脱毒丰香草莓引种实验可行性报告

1、立题的背景和意义草莓(FragariaananassaDuch.)是蔷薇科草莓属多年生草本植物。原产南美，后被世界各地广泛引种。作为一种重要的经济作物，近年来草莓种植发展很快，世界总产量在浆果类水果中己经跃居第2位。由于其具有栽培管理容易、适应性强等诸多优点，在我国有着大面积的栽培。但在传统生产方式下，它会因长期营养繁殖和连作而导致植株体内各种病毒积累，表现为植株矮化、果实变化、畸形果比例增加，而且有花叶、黄边、斑驳等多种症状，从而造成草莓品种种性退化，单位面积产量降低，果实品质下降，降低了果实的经济价值和商品价值。利用组织培养对草莓进行快速繁殖获得大量脱毒苗是解决这一问题的有效途径，目前对于草莓组培的研究较多，特别是对于不同基因型，如何通过组织培养培育新的品种。研究证明，组培苗或脱毒苗的生长性状优于自繁苗或常规繁殖方式，在整个生长季内，脱毒微繁殖2代苗的生长势最强，其株高始终高于1代苗和普通苗，降低了感病率，提高了产量和品质。创造更高的经济效益，这样更能够调动种植的积极性，为农民增收，新农村建设做出更大的贡献。因此，进行“脱毒丰香”草莓引种试验具有一定的前瞻性，如获成功，不但为鹿城区增添优良的果树新品种，而且为温州市的果树产业注入新的动力，将产生良好的经济效益和社会效益，有立项研究的必要。2、国内外研究现状和发展趋势最早进行草莓离体培育研究的是日本的下村等(1960),他们的研究表明,热处理茎尖分生组织和组培相结合的方法,排除草莓病毒效果好。70年代国外对此项技术的研究更加趋于完善。我国此项研究始于80年代,北京市林业果树研究所1985年建立国内第一个草莓脱毒试管苗生产基地。其间草莓的各种器官、组织和细胞的培养研究迅速发展起来。同时,北京农林科学院、中国农业科学院等开展利用草莓茎尖分生组织培养、花药培养、热处理等法进行草莓脱毒研究,直到90年代我国才开始先后有几家单位建立起产业化草莓脱毒研究及生产技术体系。可以说，“脱毒丰香”草莓引种试验，大家都处在同一起跑线上，只要投资力度大、方法正确就能处在领先地位，占尽市场先机。3、研究开发内容、技术关键和主要创新点（一）研究开发内容1.引进并建立“脱毒丰香”草莓白沙枇杷试验基地10亩；2.对引进的“脱毒丰香”草莓进行生物学特性观察，为制订配套栽培技术方案提供科学依据；3.制订“脱毒丰香”草莓配套栽培技术方案，并进行田间验证试验，筛选出最佳方案。（二）技术关键本项目的技术关键分别为：“脱毒丰香”草莓生物学特性观察、制订“宁海白”白沙枇杷配套栽培技术方案和田间验证试验。（三）主要创新点本项目的主要创新点分别为：“脱毒丰香”草莓生物学特性观察、制订“宁海白”白沙枇杷配套栽培技术方案和田间验证试验。4、项目预期目标（主要经济技术指标、技术应用或产业化前景以及获取自主知识产权的情况）1.引进“脱毒丰香”草莓品种；2.建立“脱毒丰香”草莓试验基地10亩；3.提供“脱毒丰香”草莓配套栽培技术”1套。5、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解“脱毒丰香”草莓品质优良，具有较好的经济效益和社会生态效益。“脱毒丰香”草莓产业的发展，不仅解决了大批社会劳动力就业的出路，增加广大农民经济收入，加快脱贫致富步伐，而且可带动旅游观光等相关产业发展，其社会、经济、生态效益都十分显著。（一）项目实施方案1.“脱毒丰香”草莓生物学特性观察主要观察记载物候期、生长习性、结果习性、抗逆性等；2.制订“脱毒丰香”草莓配套栽培技术方案制订整形修剪方案、土肥水管理方案、保花保果方案、疏花疏果方案、产品质量提升方案；3.进行“脱毒丰香”草莓配套栽培技术方案的田间验证试验把制订的整形修剪方案、土肥水管理方案、保花保果方案、疏花疏果方案、产品质量提升方案具体化，写成专题试验设计，并进行多点试验，筛选出最佳方案进行组装，初步提出“脱毒丰香”草莓配套栽培技术。（二）技术路线1脱毒机理1.1热处理脱毒机理由于病毒不耐高温,通过热处理,可使植物组织中的病毒钝化,从而起到脱除病毒的作用。热处理法往往与茎尖组培相结合,以提高植物的脱毒机率和脱毒程度。植物生长的顶端是一段脱毒区,热处理过程中,可使原植物生长点的顶端免疫区得以扩大,使所取茎尖生长点大于未经热处理植株的生长点,以提高外植体培养成活率。热处理最适温度为38℃,但由于病毒的抗热性因其种类而异,一般使用温度范围在35～40℃。1.2分生组织和花药培养脱毒机理草莓组培脱毒技术主要依据病毒在其体内分布不均匀,某些营养器官或组织如茎尖、花药等不带或少带病毒的特点。其次,草莓植株有突出的发育可塑性,用植株的任何部分作外植体都可能再生完整植株。一方面,分生组织内部不存在维管系统,而通过维管系统在体内移动的病毒不能达到茎尖分生组织;另一方面,分生组织内源生长素含量较高,对病毒有钝化作用;再一方面,分生组织细胞分裂速度超过病毒的繁殖速度。因此,通过茎尖分生组织组培可以获得脱毒苗。利用花药组培再生植株,主要基于植株在形成性器官、性细胞时,部分或全部病毒被脱离。