所從古巴甘蔗研究中心引進了間歇浸沒式生物反應器(TIBs)系統來進行甘蔗組織培養快繁研究，取得了一定進展，但該系統需要昂貴的專業設備，而且在小苗繁殖過程中，對氣體進行反復加壓、過濾后進出反應器，反應器內也相應會反復產生高壓、負壓等現象，使污染問題難以解決。
發明內容
本發明的目的在于提供一種系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置及方法。本發明所采取的技術方案為
系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，包括培養基瓶，廢液瓶及至少一個培養瓶，所述培養基瓶、廢液瓶、培養瓶的頂部瓶口上分別固定連接密封的透氣防菌裝置，側 面均設有管道連接口，各管道連接口與管道相連，使各培養瓶通過管道與培養基瓶、廢液瓶連通，所述培養基瓶內設有一個小容器，小容器通過連接裝置吊掛于培養基瓶的瓶口內，并位于管道連接口相對的一側，連接裝置的兩端從瓶口與透氣防菌裝置之間延伸至培養基瓶的外側。優選的，所述管道為多通管道。優選的，所述培養基瓶、廢液瓶的管道連接口位于側面的上部，所述培養瓶的管道連接口位于側面的下部。優選的，所述小容器的開口朝上。 優選的，所述小容器的高度小于培養基瓶瓶口的內徑。優選的，所述連接裝置為繩子。系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖方法，包括如下步驟
1)準備上述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置；
2)材料選取選用甘蔗莖尖脫毒培養的第2或3代組培苗；
3)滅菌在上述甘蔗組培苗快速繁殖裝置中的培養瓶、培養基瓶中添加培養基，將裝置及培養基、促根培養液滅菌；
4)接種在無菌條件下，將組培苗分成小叢，接種到培養瓶中，將促根培養液裝入小容器中，并將裝置連接好；
5)快速繁殖培養將裝置放置在培養室中培養，每隔25 30天更換一次培養瓶中的培養基，更換培養基4 6次；
6)生根培養拉動與小容器相連的連接裝置活動的一端，使小容器掉落在培養基瓶中，小容器中的促根營養液與培養基混合后，更換培養瓶中培養基，繼續培養20 25天；
7)生根苗馴化及移栽生根培養結束后，去掉培養瓶的透氣防菌裝置，將培養瓶放置在煉苗棚中，3 5天后，用清水洗凈小苗的根部后移栽到苗床。優選的，更換培養瓶中的培養基的方法將培養瓶中的培養基通過管道倒入廢液瓶，0 6 h后，將培養瓶中的培養基通過管道倒入培養瓶中。優選的，培養基為MS培養基。優選的，促根培養液為吲哚丁酸水溶液。本發明的裝置和方法同樣適用于其它植物組織培養。本發明的有益效果
本發明使用的裝置只需一次高溫滅菌，在整個繁殖過程和生根培養中都不用轉接換瓶，只需在裝置內更換培養基，添加促根培養液，操作簡單，有效節省電力、人力，同時有效地避免了在繼代轉接過程中所造成的污染、品種混淆等問題。本發明所需設施及相關操作簡單，繁殖速度快，生產成本低、經濟效益好。
圖I是四通管道的甘蔗組培苗快速繁殖裝置圖2是三通管道的甘蔗組培苗快速繁殖裝置圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但并不局限如此。本發明的系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，參照圖I 2，注1為培養瓶，2為培養基瓶，3為廢液瓶，4為小容器，5為瓶口，6為透氣防菌裝置，7為管道連接口，8為管道，9為連接裝置，10為開口，兩圖標識均相同，不同點僅在于圖I的管道8為四通管道，圖2的管道8為三通管道。系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，參照圖I 2，包括培養基瓶，廢液瓶及至少一個培養瓶，所述培養基瓶、廢液瓶、培養瓶的頂部瓶口上分別固定連接密封的透氣防菌裝置，側面均設有管道連接口，各管道連接口與管道相連，使各培養瓶通過管道與培養基瓶、廢液瓶連通，所述培養基瓶內設有一個小容器，小容器通過連接裝置吊掛于培養基瓶的瓶口內，并位于管道連接口相對的一側，連接裝置的兩端從瓶口與透氣防菌裝置之間延伸至培養基瓶的外側。