速生白榆组培技术及工厂化生产

速生白榆组培技术及工厂化生产2019/10/51目录2019/10/52一、研究背景二、品种来源三、研发过程四、立地实验五、工厂化生产六、项目成果及专家团队一、研究背景•背景：榆树具有较强的抗盐碱能力，是盐碱地区重要的乡土造林树种。此外，榆树是中国北方城市五大乡土树种之一，是世界四大行道树树种之一。•目的：通过研究不同白榆品种的耐盐性，培育筛选具有较强抗盐碱能力，适宜在盐碱地生长的白榆品种；•意义：为滨海盐碱地区及内陆盐碱地区提供能够适应区域环境条件的白榆优良品种。目录2019/10/54一、研究背景二、品种来源三、研发过程四、立地实验五、工厂化生产六、项目成果及专家团队二、品种来源2006年山东林科院在200多个榆树品种中筛选出了60个速生、抗病虫白榆品种，我公司经过5年科技攻关，利用60多个品种建立组培体系，通过诱导胚性细胞、耐盐筛选试验和物理、化学方法处理，筛选培育出速生、抗盐碱白榆品种，即速生白榆。目前，进行立地实验及生产推广的有8个品系。2019/10/55二、品种来源——特征耐盐性：速生白榆耐盐碱能力强，在山东盐碱地的试种中，表现出可耐受6‰的盐碱度的优良特性；而普通白榆、白蜡等一般能耐受3-4.5‰的盐碱度。速生性：10cm速生白榆组培苗一年生长高度可达到3-4米，年胸径生长量可达到3.5cm以上；而普通白榆一年生实生苗生长高度仅1.5米左右。长势：速生白榆组培苗栽种后的苗木生长基本整齐一致，普通白榆、普通白蜡、普通国槐则栽种后长势会参差不齐。遗传稳定性：速生碍于采用组织培养方式繁育，能够较好的保持品种的优良特性；而普通白榆、白蜡等树种的扦插等方式可能会在逐代繁殖中逐渐遗失品种的优良特性。繁殖时间：速生白榆采用组织培养的方式，可以一年四季进行扩繁；而普通的扦插、播种等方式则受季节限制。目录2019/10/57一、研究背景二、品种来源三、研发过程四、立地实验五、工厂化生产六、项目成果及专家团队三、研发过程——技术路线图榆树优良品种筛选的研究筛选收集优良榆树品种建立榆树种质资源库品种收集组培快繁取外植体，消毒，得到无菌苗建立榆树的组培快繁体系诱导筛选胚性细胞筛选出6个耐盐碱品种获得较高生根率，移栽至大棚驯化大田区域实验速生性对比试验不同立地条件对比试验解剖结构研究生理特性研究确认6个品种具备抗盐碱、速生丰产耐盐碱优良系抗性及丰产性机理研究在4种盐分20个梯度下培养耐盐碱品种推广与应用最优培养基筛选2019/10/58速生白榆研发技术路线图2019/10/5三、研发过程——外植体的采集、消毒外植体的消毒方法：主要利用酒精、升汞、吐温-20进行外植体的消毒处理，依据不同的季节外植体的生长状态调节升汞浓度及消毒时间.升汞浓度一般为0.02%~0.05%；消毒时间一般为8~15min。三、研发过程——增殖培养•相同激素条件下以MS、WPM、DKW、PP为基本培养基进行实验，结果发现以PP基本培养基长势最佳;不同培养基4个白榆无性系单株高生长率对比图0.0000.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4001.6001.800345828665225白榆无性系高生长率（*100%）A1A2A3A4A5不同培养基4个白榆无性系芽团分化率对比图0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.50345828665225白榆无性系扩繁率（*100%）A1A2A3A4A5增殖培养基实验ms+BAxx+KTxx+S3%（A1）、pp+BAxx+KTxx+S3%（A2）、dkw+BAxx+KTxx+S3%（A3）、wpm+BAxx+S3%（A4）、wpm+BAxx+KTxx+S3%（A5），4个白榆无性系在5种培养基中的芽团分化率对比图4个白榆无性系在5种培养基中的单株净高生长率对比图第9页286号白榆无性系第10页•A1培养基生长情况A3培养基生长情况A2培养