植物无糖组培容器环境控制系统设计及其效果
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植物无糖培养快繁技术及其优点
（四）目标与要求 1. 植物无糖培养快繁的目标是在短时间内获得大量的遗
传基因相同、生理一致、生长发育正常、无病无毒的 群体植株。 2. 要求植株有高的光合能力或光独立生长能力（能利用 空气中的CO2作主要的碳源）。
二、植物无糖培养快繁技术的优点
（一）缩短培养周期 通过人工控制，动态调整优化植物生长环境，为种苗繁殖
改一变、了 植碳物源无的糖供培给养途快径繁小，技即术植改变株培养表基成现分，为培养生基中长不再速含有度糖；慢、徒长、发育差、生理形态
以大豆、海棠、核桃、生姜、甘薯、香蕉等20多种植物为材料的植物无糖培养试验表明，无糖组培苗的移栽成活率可提高10%以上，培
异常、个体差异大、变异性增加、成活率降低。 养周期缩短了25%以上，生产成本降低了35%以上。
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因而可使植株长势良好，生物量较有糖培养的显著增加，污染率明显降低。 一是植物体靠光合作用进行自然生长（自养） 无糖组培工艺的简单化，流程缩短，技术和设备的集成度提高，降低了操作技术难度和劳动作业强度，更易于在工厂化生产上推广应 用。 植物无糖培养快繁技术，又称为光自养微繁殖技术，是指在植物组织培养中以CO2代替糖作为植物体的碳源，通过控制影响组培苗生长 发育的环境因子，促进植株光合作用，以更接近植物自然生长状态、成本相对较低的方式生产优质种苗的一种植物组织培养技术。 海棠无糖培养与常规培养的试验对照 二、植物无糖培养快繁技术的优点
主要内容
一 植物无糖培养快繁技术 二 植物无糖培养快繁技术的优点
一、植物无糖培养快繁技术
（一）提出
植物无糖培养快繁技 术是由 设施园艺与环 境控制专家古在丰树 教授在20世纪80年代 末提出的，是一种全 新的植物组织培养技 术。
传基因相同、生理一致、生长发育正常、无病无毒的 群体植株。 2. 要求植株有高的光合能力或光独立生长能力（能利用 空气中的CO2作主要的碳源）。
二、植物无糖培养快繁技术的优点
（一）缩短培养周期 通过人工控制，动态调整优化植物生长环境，为种苗繁殖
改一变、了 植碳物源无的糖供培给养途快径繁小，技即术植改变株培养表基成现分，为培养生基中长不再速含有度糖；慢、徒长、发育差、生理形态
以大豆、海棠、核桃、生姜、甘薯、香蕉等20多种植物为材料的植物无糖培养试验表明，无糖组培苗的移栽成活率可提高10%以上，培
异常、个体差异大、变异性增加、成活率降低。 养周期缩短了25%以上，生产成本降低了35%以上。
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因而可使植株长势良好，生物量较有糖培养的显著增加，污染率明显降低。 一是植物体靠光合作用进行自然生长（自养） 无糖组培工艺的简单化，流程缩短，技术和设备的集成度提高，降低了操作技术难度和劳动作业强度，更易于在工厂化生产上推广应 用。 植物无糖培养快繁技术，又称为光自养微繁殖技术，是指在植物组织培养中以CO2代替糖作为植物体的碳源，通过控制影响组培苗生长 发育的环境因子，促进植株光合作用，以更接近植物自然生长状态、成本相对较低的方式生产优质种苗的一种植物组织培养技术。 海棠无糖培养与常规培养的试验对照 二、植物无糖培养快繁技术的优点
主要内容
一 植物无糖培养快繁技术 二 植物无糖培养快繁技术的优点
一、植物无糖培养快繁技术
（一）提出
植物无糖培养快繁技 术是由 设施园艺与环 境控制专家古在丰树 教授在20世纪80年代 末提出的，是一种全 新的植物组织培养技 术。
植物无糖 组织培养环境控制中的问题及对策(一)密闭式组培间的环境控制
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研究报道
露
国一 组织培养 植物无糖
（ 密闭式组培间的环境控制 一）
■ 刘文科 杨其长
２ 世 纪 ８ 年 代 后 期 ， 日本 千 叶 大 学 的 Ｋ ｚ ｉ 授 在 原 有 ０ ０ ｏ ａ教 的 植 物 组 织 培 养 方 法 的 基 础 上 ， 提 出 了 一 种 新 型 组 织 培 养 方
组 培 技 术 由 于 培 养 器 内 ＣＯ 度 过 低 、 气 体 交 换 不 足 以 及 弱 光 率 提 高 。 总 之 ，组培 室 设 计 应 以组 培 苗 为 中心 ，以促 进 环 境 因子 浓 环 境 等 对 组 培 植 株 的 光 合 能 力提 升 的 制 约 ， 简 化 了 培 养 程 序 ，