培養瓶用于植物的組織培養，培養基瓶用于貯存培養基，廢液瓶用于忙存培養瓶中不需要的培養基，小容器用于忙存促根培養液；培養瓶忙存部分培養基，將植物組織接種在培養瓶中培養，培養瓶中培養用過的培養基通過管道倒入廢液瓶中，培養基瓶中的新鮮培養基通過管道注入到培養瓶中，并不斷地為培養瓶中的植物組織提供營 養；另外，在最后需要促根培養時，拉動連接裝置活動的一端，借助透氣防菌裝置的阻力，連接裝置會松開小容器，使其掉落到培養基瓶中，這些方式有利于小容器中的液體與培養基瓶中的液體混合。在整個繁殖過程和生根培養中都不用轉接換瓶，只需在裝置內更換培養基，添加促根培養液，操作簡單，有效節省電力、人力，同時有效地避免了在繼代轉接過程中所造成的污染、品種混淆等問題。進一步作為優選的實施方式，所述管道為多通管道。多通管道能使各瓶之間相互連通，培養瓶有I個，管道就為三通管道(見圖2所示);培養瓶有2個，管道就為四通管道(見圖I所示)；培養瓶有3個，管道就為五通管道。進一步作為優選的實施方式，所述培養基瓶、廢液瓶的管道連接口位于側面的上部。培養基瓶、廢液瓶中的液體貯存量增大，且液體的水平面處于側面管道連接口之下，在植物組織培養過程中不會因為側面管道連接口離瓶底部的距離近而使其它瓶中的液體通過管道自動流入培養瓶中。所述培養瓶的管道連接口位于側面的下部。從培養瓶中倒出廢液時只需適當傾斜即可，在注入培養液時，由于落差的存在更便于操作。進一步作為優選的實施方式，所述小容器的開口朝上。進一步作為優選的實施方式，所述小容器的高度小于培養基瓶瓶口的內徑。培養基瓶中的培養基倒入到培養瓶時，始終保持小容器開口垂直向上，下端不會擱在瓶口的另一側使小容器傾斜而導致內裝的溶液倒出。進一步作為優選的實施方式，所述連接裝置為繩子。繩子為最簡易的連接裝置，將繩子套住小容器并打上活結，吊掛于培養基瓶內，繩子的兩端位于培養基瓶外側，拉動繩子活動的一端，使活結解開，小容器脫離繩子掉落到培養基瓶中。進一步作為優選的實施方式，所述連接裝置受力拉住小容器的一端固定在培養基瓶外側。將連接裝置的這一端固定可防止小容器因自身重力而掉入培養基瓶底部。進一步作為優選的實施方式，所述透氣防菌裝置為塑料膜、牛皮紙、錫箔紙中的任一種。塑料膜、牛皮紙、錫箔紙均能透氣、防菌，透氣有利于小苗的生長繁殖、培養液的倒出和注入，防菌有利于菌隔絕在瓶口之外，防止微生物進入瓶子內污染培養物或培養基。即使透氣防菌裝置與瓶口之間有連接裝置(繩子)，也不會影響瓶口密封性。另外，還需用橡皮筋或繩子將透氣防菌裝置固定在瓶口，向外翹起的部分可用封口膜綁在瓶子的外壁上。傳統的快速繁殖方法，每20天左右要繼代I次，培養基的滅菌，換瓶轉接等操作耗費了過多的電力、人力等，也增加了污染、品種混雜的風險，有時繼代不及時會造成小苗生長不良甚至死亡。本發明的快速繁殖的裝置有效地解決了這一問題。下面結合具體的實施例對本發明作進一步的說明，但并不局限如此。
實施例中的培養基為MS培養基，其配方為MS+6-BA 0. 8 mg/L+NAA 0. 2 mg/L+精氨酸100 mg/L+白砂糖30 g/L, pH值為6. 0 6. 2。促根培養液為0. 4 mg/mL吲哚丁酸(IBA)水溶液。實施例I
系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，參見圖2，包括2. 0 L的培養瓶I個、 1.0 L培養基瓶I個、1.0 L的廢液瓶I個、I. 5 mL的小容器I個，其中，小容器采用1.5 mL 的eppendorf管,并將eppendorf管的蓋子剪掉。用繩子套住小容器,并打個活結(蝴蝶結)， 小容器通過繩子吊掛于培養基瓶的瓶口內，并位于管道連接口相對的一側，繩子的兩端位于培養基瓶外側，并將其受力拉住小容器的一端用膠帶固定在培養基瓶外側，然后分別用橡皮筋將透氣防菌的塑料膜捆扎在培養基瓶、廢液瓶、培養瓶的頂部瓶口上，三個瓶的側面均設有管道連接口，各管道連接口與三通管道相連，使培養瓶通過三通管道與培養基瓶、廢液瓶連通。所述培養基瓶、廢液瓶的管道連接口位于側面的上部，培養瓶的管道連接口位于側面的下部。所述小容器的開口朝上，其高度小于培養基瓶口的內徑。采用上述裝置實現系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖方法，包括如下步驟
1)準備上述的系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置；
2)材料選取選用粵糖60號莖尖脫毒培養的第3代組培苗；
3)滅菌在上述裝置中的培養瓶中添加150mL的培養基，培養基瓶中添加900 mL的培養基，將上述裝置、培養基及促根培養液包裝好滅菌；
