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组培知识

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红掌组培苗工厂化生产成本降低措施

  自2001年以来,天津花圃开始从事植物组培苗的科研生产研究,在长期的生产实践中,形成和总结了一系列降低组培苗生产成本的有效策略。从以下不同方面对组培苗工厂化生产成本降低策略进行综合分析和探讨。

培养瓶的替换

  一般实验室里进行组织培养都是用玻璃三角瓶,其优点是透光性好,非常适合于科学研究。但其价格昂贵、易碎、培养容积小,且不利于大批量手工操作,在大批量的生产中就会相应地增加生产成本。现在多用玻璃瓶或塑料瓶替代玻璃三角瓶进行大规模生产,我们在红掌工厂化生产中所使用的玻璃瓶不仅价格是三角玻璃瓶的1/10,相对接种面积较三角瓶大,而且便于洗涤和接种工人大批量操作,有效地降低了成本,极大地提高了生产效率。有研究表明,用玻璃瓶替换成三角瓶对苗高和增殖系数均无显著影响,生长状况良好,玻璃瓶在生产中应用是完全可行的,而且可以节省60%的容器成本。

培养基的简化

  对年产100万红掌苗的生产成本进行详细核算,结果显示,培养基成本约占室内生产成本的8%,其中,大量元素、肌醇、激素、琼脂、糖在整个培养基成本中占相当大的比例,分别达到16%、6%、3%、59%和14%。因此,可以通过改变或降低这些培养基成分来降低生产成本。我们的实践经验表明,用白砂糖代替分析纯蔗糖、用自来水代替蒸馏水、在温度低的季节用卡拉胶代替琼脂使用可以有效地降低生产成本,且不影响植物正常生长。在大量元素成本降低上,可以考虑用1/2MS或1/3MS培养基代替MS培养基进行培养。在琼脂成本降低上,可以考虑采用液体浅层培养或半固体培养的方法。对于有些植物,在不影响组培苗的生长情况下,可以通过降低培养基中有机物的含量或激素含量来降低成本。

培养条件的改变

  在组培工厂化生产中,电费约占整个生产成本的35%,而其中培养阶段所消耗电费占绝大部分,达70%以上。通常情况下,为了提供植物适宜的光、温条件,一年四季都得开日光灯和空调,这极大地提高了生产成本。因此,需要采取有效措施降低组培苗培养阶段的成本。为了降低能源成本,现在越来越多的科研生产单位,利用自然光替代人工辅助光照,设计类型多样的自然光照培养室,有效利用自然光进行组培苗的培育。有研究显示,用自然光代替人工辅助光照,同时光强度控制在1500~4000 lx之间,并注意光照强度大于5000lx的地方的遮荫,将培养室的温度控制在23~25℃之间,将使组织培养这项新技术在生产之中的成本大大降低。

污染率的降低

  微生物污染是影响组培苗工厂化生产效率和效益的关键因素之一,可以发生在工厂化生产的各个环节。我们对年产100万红掌组培苗的生产成本核算结果显示,污染率从5%提高到10%,室内生产成本约提高11%,整个生产成本约提高6%。因此,针对不同环节污染来源,采取切实可行的防止或减少污染的方法,对降低组培苗生产成本,提高生产效益具有重要的意义。为了避免或减少污染应做好几方面工作,首先建立有效日常监察管理机制,要求工作人员注意个人卫生,勤洗换工作服,并且严格按操作规程操作。平时采取轮流值日的办法,负责完成每天接种工作结束后的卫生。接种室每天开紫外灯或臭氧发生器消毒2h,接种用的纸、碟、工具经消毒后应3d内用完,否则需重新消毒才能使用。培养基消毒后最好能存放3d无污染方可使用。在高温高湿季节要注意无菌室的除湿和薰蒸消毒,必要时可用70%酒精溶液喷雾消毒。一旦发现材料污染应及时清出,并搬到远离生产车间的地方进行妥善处理,污染的瓶子要用药液消毒并清洗干净,必要时经高压灭菌后方可用。另外,为了降低或免除培养基中因糖而产生的污染,有研究表明利用含糖的小容器培养方法,将培养基中的糖去掉,可大幅度减少植株的污染率,降低了生产成本,通过环境控制技术,为植物的生长发育提供最佳的温、湿、光和二氧化碳等环境条件,促进植株的生长发育,使幼苗生长良好。

繁殖系数的提高

  种苗中心组培室对年产100万株红掌瓶苗进行成本核算的结果显示,繁殖系数对试管苗的室内直接生产成本也有一定影响。当繁殖系数由2分别增加到3、4、5和6时,室内直接生产成本将分别下降14.86%、21.51%和22.84%。因此,在试管苗生产允许变异范围内,我们可以通过调节试管苗繁殖系数来降低生产成本。

试管苗瓶外生根

  常规组培过程一般分为:无菌培养物的建立、增殖继代、试管苗生根和炼苗移栽。组培苗的生产成本也贯穿在这生产过程中。诱导试管苗生根过程的费用占总费用的35%~75%。因此,降低试管苗生根成本对组培苗工厂化生产经济效益的提高极其重要。除了前面谈到的通过培养基的简化和改变培养条件来降低试管苗生根成本外,研究者通过不同方法将试管苗生根过程搬到试管外进行,这极大地降低了生产成本。试管苗瓶外生根的方法有:基质繁(常用基质为珍珠岩、蛭石等)、滤纸桥生根技术、气繁、非试管快繁生根技术等。试管外生根与试管内生根相比,不仅直接成本上相对较低,而且生根苗木抗逆性强、移栽成活率高,是一种值得借鉴和推广的有效降低成本的方法。