因子 控 制 原 理 及 其 交 互 作 用 的 存 在 ，实 际 上密 闭 环 境 的 综 合 控 制
度 等 物 理 环 境 因 子 变 化 规 律 、 相 互 关 系 及 其 综 合 控 制 技 术 进 行 也 是 相 当 复 杂 的 一 个 问题 。要 获 得 理 想 的控 制 效 果 必 须 将 控 制对 深 入研 究 ，以推 动光独 立组 织培 养技 术在 我 国的推广 与普 及 。
光 、 温 、 水 、 气 、 营 养 等 条 件 ，促 进 植 株 的 光 合 作 用 ，从 而 促 高 ，保 证 培 养 间 环 境 的高 度 一 致 性 ； 进 植 物 的 生 长 发 育 和 快 速 繁 育 。 此 法 优 点 在 于 ：培 养 基 中 不 用 添 加糖 和 生长 调 节 物质 ， 只 是通 过 提高 培 养 器 内 的光 照度 、 ★ 密 闭 式 可 很 好 地 控 制 空 气 质 量 ，如 与 洁 净 度 相 关 的 指 标 等 。 密 闭 式 组 培 室 可 设 置 新 风 口 ，按 照 生 物 学 规 律 ，根 据 组 培 苗 需
研究报道
露
国一 组织培养 植物无糖
（ 密闭式组培间的环境控制 一）
■ 刘文科 杨其长
２ 世 纪 ８ 年 代 后 期 ， 日本 千 叶 大 学 的 Ｋ ｚ ｉ 授 在 原 有 ０ ０ ｏ ａ教 的 植 物 组 织 培 养 方 法 的 基 础 上 ， 提 出 了 一 种 新 型 组 织 培 养 方
组 培 技 术 由 于 培 养 器 内 ＣＯ 度 过 低 、 气 体 交 换 不 足 以 及 弱 光 率 提 高 。 总 之 ，组培 室 设 计 应 以组 培 苗 为 中心 ，以促 进 环 境 因子 浓 环 境 等 对 组 培 植 株 的 光 合 能 力提 升 的 制 约 ， 简 化 了 培 养 程 序 ，
因子 控 制 原 理 及 其 交 互 作 用 的 存 在 ，实 际 上密 闭 环 境 的 综 合 控 制
度 等 物 理 环 境 因 子 变 化 规 律 、 相 互 关 系 及 其 综 合 控 制 技 术 进 行 也 是 相 当 复 杂 的 一 个 问题 。要 获 得 理 想 的控 制 效 果 必 须 将 控 制对 深 入研 究 ，以推 动光独 立组 织培 养技 术在 我 国的推广 与普 及 。
光 、 温 、 水 、 气 、 营 养 等 条 件 ，促 进 植 株 的 光 合 作 用 ，从 而 促 高 ，保 证 培 养 间 环 境 的高 度 一 致 性 ； 进 植 物 的 生 长 发 育 和 快 速 繁 育 。 此 法 优 点 在 于 ：培 养 基 中 不 用 添 加糖 和 生长 调 节 物质 ， 只 是通 过 提高 培 养 器 内 的光 照度 、 ★ 密 闭 式 可 很 好 地 控 制 空 气 质 量 ，如 与 洁 净 度 相 关 的 指 标 等 。 密 闭 式 组 培 室 可 设 置 新 风 口 ，按 照 生 物 学 规 律 ，根 据 组 培 苗 需
植物组织培养实验室设计方案
植物组织培养实验室设计方案引言概述：植物组织培养实验室是进行植物细胞、组织和器官培养的重要场所，对于植物生物技术研究和应用具有重要意义。
本文将提出一个符合实验室需求的设计方案，包括实验室布局、设备选型、环境控制、安全措施和实验室管理等五个方面。
一、实验室布局：1.1 实验室分区：将实验室分为无菌区、准无菌区和非无菌区，以满足不同实验需求。
1.2 实验台设计：选择耐酸碱、易清洁的材料制作实验台，设置抽风装置，保持实验台面洁净。
1.3 通风系统：安装通风系统，保持室内空气流通，排除有害气体和异味。
二、设备选型：2.1 培养箱：选择具备温度、湿度和光照控制功能的培养箱，以提供适宜的生长环境。
2.2 培养基配制设备：选用精确的称量仪器和搅拌设备，以确保培养基配制的准确性和均匀性。
2.3 显微镜：选择具备高分辨率和高放大倍数的显微镜，以观察细胞和组织的形态结构。
三、环境控制：3.1 温度控制：安装恒温设备，保持实验室温度稳定在适宜的范围内。
3.2 光照控制：选择具备可调节光照强度和光周期功能的照明设备，以摹拟不同生长阶段的光照条件。
3.3 湿度控制：安装加湿器和除湿器，保持实验室湿度在合适的范围内，以促进植物生长和培养的成功。
四、安全措施：4.1 无菌操作：建立无菌操作区，配备无菌工作台和必要的无菌器具，严格遵守无菌操作规范。
4.2 废弃物处理：设置专门的废弃物处理区，对实验产生的废弃物进行分类、密封和安全处理。
4.3 安全培训：定期进行安全培训，提高实验人员的安全意识，确保实验室操作的安全性。
五、实验室管理：5.1 设立实验室管理制度：制定实验室规章制度，明确实验室使用流程和责任分工。
