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植物无糖组培快繁工厂化生产技术硏究与应用

花匠小妙招
2024-09-15 04:08

主要完成单位：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

主要完成人员：杨其长，肖玉兰，曲英华，徐志刚，魏灵铃，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

起止时间：1997年7月—2007年3月

获奖情况：北京市科学技术

内容提要：

本成果以植物无糖组培理论为基础，组织了国内4家科教单位进行了9年多的协同攻关，取得了在该技术的应用领域达到了国际领先水平的创新性成果。
　　(1)首次研制成功了具有智能模拟与记忆功能的大型植物无糖培养装置，并通过对植株生长发育与环境因素多元相构关系的植物微繁殖控制理论的基础，开发出具有智能调节植物环境的自动控制系统；
　　(2)以古在先生无糖培养微繁殖理论为基础，开展了 C3、C4和CAM植物试管苗碳循环机理研究，在植物细胞超微结构层面上探索出不同碳源糖和CO2对小植株光合作用和生长发育的影响机理，为植物无糖组培微环境调控奠定了理论基础；
　　(3) 研制成功密闭式洁净无糖组培车间及其环境控制系统，实现对组培车间的万级洁净度和环境因子的高精度控制，解决了组培污染和工厂化生产的技术难题；
　　(4) 开发出了一套基于PLC的无糖组培微环境控制系统，实现对CO2的精确控制；采用覆膜与气体循环相结合，实现对湿度的精确控制；
　　(5) 在国际上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（am菌）提高组培苗品质的方法，突破了组培苗生根难的技术“瓶颈”；
　　(6) 通过组装集成，研制开发出了两套8个系列植物无糖组培快繁成套技术装备及相应的工艺技术流程，为植物种苗快繁商业化应用提供了重要的技术支撑；
　　(7) 成功实现了对花卉、果苗、药材和其他经济作物总共50多种植物的无糖培养试验与推广应用。与传统组培相比，污染率大幅度降低，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，先后建立了包括北京、山东、上海、浙江等省市在内的10多个示范基地，累计推广到国内50多个企业和科研单位，形成直接经济效益2.5亿元，社会效益显著。获专利11项，发表论文55篇，其中SCI源论文7篇，EI源论文6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”，必将对推动我国农业、林业和生态绿化的发展产生重大影响。