项目编号940-2007-005
项目名称植物无糖组培快繁工厂化生产技术研究与应用
完成单位中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
首都师范大学
中国农业大学
南京农业大学
完成人员杨其长 肖玉兰 曲英华
徐志刚 魏灵玲 何奕昆
刘文科 黄勤妮 邓 健
贺冬仙 肖 平 魏 强
巫国栋 管道平 鲍顺淑
项目简介     本成果属于农业工程技术领域,涉及组培生物技术、生物环境工程、菌根学、设施园艺等多个学科。

    全球急需大量优质种苗来解决人口增长、能源短缺、生态环境退化等问题,但植物资源枯竭和优质种苗供应不足已成为制约瓶颈,植物无糖组培快繁工厂化育苗技术是解决这一问题的有效途径。针对传统组培污染率高、植株生理紊乱、种苗品质差、移栽成活率低、难以工厂化生产等问题,全国4家科教单位进行了10年的协同攻关和深入系统的研究,取得了居国际领先水平的创新性成果。

    (1)首次研制成功具有智能模拟与记忆功能的大型植物无糖组培装置,实现了单体可移动式植物无糖组培快繁工厂化生产;

    (2)通过对C3、C4和CAM植物组培苗碳循环机理研究,在植物细胞超微结构层面上探索了不同碳源(糖和CO2)对小植株发育的影响机理,丰富完善了无糖组培微繁殖理论;

    (3)开发出了5个系列的专用大型无糖培养容器及其基于PLC的微环境控制系统;研制成功了具有万级洁净度的密闭式组培车间及其环境控制系统,解决了组培苗开放式工厂化生产的技术难题;

    (4)首次将有益微生物引入植物无糖组培系统,创立了生根阶段接种有益微生物(AMF)提高组培苗品质的方法,突破了组培苗生根的技术“瓶颈”;

    (5)集成了两种模式的植物无糖组培快繁成套技术装备及相应的工艺流程;成功实现了对花卉、苗木、药材等50多种植物的无糖组培,与传统组培相比,污染率大幅降低,种苗质量显著提高,生根率提高20~60%,培养周期缩短30~50%,成本降低35%以上。

    该成果形成以来,先后在北京、上海、浙江等地建立10多个示范基地,累计推广到50多个大中型育苗企业,形成直接经济效益3.67亿元,社会效益15亿多元。获专利8项,发表论文55篇,其中SCI论文7篇,EI论文3篇,ISTP论文3篇,出版专著2部。该成果被喻为“植物组培领域的革命性突破”,使组培生产从试管走向车间成为现实,为我国农林、生态产业发展和北京都市型现代农业建设做出了重要贡献。



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