5.2 设备维护与保养：制定设备维护计划，定期对实验设备进行检修和保养，确保设备正常运行。
5.3 实验室清洁与消毒：建立实验室清洁与消毒制度，定期对实验室进行清洁和消毒，保持实验环境的卫生和无菌性。
综上所述，一个符合植物组织培养实验室需求的设计方案应包括实验室布局、设备选型、环境控制、安全措施和实验室管理等五个方面。
植物组培室洁净系统设计与性能
配 以专 用 铝型 材 门 框 ，周 边嵌 入 橡 胶 密 封条 ；墙 与 吊顶 、墙 与 地 面 均 采 用 半 圆 弧 铝 型 材 交 接 。送 风 面 下 净 高 ２０ ｒ ６０ ｍ。 ａ 整 个 组 培 室用 彩 钢 板分 成 组 培 问 、准 备 间 、缓 冲 间 、设 备 间
和 工 作参 观问 五 部 分 （ 图 １ ，其 中组 培 间面 积 １． ２ 见 ） ５ ｍ ，准 ６
要 求 ，本 洁净组 培室 的结构 、技 术 性能及 相应指 标如下 ：
植 物光 独 立 组 织 培 养 洁 净 室 建 立 在 一 间 面 积 为 ８０ × ３０
净室被当作现代 污染控制最重要的手段之一。当今 ， 在很多
工 业 部 门 都 在应 用 污 染 控 制 技 术 和 洁 净 室 ， 因为 洁 净 的空 气
Ｉｓｉ ｔ ｆ Ｅｎ ｉ ｎ ｅ ｔ＆ Ｓｕ ｔ ｉａ ｌ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ Ａｇ ｉｕｔ ｒ ．Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆＡｇ ｉｕｔｒ ｌＳｃｅ ｃ ｓ ｎ ｔｕｅ ｏ ｖｒ ｍ ｎ ｔ ｏ ｓａｎ ｂｅ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｒ ｌ ｅ ｃ ｕ ｉｅ ｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｒ ｌ ａ ｉｎ ｅ ｃ ｕ
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・
６－ ｏ
洁净与空调技术 Ｃ ＆ Ｃ ２ ０ 年第 ２期 Ｃ Ａ ０６
植物组培室洁净系统设计与性能
中国农 业科 学院农 业环境 与可持续发展研 究所 刘文科 杨其长 摘 要 以中国农业科 学院农 业环境与可持续发展研究所建立的无糖组培 室为例 ，研究 了空 气净化 系统的设计 方法和
系统性 能 。研 究表 明 ，建 成初 期 和 运 转 一年 后 ，室 内的 悬 浮 粒子 和 沉 降茵 指 标 均 达 到 洁净 度 国家 标 准 ７级 。
和 工 作参 观问 五 部 分 （ 图 １ ，其 中组 培 间面 积 １． ２ 见 ） ５ ｍ ，准 ６
要 求 ，本 洁净组 培室 的结构 、技 术 性能及 相应指 标如下 ：
植 物光 独 立 组 织 培 养 洁 净 室 建 立 在 一 间 面 积 为 ８０ × ３０
净室被当作现代 污染控制最重要的手段之一。当今 ， 在很多
工 业 部 门 都 在应 用 污 染 控 制 技 术 和 洁 净 室 ， 因为 洁 净 的空 气
Ｉｓｉ ｔ ｆ Ｅｎ ｉ ｎ ｅ ｔ＆ Ｓｕ ｔ ｉａ ｌ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ Ａｇ ｉｕｔ ｒ ．Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆＡｇ ｉｕｔｒ ｌＳｃｅ ｃ ｓ ｎ ｔｕｅ ｏ ｖｒ ｍ ｎ ｔ ｏ ｓａｎ ｂｅ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｒ ｌ ｅ ｃ ｕ ｉｅ ｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｒ ｌ ａ ｉｎ ｅ ｃ ｕ
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洁净与空调技术 Ｃ ＆ Ｃ ２ ０ 年第 ２期 Ｃ Ａ ０６
植物组培室洁净系统设计与性能
中国农 业科 学院农 业环境 与可持续发展研 究所 刘文科 杨其长 摘 要 以中国农业科 学院农 业环境与可持续发展研究所建立的无糖组培 室为例 ，研究 了空 气净化 系统的设计 方法和
系统性 能 。研 究表 明 ，建 成初 期 和 运 转 一年 后 ，室 内的 悬 浮 粒子 和 沉 降茵 指 标 均 达 到 洁净 度 国家 标 准 ７级 。
植物无糖组培技术研究进展