基生长情况A4培养基生长情况A5培养基生长情况65225号白榆无性系第11页A1培养基生长情况A2培养基生长情况A5培养基生长情况A3培养基生长情况A4培养基生长情况2019/10/514速生白榆增殖阶段A2培养基配方在组培生产中：增殖比例1:3~1:5；增殖培养周期20~25d；主要以丛芽增殖为主，也可进行切段增殖；研发过程——生根培养•第一阶段实验基本培养基:1/2MS、1/2WPM、1/2PP实验结果显示1/2WPM生根效果较好；•第二阶段实验中添加不同浓度的活性炭、不同浓度糖，结果显示1/2WPM+IBA0.5+2~3%糖+0.2~0.5g/L活性炭效果较好。•但是不同的品系在相同培养基中表现不一致。74.57%73.50%77.66%86.37%81.50%82.80%87.16%65%70%75%80%85%90%g-1g-2g-3g-4g-5g-6g-1-2生根率培养基类型34#生根率统计结果81.96%82.56%85.13%87.18%88.21%82.56%87.18%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%1#g-1-21#g-11#g-21#g-31#g-41#g-51#g-6生根率培养基类型1#生根率速生白榆生根阶段5~7天生根情况10-15天生根情况20天左右生根情况30天左右生根情况组培生产中：生根率≥85%；生根周期30~35d；研发过程——炼苗移栽技术•公司用河沙、园土、草炭、蛭石、珍珠岩进行多次试验，得到适宜的炼苗基质配方xx：xx：xx=2:1:1，成活率高，且成本相对较低。•炼苗基质的分配采用类似“三明治”的方式，将基质分为上中下三层分配。•壮苗炼苗成活率可达到95%。研发过程——耐盐筛选实验室混合盐碱组份人工模拟：按照中国盐碱土类型：①硫酸盐类（6‰-12‰）、②氯化盐类（3‰-8‰）、③碳酸盐类（1‰-4‰）、④氯化钠（3‰-8‰）单盐进行实验室人工模拟其类型和梯度。有关培养基PH值的调节：在不影响试验的前提下（基质的凝固），白榆耐盐碱筛选试验使用的不同盐种类的PP培养基的PH值不进行人为调节，保持原有酸碱度。盐碱浓度梯度的筛选：依据前期耐盐试验结果，模拟实际盐碱地一年四季盐分随季节变化的特性将每一类盐分配置成不同梯度，以最大的限度模拟自然盐碱地条件。试验方法第6页筛选结果与分析同无性系不同盐分对比与分析在4种盐分条件下，分别统计各个白榆无性系的各项生长量数据，对比分析每个白榆无性系在4种盐分中的生长状况、趋势与规律。硫酸盐‰0681012测量值0.0.2.4.6.81.01.21.41.61.8平均增高（cm）平均扩繁率平均增长率氯化盐‰0345678测量值0.0.51.01.52.02.5氯化钠‰0345678测量值0.0.2.4.6.81.01.21.41.61.82.0碳酸盐‰01234测量值0.0.2.4.6.81.01.21.41.61.85号白榆无性系单株在4种盐分中生长量对比分析图硫酸盐‰0681012测量值01234平均增高（cm）平均扩繁率平均增长率氯化盐‰0345678测量值01234氯化钠‰0345678测量值01234碳酸盐‰01234测量值012345号白榆无性系芽团在4种盐分中生长量对比分析图第13页浓度梯度‰345678不同品种测量值*100%0123456品种5品种7品种20品种30品种34品种41品种46品种50品种51品种58品种286品种65225同盐分不同白榆无性系对比与分析通过对12个白榆无性系分别在4种盐分条件下的均高、平均扩繁率和平均增长率三项生长量数据的处理，对比与分析了每种盐分条件下各白榆无性系的生长状况、趋势和规律。