固体、液体培养和LED光源对粉蕉工厂化试管育苗的影响

摘要

粉蕉是栽培香蕉中的一种优良品种，但组培快繁的增殖系数偏低。本研究以福州本地粉蕉（Musa spp. cv. Bendifenjiao, AAB类群）为主要试验材料，研究了不同固体、液体培养方式和不同 LED光源下，粉蕉试管苗增殖及生根壮苗方面的影响；采用 ISSR分子标记技术，分析了固体、液体培养方式下试管苗的遗传稳定性差异；比较分析了在固体、液体两种培养方式下，粉蕉种苗快繁的经济效益。本研究旨在为粉蕉的工厂化育苗提供技术支撑，试验主要结果如下：　　1固体、液体培养对粉蕉组培快繁的影响　　①福州本地粉蕉试管苗再生植株的建立。外植体接种前用75％的工业酒精浸泡40s，再用0.1%的HgCl2溶液消毒15min，接种培养基为：MS+4.0mg/L6-BA+0.4 mg/L NAA+40g/L白糖+6g/L琼脂，外植体的萌发率为42.3%。　　②福州本地粉蕉试管苗固体增殖培养的优化。选取6-BA和白糖为试验因素，进行完全随机试验，试验结果表明：促进粉蕉增殖的固体培养基为：MS+0.1mg/L NAA+3.0 mg/L6-BA+0.6%琼脂+30g/L白糖，其增殖系数为2.02。　　③福州本地粉蕉试管苗的液体增殖培养的优化。在液体培养下，研究了组培容器类型、装液量、接种密度、6-BA浓度、摇床转速等因素下对粉蕉试管苗增殖的影响。试验结果发现使用锥形瓶（250ml）、装液量为13 mL、接种密度为3株/瓶、6-BA浓度为3.0 mg/L、摇床转数为80 r/min最有利于福州本地粉蕉试管苗的增殖，增殖系数最大达到5.13。　　④液体培养方式下福州本地粉蕉试管苗的壮苗生根优化。比较四个 NAA浓度（0.2mg/L、0.3 mg/L、0.4mg/L、0.5 mg/L）对粉蕉试管苗生根率、根长、苗高、根数、茎高、茎粗等6个指标的的影响。试验数据采用雷达综合分析法，研究发现工厂化育苗中液体培养基为1/2MS+1g/L AC+0.4mg/L NAA+30g/L白糖时，生根率达100%，最有利于提高粉蕉生根壮苗。　　2 LED光源对粉蕉组培快繁的影响　　①不同 LED光源对粉蕉增殖的影响。以福州本地粉蕉试管苗为试验材料，接种在MS+0.1mg/L NAA+3.0 mg/L6-BA+6g/L琼脂+30g/L白糖的增殖培养基中，采用红、蓝、黄、绿、白、暖白6种LED光源进行培养，并以普通日光灯作对照。试验研究表明，粉蕉在LED黄光下的增殖系数小于普通日照灯下的增殖系数，粉蕉在红、蓝、绿、白、暖白5种 LED光源下的增殖系数都高于对照组普通日光灯下的增殖系数，并且LED红光、蓝光培养条件下的粉蕉增殖系数明显高于对照组，其增殖系数分别为2.88、2.89。　　②不同 LED光源对粉蕉生根的影响。福州本地粉蕉试管苗接种在1/2MS+0.4 mg/L NAA+1g/L AC的生根基本培养基中，以普通日光灯作对照，在红、蓝、黄、绿、白、暖白6种LED光源下进行培养，30d后统计不同光源条件下的生根壮苗情况，统计指标为生根率、根长、苗高、根数、茎高、茎粗，试验数据采用雷达综合分析法分析。试验研究表明，蓝光最有利于提高福州本地粉蕉试管苗生根壮苗的整体综合指标，其中生根率达到100%。　　3固体、液体培养方式下的粉蕉试管苗ISSR遗传稳定性比较分析　　本试验以固体培养及液体培养条件下的福州本地粉蕉试管苗叶片为供试材料，提取叶片总DNA，选取11条多态性良好的UBC引物，进行PCR扩增。试验结果表明，粉蕉在固体培养方式和液体培养方式下的PCR扩增条带数均为90条；粉蕉在不同培养方式下的变异率不同，在液体培养方式下的变异率为4.49%，在固体培养方式下的变异率为3.37%，总体来说，两种培养方式下的粉蕉变异率差异不大。通过NTSYS软件进行遗传相似性分析，计算出固体、液体培养方式下的遗传距离和遗传相似系数，发现固体、液体培养方式下的粉蕉试管苗在9代内变异系数小，表现出较高的遗传稳定性。　　4固体、液体培养方式下粉蕉试管苗工厂化生产的经济效益比较分析　　①固体培养方式下粉蕉试管苗工厂化生产的经济效益分析。福州本地粉蕉组培苗固体培养的增殖培养基为MS+0.1mg/L NAA+3.0 mg/L6-BA+6g/L琼脂+30g/L白糖，经过25 d增殖培养，粉蕉试管苗的增殖系数达2.02；福州本地粉蕉固体培养的最优生根培养基为1/2MS+0.5 mg/L IBA+40 g/L白糖+0.4 mg/L NAA+1.0 g/L AC+6%琼脂，经过25 d生根培养，生根率达100%。固体培养下工厂化生产100万株粉蕉苗需要的总成本为327550元。在工厂化生产过程中粉蕉苗生产费用占总投资费用最大，费用占比达62.54%，粉蕉苗移栽费用占总投资费用的30.20%，生产上的仪器设备折旧费和损耗费占总投资费用的5.73%。固体培养工厂化生产100万株粉蕉袋装苗的营业收入为60万元，扣除投资总费用327550元，则采用固体培养方式生产100万株粉蕉苗的总收益为272450元。　　②液体培养方式下粉蕉试管苗工厂化生产的经济效益分析。福州本地粉蕉组培苗液体培养的增殖培养基为MS+0.1mg/L NAA+2.0 mg/L6-BA+30g/L白糖，经过15d增殖培养，粉蕉试管苗的增殖系数达5.12；福州本地粉蕉液体培养的生根培养基为1/2MS+1g/L AC+0.4mg/L NAA+30g/L白糖，培养25d后生根率达100%。液体培养下工厂化生产粉蕉苗100万株需要的总成本为297652元，低于以固体培养方式生产粉蕉苗的成本。液体培养下工厂化生产粉蕉苗生产费用占总投资费用最大，达到54.07%；而粉蕉苗移栽费用占总投资费用的33.24%，生产上的仪器设备折旧费和损耗费占总投资费用的比重为11.01%。液体培养工厂化生产100万株粉蕉袋装苗的营业收入为60万元，扣除投资总成本297652元，则采用液体培养方式生产100万株粉蕉苗的总收益为302348元，其总收益比固体培养条件下生产粉蕉苗获得的总收益多29898元。　　③对比固体、液体两种培养方式下生产100万株粉蕉苗的经济效益，液体培养生产粉蕉苗的总收益比固体培养总收益多29898元；并且，以固体培养方式生产100万株粉蕉苗耗时约1年，而以液体培养方式进行生产，耗时约为半年，历时较固体培养历时缩短了一半。综合分析时间成本和经济效益，液体培养生产粉蕉优于固体培养生产粉蕉。