为了增强容器内外的气体交换, 降低培养容器内 的相对湿度, 近年来也有不少学者研究高分子膜材料 制成的培养容器的有效性。这类材料普遍具有高透 气性的特点, 与传统的玻璃容器相比, 可极大地改善 容器内外的气体交换情况, 除此之外, 它们还具有透
11
专 论综述
光率高、耐高温、耐腐蚀等优点。何松林 [ 33] 在培养文 心兰试管苗时, 采用四碳氟乙烯树脂膜为材料制成的 培养容器, 取得了理想的效果。 4展 望
李传业等 [ 14] 设计开发的无糖组培微环境控制系 统, 可根据设定要求将固定量的高压、高纯度 CO 2 气 体直接供入组培箱, 并可对组培箱内湿度进行调控。 控制系统对组培箱内 CO2 浓度和相对湿度的控制范 围分别为 700 ~ 900 Lm o l/m o l和 80% ~ 92% 。王立 文等 [ 15] 设计开发的 CO2 浓度控制软件程序运行结果 表明, 从控制开始到培养, 环境中 CO2 浓度达到的目 标值所需要的时间不超过 20 m in, 而浓度误差小于 20 m g / kg。 1. 2 改善培养环境的光照条件 1. 2. 1 光照强度
参考文献 [ 1] 杨武振, 王荔, 侯典云, 等. 无糖 组织培 养技术 研究进 展 [ J ]. 云南
农业大学学报, 2004, 19 ( 3) : 239-242. [ 2] Sha V K, K ozai P S T, N guyen Q T, et a.l G row th and net photosyn-
在传统的组织培养中, 一般采用容积较小的培养 容器以降低培养基中糖引起的污染。容器中的空气流 动性差, 相对湿度高, CO2 浓度低。研究表明 [ 29~ 31] , 较 高的相对湿度可导致试管苗叶片的解剖结构发生变 化, 蒸腾拉力降低, 影响试管苗 的正常生长。 Kubota 等 [ 32] 研究证明, 在较高的光照强度和 CO2 浓度下, 良 好的空气流动性对试管苗的生长有促进作用。 Kozai 等的 [ 30] 实验也表明, 在无糖组培中的暗期进行降低气 温的变温管理, 同时在培养后期适当降低一定变幅内 的相对湿度, 可明显提高试管苗质量。
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专 论综述
光率高、耐高温、耐腐蚀等优点。何松林 [ 33] 在培养文 心兰试管苗时, 采用四碳氟乙烯树脂膜为材料制成的 培养容器, 取得了理想的效果。 4展 望
李传业等 [ 14] 设计开发的无糖组培微环境控制系 统, 可根据设定要求将固定量的高压、高纯度 CO 2 气 体直接供入组培箱, 并可对组培箱内湿度进行调控。 控制系统对组培箱内 CO2 浓度和相对湿度的控制范 围分别为 700 ~ 900 Lm o l/m o l和 80% ~ 92% 。王立 文等 [ 15] 设计开发的 CO2 浓度控制软件程序运行结果 表明, 从控制开始到培养, 环境中 CO2 浓度达到的目 标值所需要的时间不超过 20 m in, 而浓度误差小于 20 m g / kg。 1. 2 改善培养环境的光照条件 1. 2. 1 光照强度
参考文献 [ 1] 杨武振, 王荔, 侯典云, 等. 无糖 组织培 养技术 研究进 展 [ J ]. 云南
农业大学学报, 2004, 19 ( 3) : 239-242. [ 2] Sha V K, K ozai P S T, N guyen Q T, et a.l G row th and net photosyn-
在传统的组织培养中, 一般采用容积较小的培养 容器以降低培养基中糖引起的污染。容器中的空气流 动性差, 相对湿度高, CO2 浓度低。研究表明 [ 29~ 31] , 较 高的相对湿度可导致试管苗叶片的解剖结构发生变 化, 蒸腾拉力降低, 影响试管苗 的正常生长。 Kubota 等 [ 32] 研究证明, 在较高的光照强度和 CO2 浓度下, 良 好的空气流动性对试管苗的生长有促进作用。 Kozai 等的 [ 30] 实验也表明, 在无糖组培中的暗期进行降低气 温的变温管理, 同时在培养后期适当降低一定变幅内 的相对湿度, 可明显提高试管苗质量。
植物组织培养实验室设计方案
植物组织培养实验室设计方案引言概述植物组织培养实验室是进行植物细胞培养、组织培养和植物生长调控等研究的重要场所。
设计一个合理的实验室对于保证实验的准确性和高效性至关重要。
本文将从实验室的空间布局、设备配置、环境控制、安全管理和实验操作等方面，提出一个完善的植物组织培养实验室设计方案。
一、空间布局1.1 实验室整体布局应合理，包括工作区、操作区、设备区和储藏区等功能分区，以确保实验操作的顺利进行。
1.2 工作区应设有实验台和操作台，方便实验人员进行植物组织培养操作，同时保持实验环境的整洁和有序。