12个白榆无性系芽团在氯化盐各梯度平均扩繁率对比图第14页筛选结果与分析5号白榆无性系cl7初期（单株）5号白榆无性系cl7初期（芽团）5号白榆无性系cl8初期（单株）5号白榆无性系cl7末期（单株）5号白榆无性系cl7末期（芽团）5号白榆无性系cl8末期（单株）第15页5号白榆无性系cl8初期（芽团）5号白榆无性系cl8末期（芽团）5号白榆无性系co1初期（芽团）5号白榆无性系co1末期（芽团）第16页5号白榆无性系co2初期（芽团）5号白榆无性系co2末期（芽团）5号白榆无性系co3初期（芽团）5号白榆无性系co3末期（芽团）5号白榆无性系co4初期（芽团）5号白榆无性系co4末期（芽团）5号白榆无性系lh12初期（单株）5号白榆无性系lh12初期（芽团）5号白榆无性系lh12末期（单株）5号白榆无性系lh12末期（芽团）第19页5号白榆无性系Na7初期（芽团）5号白榆无性系Na8末期（芽团）5号白榆无性系Na7末期（芽团）5号白榆无性系Na8初期（芽团）第20页通过对同种白榆无性系不同盐分的对比可以发现：•并不是所有白榆无性系的生长量随盐分浓度的升高而降低；•未加盐的对照组内的白榆无性系的生长量并不一定最高；•参加实验的大多数白榆无性系在氯化盐3‰-4‰条件下生长量最大。通过对同盐分不同白榆无性系的对比可以发现：•58号白榆无性系芽团在较高浓度硫酸盐、氯化盐以及氯化钠中生长量优于其他无性系；•58号白榆无性系单株在较高浓度氯化钠单盐、碳酸盐中生长量相对其它11个无性系较大。第27页筛选结果分析二、研发过程——愈伤组织诱导2019/10/527愈伤组织诱导实验基本培养基选择：PP、MS；激素选择：2,4-D，NAA，BA材料选择：茎段、叶片；02468101214161820PP基本培养基愈伤诱导结果茎段有效愈伤数叶片有效愈伤数02468101214MS基本培养基愈伤诱导结果茎段有效愈伤数叶片有效愈伤数•愈伤诱导实验结果分析：不同系号的白榆在同一培养基上愈伤诱导结果不同；PP基本培养基诱导的愈伤组织只能形成芽；MS基本培养基诱导的愈伤组织可形成根；茎段诱导愈伤结果优于叶片诱导愈伤结果。目录2019/10/530一、研究背景二、品种来源三、研发过程四、立地实验五、工厂化生产六、项目成果及专家团队四、立地实验•公司已经在山东省东营、威海等多地建立实验基地，进行立地实验。实验基地包括滨海盐碱地、内陆盐碱地及普通种植地等多种类型；每个实验基地种植多个榆树品种，观察年生长量、耐盐碱能力、抗病虫力等特征；•公司在安徽多个地区进行白榆种植栽培。•目前，公司正在筹划在上海浦东等地区建立示范基地。四、立地实验——盐碱地耐盐性结果•在东营、威海等多地立地试验，表现速生、抗盐碱等优良条件。耐盐浓度一般可达5-6‰。在3-4‰盐碱土壤，10厘米高的组培苗进入苗圃养护半年，株高可达3-4米左右。广饶种植10cm杯苗，种植20天，平均高40-50厘米梁山种植10cm杯苗，种植20天，平均高45-55厘米四、立地实验——速生性实验数据结果耐盐碱速生白榆种植试验34利津林业局基地生长2个月平均高度1.5m2019/10/534安徽泗县林业局5月种植，7月时（种植2个月）榆树高达1.6m四、立地实验——速生性实验数据结果组培苗生长整齐一致东营三明林业公司基地，13个月平均高度3.5m2019/10/535山东济宁，4月底种植苗，7月下旬（种植3个月）测量，高度平均2.2米四、立地实验——速生性实验数据结果目录2019/10/536一、研究背景二、品种来源三、研发过程四、立地实验五、工厂化生产六、项目成果及专家团队五、工厂化生产——生产流程接种人员技术培训无菌种苗提供按技术手册进行接种操作操作无菌环境控制培养室培养培养基制作及供给耐盐造林树种组培工厂化生产流程2019/10/537培养无菌环境控制培养室培养培养室培养继代扩繁（接种）瓶内生根（接种）苗生长检测及数据统计质检出圃运输大棚炼苗分级包装上营养钵、培养容器苗培养基制作及供给五、工厂化生产——无菌操作车间操作工正在无菌接种室中操作2019/10/538五、工厂化生产——无菌培养室大棚培育2019/10/540出圃成苗2019/10/541目录2019/10/542一、研究背景二、品种来源三、研发过程四、立地实验五、