2脱毒方法2.1小茎尖分生组织培养法国学者GeorglsMorel最早应用茎尖培养作为无性系繁殖手段,同时首先证明已感染病毒的植株可以通过茎尖分生组织培养恢复成无病毒植株。下村等(1960)研究指出,如切取0.3mm以下生长点,则可能达100%的无毒苗。庄子孝一(1978)认为以获得无病毒苗为目的的茎尖培养,以0.3～0.5mm、包含1枚叶原基的茎尖材料为好。高庆玉等(1993)研究认为,小于0.3mm茎尖脱毒效果较0.3mm好,但成活率较低。童尧明等(1993)以草莓茎尖分生组织0.2～0.4mm一次性培养出组培苗,出苗率83%～90%,脱毒率达100%。艾勇、赵佐敏等(2000)以草莓茎尖小于0.5mm培养,出苗率达90%以上,脱毒率可达80%。重复切取茎尖培养也是一种获得无毒苗的手段,但所需时间较长。以药剂处理加茎尖培养可增加脱毒效果,如盐酸四环素对草莓的四种病毒都有一定的抑制作用。而培养基中加入生长素对病毒也有一定的钝化作用。经茎尖分生组织获得的试管苗必须经过严格多次的病毒检测,证实其100%不带病毒之后,方能投入生产使用。2.2茎尖分生组织结合热处理分生组织结合热处理方法在早期曾被成功地用于消除甘蔗的斐济病毒,随后也应用于草莓。即在分生组织剥离之前或培养过程中进行不同温度、不同时间或不同热处理方式(恒温或变温)的处理,可能非常有效地脱除病毒。覃兰英等(1988)将草莓在35℃下热处理7d后,逐步升温至38℃,在湿度40%～68%、光照度4000～5000Lx条件下热处理35d后,将长出的新茎茎尖再行组培,可获得100%的脱毒苗。2.3花药培养由花培获得脱毒苗是大泽胜次(1982)在进行单倍体育种时获得的启迪,经鉴定证明花培植株的脱毒率达100%。此法不仅可快速繁殖出大量毒植株,还可省去病毒鉴定工作,在育种与生产应用上可谓一举两得。利用花药培养脱毒苗,其成功与否与花蕾大小的选择有关,应选取处于密封状态的小花蕾,此时的花粉发育期为单核靠边期。花蕾的大小与不同的品种有一定的差异。高庄玉等(1993)用草莓花药组培,其脱毒率达100%,用幼叶和茎尖产生的愈伤组织其再生植株脱毒率只有20%。因此,可以认为,经花药培养途径所获的植株脱毒率最高,也较可靠,且花培过程中2%左右的变异多属高产类型。2.3病毒检测检测组培所得的草莓苗是否脱毒,目前主要有四条途径:一是生物学鉴定,即对栽培植株的外观性状直接观察分析判断;二是利用电子显微镜观测植物组织中的病毒;三是利用抗血清鉴定法检测草莓病毒;四是在特定的指示植物上接种鉴定。生物学鉴定法较为直接,但由于病毒侵染栽培植株表现的症状在不同的生育阶段和季节不甚一致,也不太明显,因此用直接观察的办法很难明确判定侵染病毒的种类。电子显微镜法虽直观、快速,但对低浓度病毒不易检测,而且从形态上判断也有误差,从而影响其精确度,同时成本高难以普及。抗血清法有极高的灵敏度,具有快速、结果易判断的特点,但要制备抗血清,且草莓的病毒分离提纯还存在一定困难,目前尚处于研究阶段,未能广泛应用。指示植物接种检测法虽然所需时间比较长,但此法比较可靠,且简单直接又方便实用,目广泛采用。常用植物病毒指示植物是EMC系、VC系吉维及尼亚草莓。据王国平等(1991)报道,若只检测草莓是否脱毒,只需用UC5指示植物即可;若要查清病毒种类,则至少应同时使用EMC、UC4、UC5、UC64种指示植物。（三）组织方式与课题分解本项目由主持单位承担项目的全部试验研究责任，负责项目管理，督促检查项目进展与完成情况，并组织实施和课题的结题、验收等工作。合作单位参与配合实施，并参与课题的结题、验收等工作。本项目实行项目负责人制：项目实行目标管理，由负责人对任务承担者进行阶段性检查，确保项目任务的顺利完成。项目负责人负责技术方案的设计、组织实施、人员聘用、经费使用等。项目具体任务落实到人，由项目负责人对项目组成员所承担的任务进行阶段性考核，最大限度调动积极性，确保项目顺利实施，课题组其它成员对主持人负责，完成相关工作。6、计划进度安排2014年4月—2014年5月1.“脱毒丰香”草莓生物学特性观察；2.制订“脱毒丰香”草莓配套栽培技术方案。2014年6月—2015年1月1.进行“脱毒丰香”草莓配套栽培技术方案的田间验证试验；2.初步提出“脱毒丰香”草莓配套栽培技术；3.课题评审。7、现有工作基础和条件本项目组成员结构合理、人员精练、专业互补、科研能力强，有合作基础。主持单位位于温州市温州市科技职业学院，生态环境优良，交通便利，本校核心示范基地200亩，向全区范围辐射与扩散。在基地建设和技术方面积累了较好的工作基础，具备果树科技的基本能力。其团队导师长期从事果树生产，具有丰富的实践经验。因此，本项目主持单位和参加单位已具备完成各项试验研究任务的能力。8、经费预算总经费10万元。其中：设备费：1.5万元能源资料费：3.0万元设计试验费：2.0万元信息费：0.5万元会议调研费：0.5万元验收费：0.5万元人员费：1.0万元其它费用：1.0万元