1.3 设备区应根据实验室需要配置培养箱、显微镜、离心机、平板振荡器等设备，确保实验设备的充足和运行稳定。
二、设备配置2.1 培养箱是植物组织培养实验室中必不可少的设备，应选择具有恒温、恒湿和光照控制功能的培养箱，以提供适宜的生长环境。
2.2 显微镜是进行细胞观察和分析的重要设备，应选择具有高清晰度和高放大倍数的显微镜，以便实验人员观察细胞结构和细胞分裂等过程。
2.3 平板振荡器是进行植物组织培养的重要设备，应选择具有多功能和可调节振荡幅度的平板振荡器，以促进植物细胞的生长和分化。
三、环境控制3.1 实验室应具有良好的通风系统和空气净化设备，以保证实验环境的清洁和无菌。
3.2 实验室应设有恒温、恒湿和光照控制系统，以提供适宜的生长环境，促进植物组织培养的成功。
3.3 实验室应设有紫外线消毒设备和无菌操作台，以确保实验操作的无菌和安全。
四、安全管理4.1 实验室应设有紧急处理设备和应急预案，以应对实验中可能发生的意外情况。
4.2 实验人员应接受相关安全培训和操作规程的指导，严格遵守实验室安全规定，确保实验操作的安全性。
4.3 实验室应定期进行设备检查和维护，确保设备的正常运行和实验操作的安全性。
五、实验操作5.1 实验人员应严格按照实验操作规程进行操作，确保实验的准确性和可重复性。
5.2 实验人员应注意实验操作的细节和注意事项，避免实验中可能出现的误操作和污染。
植物无糖组织培养
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植物无糖组织培养的技术特点
5、 闭锁型培养室
采用闭锁型的培养室，通过人工或自动调控 采用闭锁型的培养室，通过人工或自动调控 整个培养室环境，能周年进行稳定的生态调整优化植物生长环境， 、通过人工控制动态调整优化植物生长环境， 为种苗繁殖生长提供最佳的CO 为种苗繁殖生长提供最佳的CO2浓度、光照、 湿度、温度等环境条件，提高植株的光合 速率，促进了植株的生长发育，苗齐、苗 壮。 2、 继代与生根培养过程合二为一，培养周期 缩短了40%以上。 缩短了40%以上。 3、大幅度减少了植物微繁殖生产过程中的微 、大幅度减少了植物微繁殖生产过程中的微 生物污染率。 生物污染率。
植物无糖组织培养
主要内容
一、植物无糖组织培养的基本概念 二、植物无糖组织培养的技术特点 三、植物无糖组织培养的优势 四、植物无糖组织培养的限制因素 五、植物无糖组织培养的应用前景
植物无糖组织培养的基本概念
植物无糖组织培养技术：指在植物组织培养 植物无糖组织培养技术：指在植物组织培养 中通过输入CO 气体作为碳源，并控制影响 中通过输入CO2气体作为碳源，并控制影响 试管苗生长发育的环境因子，促进植株光 合作用，使试管苗由兼养型转变为自养型， 合作用，使试管苗由兼养型转变为自养型， 进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖 技术。
植物无糖组织培养的技术特点
1、CO2代替了糖作为植物体的碳源 作为小植株的唯一碳源，通过自然或 以CO2作为小植株的唯一碳源，通过自然或 强制性换气系统供给小植株生长所需CO 强制性换气系统供给小植株生长所需CO2， 促进植物的光合作用进行自养生长。
植物无糖组织培养的技术特点
2、环境控制促进植株的光合速率 在对培养容器内环境控制的基础上，根据容 在对培养容器内环境控制的基础上，根据容 器中植株生长所需的最佳环境条件来对植 器中植株生长所需的最佳环境条件来对植 株生长的微环境进行控制，最大限度地提 株生长的微环境进行控制，最大限度地提 高小植株的光合速率，促进植株的生长。 小植株的光合速率，促进植株的生长。
植物无糖培养技术
1） 通过人工控制动态调整优化植物生长环境，为 种苗繁殖生长提供最佳的CO2浓度、光照、湿度、 温度等环境条件，提高植株的光合速率，促进了 植株的生长发育，苗齐、苗壮。例如：康乃馨（ Kozai，1988），烟草（Fujiwara，1993），马铃 薯（Heo,1999），咖啡(Nguyen,1997),西红柿 (Kubota,2000),等等。
到目前为止，植物无糖组织快繁技术已经在 60余种植物中获得成功。与有糖培养相比， 无糖组织培养技术显示出其特有的优势。特 别是对于木本植物来说，无糖组织培养技术 能显著改善根的质量，提高生根率，消除了 小植株生理和形态方面的紊乱，种苗质量显 著提高。
5、植物无糖组培快繁技术应用前景
无糖组织培养微繁殖技术作为一项高新技术，在基 础科学研究和实践生产中均具有广阔的应用前景。 1．在无糖组织培养过程中，主要是通过环境调节 来促进试管苗生长。因此，可以从环境调节角度来 研究试管苗形态建成、生长发育机理等方面的基础 科学研究。 2．无糖组织快繁技术可有效解决藤木、木本植物 生根难的问题，可进行这方面的应用基础研究。