4)接種在無菌條件下，將組培苗分割為2 3株一叢，在培養瓶中接種5叢，將1.0 mL促根培養液加入到小容器中，并將裝置連接好；
5)快速繁殖培養將裝置放置在培養室中培養，適當墊高有苗的一邊，讓小苗基部剛好泡到培養基中，培養溫度28±2°C，光照15 h，光照強度1700 Lx，每隔I 2天晃動一下培養瓶中的培養基，每隔28天更換一次培養瓶中的培養基，每次130 150 mL,更換培養基 5次；
6)生根培養拉動繩子未固定的一端，借助瓶口塑料膜的阻力，使活結(蝴蝶結)打開，小容器掉落在培養基瓶中，小容器中的促根營養液與培養基混合，更換培養瓶中的培養基，繼續培養20天，小苗長出了 2 3cm長的小根；
7)生根苗馴化及移栽生根培養結束后，去掉培養瓶的瓶口的塑料膜，將培養瓶放置在煉苗棚中，4天后，用清水洗凈小苗的根部后移栽到苗床。更換培養瓶中的培養基的方法為將培養瓶中的培養基通過三通管道倒入廢液瓶，然后將培養基瓶中的培養基通過三通管道倒入培養瓶中。實施例2
采用實施例I的裝置實現甘蔗組培苗快速繁殖方法，包括如下步驟
1)準備實施例I的系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置；
2)材料選取選用粵糖60號莖尖脫毒培養的第3代組培苗；3)滅菌在上述裝置中的培養瓶中添加150mL的培養基，培養基瓶中添加800 mL的培養基，將上述快繁裝置、培養基及促根培養液包裝好滅菌； 4)接種在無菌條件下，將組培苗分割為2 3株一叢，在培養瓶中接種6叢，將I.OmL促根培養液加入到小容器中，并將裝置連接好；
5)快速繁殖培養將裝置放置在培養室中培養，適當墊高有苗的一邊，讓小苗基部剛好泡到培養基中，培養溫度28±2°C，光照16h，光照強度1800 Lx，每隔I 2天晃動一下培養瓶中的培養基，每隔25天更換一次培養瓶中的培養基，每次130 150 mL,更換培養基4次；
6)生根培養拉動繩子未固定的一端，借助瓶口塑料膜的阻力，使活結(蝴蝶結)打開，小容器掉落在培養基瓶中，小容器中的促根營養液與培養基混合，更換培養瓶中的培養基，繼續培養22天，小苗長出了小根；
7)生根苗馴化及移栽生根培養結束后，去掉培養瓶的瓶口的塑料膜，將培養瓶放置在煉苗棚中，3天后，用清水洗凈小苗的根部后移栽到苗床。更換培養瓶中的培養基的方法為將培養瓶中的培養基通過三通管道倒入廢液瓶，3 h后將培養基瓶中的培養基通過三通管道倒入培養瓶中。實施例3
系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，參見圖1，包括2.0 L的培養瓶2個、
2.O L培養基瓶I個、2. O L的廢液瓶I個、2. O mL的小容器I個，其中，小容器采用2. O mL的eppendorf管,并將eppendorf管的蓋子剪掉。用繩子套住小容器,并打個活結(蝴蝶結)，小容器通過繩子吊掛于培養基瓶的瓶口內，并位于管道連接口相對的一側，繩子的兩端位于培養基瓶外側，并將其受力拉住小容器的一端用膠帶固定在培養基瓶外側，然后分別用繩子將透氣防菌的牛皮紙捆扎在培養基瓶、廢液瓶、培養瓶的頂部瓶口上，塑料膜向外翹起的部分用封口膜綁在瓶子的外壁上，四個瓶的側面均設有管道連接口，各管道連接口與四通管道相連，使2個培養瓶通過四通管道與培養基瓶、廢液瓶連通。所述培養基瓶、廢液瓶的管道連接口位于側面的上部，培養瓶的管道連接口位于側面的下部。所述小容器的開口朝上，高度小于培養基瓶口的內徑。采用上述的裝置實現系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖方法，包括如下步驟
1)準備上述的系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置；
2)材料選取選用粵糖60號莖尖脫毒培養的第2代組培苗；
3)滅菌在上述裝置中的培養瓶中添加150mL的培養基，培養基瓶中添加2000mL的培養基，將裝置、培養基及促根培養液包裝好滅菌；
4)接種在無菌條件下，將組培苗分割為2 3株一叢，每個培養瓶接種5叢，將2.OmL促根培養液加入到容器中，并將裝置連接好；
5)快速繁殖培養將裝置放置在培養室中培養，適當墊高有苗的一邊，讓小苗基部剛好泡到培養基中，培養溫度28±2°C，光照14h，光照強度1600 Lx,每隔I 2天晃動一下培養瓶中的培養基，每隔30天更換一次培養瓶中的培養基，每次130 150 mL,更換培養基6次；