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第一章 引言

1 香蕉工厂化试管育苗的研究进展

2 液体培养在植物试管苗离体快繁上的研究进展

3 LED光源在工厂化试管育苗上的应用

4 ISSR技术原理及其在遗传变异中的应用研究

5 本研究意义和主要内容

第二章 固体、液体培养对粉蕉工厂化试管育苗的影响

第一节 固体、液体培养对粉蕉试管苗增殖的影响

第二节 液体培养对粉蕉试管苗生根培养的影响

第三章 LED光源对粉蕉工厂化试管育苗的影响

1 材料与方法

2结果与分析

3 讨论

第四章 固体、液体培养对粉蕉组培苗遗传稳定性的影响

1 材料和方法

2 结果与分析

3 讨论

第五章 固体、液体培养下粉蕉试管苗生产模式建立与经济效益分析

第一节 固体培养下粉蕉试管苗的工厂化试管育苗模式建立

第二节 液体培养下粉蕉试管苗的工厂化试管育苗模式建立

第三节 固体、液体培养下粉蕉试管苗经济效益分析

第六章 小结

1 固体、液体培养对粉蕉组培快繁的影响

2 LED光源对粉蕉组培快繁的影响

3 固体、液体培养方式下的粉蕉试管苗ISSR遗传稳定性比较分析

4 固体、液体培养方式下粉蕉试管苗工厂化生产的经济效益比较分析

参考文献

附录：图版及图版说明

致谢