2） 继代与生根培养过程合二为一，培养周期缩短 了40％以上。 3） 大幅度减少了植物微繁殖生产过程中的微生物 污染率。 培养基中除去糖以后，微生物失去了最佳繁殖的营 养条件，污染的机率减少。由此极大 地减少了植物 的损失；并可减轻工人工作的劳动负荷，从而提高 劳动生产率；降低生产成本。 在无糖培养中，可以允许一些有益的微生物存在， 只有它们不是病原菌。
植物无糖培养快繁的目标是在短时间内获 得大量的遗传基因相同、生理一致、生长 发育正常、无病无毒的群体植株。
要求植株有高的光合能力或光独立生长能 力（能利用空气中的CO2作主要的碳源）。
一、植物无糖组培快繁的技术特点
植物无糖组织培养技术
1.4 无糖培养基内的CO2供给系统 （ CO2 浓度控制装置、混合配气装置、 消毒、干燥、强制性供气装置和供气管 道等构成）
• 2. 光独立培养
2.1 除去培养基中的糖，导入大型培 养容器 2.2 调节培养器内的 CO2浓度 2.3 提高光照度 2.4 调节培养器内的 相对湿度
• 3 驯化移栽
影响植物无糖培养的因素
意义 将整个培养环境看作是一个微型的生态系 统， 1·加强对微生态系统生态指标的研究 2·提高培养容器中小植株的光合能力， 3· 使其在光独立培养及无糖条件下，试 管苗的生理和能量代谢改善，生长速度加快。
植物无糖组织培养的概念 及意义
• 无糖组织培养←→传统的组织培养技术 • 优点:1·动态调整优化→植株生长发育， 种苗增殖快，品质优，生长周期短。 2·培养基中不含糖，降低污染，可 使用大型培养容器，提高快繁效率。 3·种苗质量提高。 4·节省投资，降低成本。 5·简化工艺，缩短流程，便于推广。
• 1.环境控制
1.1 无糖培养室的设计 满足培养植物 生长繁殖所需的温度、光照、湿度、和气 体条件。 1.2 无糖培养的容器 组织培养苗生 长的场所，综合提供温、光、水、气、肥 的微环境。 1.3 利用反光设施提高光能利用率 主要是光源 光照强度影响因素：光源放 置位置 、培养容器大小、 形状等， 采用 PVC透明软板、玻璃钢波纹板等—1
• 6—1· 1 • 6—1· 2
植物无糖组织培养技术
植物无糖组织培养的概念及意义
概念 意义
• 6—2
• 6—2· 1 • 6—2· 2 • 6—2· 3
植物无糖组织培养技术
环境控制 光独立营养培养 驯化移栽
• 6—3
• • • • 6—3· 1 6—3· 2 6—3· 3 6—3· 4
无糖组培技术的应用及发展前景_屈云慧
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专题论述
中国种业
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上； 培养 ! " #$% 开始通入气流量为 #& ’ ()* 的 +,- 混合 气体， 相对湿度 /01 +,- 浓度保持在 #$$$ " #-$$(. ’ &， 培养 ## " #0%， 光照条件 3$$$ " 0$$$ &4 5 3 只日 " 201 ； 气流量为 7& ’ ()*， 光灯 6 ， +,- 浓度可在 #$$$ " #-$$(. ’ & 保持不变，相对湿度在 /01 " 2$1 ；出苗前期在其它 条件不变的情况下， 空气流量可调至 7 " 0& ’ ()*。在整 个培养期间培养室温度保持 -$8 9 -8 。 无糖培养的组培生根苗质量显著优于常规组培生 根苗。植株生长速度快， 生长发育均匀， 根系良好， 在 工厂化组培种苗的生产中可以减化或省略驯化过程， 易于大田种植的驯化。 #$ % 自动调控专用设施的研发 在无糖培养技术中 为改善组培苗的质量，培养环境的调控是很重要的。 目前在使用箱式容器的无糖培养室内，温度由空调及 其控制器调节；光照强度取决于打开的日光灯只数 （ ；影响植株生长的湿度因子，受箱体 # " 3 只内选择） 内部的相对湿度影响，调控措施主要是增减强制性通 气的次数；人为补加的 +,- 气体通过强制性通气系统 进入箱式容器内，其浓度由限制钢瓶 +,- 气体流速及 各层的流量计来调控。在无糖培养模式中，为了确保 湿度、 温度、 植株的健壮生长， 进行培养箱内 +,- 浓度、 光照强度的自动监测及综合调控，是确保植株的健壮 生长的关键。由于各类组培种苗所需的培养条件有差 异，培养容器内环境因子对培养植物的生长及形态影 响方面还有很多问题没有弄清楚，自动调控的无糖培 养专用设施也正在研发。