6)生根培養拉動繩子未固定的一端，借助瓶口牛皮紙的阻力，使活結(蝴蝶結)打開，小容器掉落在培養基瓶中，小容器中的促根營養液與培養基混合，更換培養瓶中的培養基，繼續培養25天，小苗長出了小根；
7)生根苗馴化及移栽生根培養結束后，去掉培養瓶的瓶口的牛皮紙，將培養瓶放置在煉苗棚中，5天后，用清水洗凈小苗的根部后移栽到苗床。更換培養瓶中的培養基的方法為將培養瓶中的培養基通過四通管道倒入廢液瓶，6 h后將培養基瓶中的培養基通過四通管道倒入培養瓶中。
權利要求
1.系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，包括培養基瓶，廢液瓶及至少一個培養瓶，其特征在于所述培養基瓶、廢液瓶、培養瓶的頂部瓶口上分別固定連接密封的透氣防菌裝置，側面均設有管道連接口，各管道連接口與管道相連，使各培養瓶通過管道與培養基瓶、廢液瓶連通，所述培養基瓶內設有一個小容器，小容器通過連接裝置吊掛于培養基瓶的瓶口內，并位于管道連接口相對的一側，連接裝置的兩端從瓶口與透氣防菌裝置之間延伸至培養基瓶的外側。
2.根據權利要求I所述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，其特征在于所述管道為多通管道。
3.根據權利要求I所述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，其特征在于所述培養基瓶、廢液瓶的管道連接口位于側面的上部，所述培養瓶的管道連接口位于側面的下部。
4.根據權利要求I所述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，其特征在于所述小容器的開口朝上。
5.根據權利要求4所述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，其特征在于所述小容器的高度小于培養基瓶瓶口的內徑。
6.根據權利要求I所述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置，其特征在于所述連接裝置為繩子。
7.系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖方法，包括如下步驟 1)準備權利要求I 6任一項所述的甘蔗組培苗快速繁殖裝置； 2)材料選取選用甘蔗莖尖脫毒培養的第2或3代組培苗； 3)滅菌在上述甘蔗組培苗快速繁殖裝置中的培養瓶、培養基瓶中添加培養基，將裝置及培養基、促根培養液滅菌； 4)接種在無菌條件下，將組培苗分成小叢，接種到培養瓶中，將促根培養液裝入小容器中，并將裝置連接好； 5)快速繁殖培養將裝置放置在培養室中培養，每隔25 30天更換一次培養瓶中的培養基，更換培養基4 6次； 6)生根培養拉動與小容器相連的連接裝置活動的一端，使小容器掉落在培養基瓶中，小容器中的促根營養液與培養基混合后，更換培養瓶中培養基，繼續培養20 25天； 7)生根苗馴化及移栽生根培養結束后，去掉培養瓶的透氣防菌裝置，將培養瓶放置在煉苗棚中，3 5天后，用清水洗凈小苗的根部后移栽到苗床。
8.根據權利要求7所述的甘蔗組織培養快繁方法，其特征在于更換培養瓶中的培養基的方法將培養瓶中的培養基通過管道倒入廢液瓶，O 6 h后，將培養瓶中的培養基通過管道倒入培養瓶中。
9.根據權利要求7所述的甘蔗組織培養快繁方法，其特征在于培養基為MS培養基。
10.根據權利要求7所述的甘蔗組織培養快繁方法，其特征在于促根培養液為吲哚丁酸水溶液。
全文摘要
本發明公開了系統內更換培養液的甘蔗組培苗快速繁殖裝置及方法，該裝置包括培養基瓶，廢液瓶及至少一個培養瓶，各瓶的頂部瓶口上設有透氣防菌裝置，側面均設有管道連接口，各管道連接口與管道相連，培養基瓶內設有一個小容器，小容器通過連接裝置吊掛于培養基瓶的瓶口內。使用該裝置通過材料選取，滅菌，接種，快繁培養，生根培養，生根苗馴化及移栽可實現甘蔗組織培養快速繁殖。本發明的快速繁殖的裝置只需進行一次滅菌，整個繁殖過程和生根培養不用轉接換瓶，只需在裝置內更換培養基，添加促根培養液，操作簡單，有效節省電力、人力，同時有效地避免了在繼代轉接過程中所造成的污染、品種混淆等問題。
文檔編號A01H4/00GK102613081SQ201210094929
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者勞方業, 鄧海華 申請人:廣州甘蔗糖業研究所