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６３ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＆ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
ＡＴＥ 工作研究
刘文科 夏凤召 杨其长： 植物无糖组培容器环境控制系统设计及其效果
的自动控制。传感器安装在箱体后侧，箱体上采用 ５ 盏日光灯 为光源，距离箱体 ６ ｃｍ。
计算机控制系统的控制程序采用 ＶＢ 语言编制，Ｗｉｎｄｏｗｓ 系统兼容性好。具有良好的图视化效果，人机对话功能强，界面 简洁直观，操作方便，各项历史记录，可利用 Ｏｆｆｉｃｅ 软件进行数 据处理。同时，也可由可编程控制器（Ｃ－２０００）进行控制，该控 制器具有 ３ 个输入通道和 ４ 个输出控制通道。输入通道连接温 度、湿度和 ＣＯ２ 传感器，并将检测到被控环境的电信号转变为 数字信号，通过嵌在监控器表面的液晶显示器显示当前被检环 境的温度、湿度和 ＣＯ２ 浓度，实现在线检测。系统每 １０ ｍｉｎ 记 录一个数据，具有温度、湿度、ＣＯ２ 浓度 ３ 个参数。控制器具有 ４ 个输出控制通道，控制值通过面膜按键进行设定，微控制处理 器将温度、湿度和 ＣＯ２ 浓度设定值与检测值比较，由中间继电 器控制空调、加湿器的工作和 ＣＯ２ 气体释放，实现环境 ＣＯ２ 浓 度的自动控制；光照采用定时控制。控制器设有 ＲＳ－４８５ 通讯 接口，可以方便地将多台监控器组合与计算机连接，实现计算 机多点监控。
供气装置由 ＣＯ２ 气瓶、输气管、减压阀、稳流器、电磁阀、流 量计和释放管等组成。
３ 控制系统的控制性能试验
试验于 ２００５ 年 ９ 月 ６ 日 ８：００ 开始，至 ７ 日 ８：００ 结束，连 续采集一天数据。培养容器内环境的控制参数为：ＣＯ２ 浓度 ２ ０００×１０－６，控制差±５０×１０－６，光照时间 ８：００￣２３：００。组培间 控制参数：ＣＯ２ 浓度 ８００×１０－６，控制差±５０×１０－６；温度 ２６℃， 控制差±０．５℃；湿度相对湿度控制在 ６５％，光照时间 ８：００～ ２３：００。ＣＯ２ 增施与和光照互锁启动。
要想进一步提高控制精度，除了对箱体设施和控制元件进 行改进外，采用新型的控制方法也是一条很好的途径，如对一 些可行的环境因子（如 ＣＯ２ 浓度等）采用比例控制甚至 ＰＩＤ 控 制，可大幅度提高控制效果。
对箱体的规格进行了改进以适应种苗植物的无菌培养的 要求，操作更容易。也满足了组培苗后期生长研究的需要，以及 无菌条件下多种植物种类的生理生态学、植物环境和微生物待 关系的研究需要。此外，此项改进还可提供更大的垂直空间，提 高了培养箱气体浓度的缓冲性能，为提高 ＣＯ２ 释放时的控制精 度创造了条件。
变幅最大值 ５０×１０－６。在其余的 ７ ｈ 的暗期内，箱体内 ＣＯ２ 浓度 呈平滑地降低趋势，下降最小值为 １ ２００×１０－６。
由图 ２ 所示，温度变化具有突出的明期和暗期差异。在明 期，起始后，温度持续升高，最高温度达 ３１℃，维持将近 ８ ｈ；随 后，逐步下降到控制室温度近 ８ ｈ。总体变化曲线呈反写的 Ｓ 形。
４ 结论
通过试验表明：研制的环境控制系统能够对新设计大型培 养容器内的 ＣＯ２ 浓度、温度和湿度的自动检测，以及 ＣＯ２ 浓度 的自动控制 。整个明期内箱体中 ＣＯ２ 浓度控制在 １ ９５０ × １０－６￣２ ４００×１０－６ 范围内，控制系统性能稳定，达到较理想的控 制效果。ＣＯ２ 浓度、温度检测值与明期、暗期直接相关，温度主 要受控于房间的温度变化和照明灯具产生的热负荷。
４ 结果与分析
如图 １ 所示，箱体内 ＣＯ２ 浓度在起始后一直在上升，上升 时间可控最低值时间为 ２ ｈ ５ ｍｉｎ 左右的时间；而达到可控最 大值的时间为 ２ ｈ３０ ｍｉｎ 左右。在 １７ 个 ｈ 的明期里，ＣＯ２ 浓度 变化呈波浪形，其变化被控制在 １ ９５０×１０－６￣２ ４００×１０－６ 范围 内，控制周期为 ２ ｈ 加减 ２０ ｍｉｎ。该 ＣＯ２ 浓度曲线的最大特点 是控制值以上的变幅最高达 ４００×１０－６，远大于控制值以下的
装了箱内环境控制系统，实现了对培养容器内的 ＣＯ２ 浓度、温度和湿度的自动检测，以及 ＣＯ２ 浓度 的自动控制。试验结果表明，明期内箱体中 ＣＯ２ 浓度控制在 １ ９５０×１０－６￣２ ４００×１０－６ 范围内，控制 稳定性好。ＣＯ２ 浓度、温度检测值与明期、暗期直接相关，温度主要受控于房间的温度变化和照明灯
１ 大型植物无糖组培容器的研制
设计了大型无糖组培箱，其主要的特征如下。首先，箱体壁 厚为 １．０ ｃｍ，箱体内部的长×宽×高为 １．２ ｍ×０．５ ｍ×０．３ ｍ， 材质为进口有机玻璃板。该培养箱的体积达到 １８０ Ｌ。第二，箱 体内安装了采用有机玻璃管制作成的 ＣＯ２ 释放装置。管的直 径为 １ ｃｍ，长度为 １．２５ ｍ。安装时一端露出 ３ ｃｍ，连接气源，为 进气口；另一端封闭后安装在箱体的内嵌小槽中固定。定位于 培养上部均匀分布。有机玻璃管的侧面打 ２ 排孔，孔直径为
１ ｍｍ，按开孔垂直方向两排孔面间呈 １２０°夹角，两排孔在同一 水平面，平行地面放置。孔间距离为 ２ ｃｍ，两排孔交错分布。此 设计目的是可保证在箱体不同部位都能获得等量的气体，使之 能够迅速均匀地分布于培养箱的空间内，减少扩散引起的滞 后，提高二氧化碳浓度的控制精准度。
在其正面安装一个可向上翻起的门。长度为组培箱长度的 １／３，高度为组培箱的 １／２。其位置在箱体正面的上端 ２／３ 处。上 侧采用合页和螺钉固定、下部被可旋动的有机玻璃夹固定。门 四周内嵌橡胶垫，以保证门在关闭时的气密性。箱体的侧面开 孔 １ 个为六孔梅花状，孔径为 ６ ｍｍ，孔间距（孔心线上）２ ｍｍ。 孔位置在箱体左右两侧的上部，距离上表面 ２ ｃｍ，２ 孔呈对角 位置分布。
２００８．１０
总第 １５４ 期
文章编号：１６７３－８８７Ｘ（２００８）１０－００６３－０２
植物无糖组培容器环境控制系统设计及其效果
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 石家庄科技信息职业学院 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
刘文科 夏凤召 杨其长
摘 ห้องสมุดไป่ตู้ 植物无糖组培微环境控制是当今研究的一个热点。通过对植物无糖组培箱的改进，设计安
ＨＭ－１５００ Ｈｕｍｉｒｅｌ 美国
Ｅ＋Ｅ ＥＬＥＫＴＲＯＮＩＫ 奥地利
检测精度 ±０．３ ℃ ±３ ％ ±４０ｐｐｍ
测量范围 ０～５０ ℃ １～９９ ％ ０～５０００ ｐｐｍ
［收稿日期］ ２００８－０９－２８ ［邮编］ １０００８１ ［作者简介］ 刘文科（１９７４—），男，河北省孟村县人，副研究员，主要从事设施园艺、生态农业方面的研究。
有关大型组培箱设计与环境控制系统的研究早已有过，但 控制效果差异很大。目前，从组培环境 ＣＯ２ 调控的方法上，日本 及中国的一些研究者大多采用缓冲储气 ＋ 置换通风方式。这类 装置主要存在很多缺陷。中国农业大学开发控制系统以 ＰＬＣ 为控制核心，采用定量供给的 ＣＯ２ 将高压、高纯度 ＣＯ２ 直接供 入组培箱，这种方式克服了缓冲储气 ＋ 置换通风方式的一些缺 点，但增加一些控制难度。由于高纯度 ＣＯ２ 直接供入组培箱，易 引起箱体内气体环境不均一，加大因传感器滞后造成的控制误 差，降低控制精度。通过 ＣＯ２ 释放装置设计与安装，基本解决了 上述难点，实现了较为理想的控制效果，系统稳定性高。当然， 对该系统的性能评价还应进行多个浓度水平的检测试验，才能 更好地把握此系统的性能。
具产生的热负荷。文章最后对控制系统的性能进行了评价，并提出了改进的方法。
关键词 大型培养容器 无糖培养 环境控制 性能
中图分类号
文献标志码 Ａ
植物无糖组织培养（Ｓｕｇａｒ－ｆｒｅｅ ｍｉｃｒｏｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）是当今发 展较快的生物技术。其特点是采用人工环境控制手段，用 ＣＯ２ 代替糖作为植物的碳源，提供适宜植株生长的光、温、水、气、营 养等条件，促进植株的光合作用和生长发育。因此，采用此技术 时组培环境调控是很重要的。所以，自该技术产生以来，如何调 控培养容器内的环境因子，为组培苗创建适宜的生长条件，以 增加组培苗的质量和生产效率一直是研究重点。
无糖培养的环境应以组培苗为核心定义的，其内涵因采用 的组培设施形式而定。组培设施按外植体定植的方式分为开放 式和半开放式 ２ 种，其中最为关键是培养容器的类型。目前，无 糖组织培养容器趋于向大型化发展，报道的容积已达 １２０ ￣１７０ Ｌ，将来可能更大。大型组培容器应用是无糖培养的发展方向， 箱体内环境控制必然成为研究热点。作者在吸收前人研究成果 的基础上，设计了一种大型培养容器和箱体内环境控制系统， 并对其性能进行了试验研究。
２ 控制系统的研制
培养容器的控制系统是由传感器检测系统（传感器种类和 性能指标见表 １）、计算机控制系统和 ＣＯ２ 供应系统组成的，实 现对箱体内 ＣＯ２ 浓度、温度和湿度的自动检测，以及 ＣＯ２ 浓度
表 １ 控制系统传感器的技术指标
环境因子 温度 湿度 ＣＯ２
型号与产地
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