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竹柳快速繁殖--植物非试管高效快繁技术(图)

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2010年03月22日 16:03 农博网

  植物非试管高效快繁技术(Technique of Efficient & Rapid Non-test tube Plant Cloning)是由被国内外媒介誉为“复制绿色的巨匠” ----李长潇研究员在国内外首创发明的高新技术。李长潇研究员现任中国高新技术产业化研究会常务理事、中国农业技术推广协会高新技术专业委员会常务委员、中国质量检验协会常务理事、宁夏科隆实业公司董事长、宁夏科隆生物工程开发研究所所长。曾发表《植物非试管高效快繁技术》等研究论文30余篇。是国内较早从事有关植物生物技术研究、开发的科学家;他在国内外首次提出“快繁是一个先导产业和高效益产业”的理念,并是倡导和亲自实践“快繁产业”的着名科技实业家。

  李长潇研究员发明的“植物非试管高效快繁技术(TERNPC)”是一个全新的植物快繁体系。该技术经过长期的应用实践证明,它同时对现代植物生物技术中植物组织培养试管快繁和人类历史应用近2000年的常规育苗技术具有双重重大突破。

  该技术是一个专有技术,已在近700种经济植物的快繁中取得成功,显示出对大多数经济植物无性快繁具有普遍意义。植物非试管快繁技术经1995年发明专利公开(公告)专利文献检索和中国农业科学院文献信息中心查新确认,该技术属国际领先水平。植物非试管高效快繁技术(TERNPC)无形资产于1999年10月经财政部授权北京权威资产评估机构评估为15.604亿元,创下目前我国涉农单项技术无形资产最高。2000年又经四川省科学技术情报所联网检索查新,该技术仍然居国际领先水平。2002年4月山西省科学技术情报研究所检索中心查新确认,2002年4月经国家一级科技查新咨询单位--湖南省科技信息研究所数据库检索确认,至今,未见其他单位和个人做了完全相同的技术研究。2002年4月30日又经权威资产评估机构评估,该技术的无形资产达到16.288亿元

  该技术曾荣获首届中国农科城技术博览会金像奖,第九届中国发明展金奖,银川市科技进步奖。95年被银川市列为95重点高新技术发展规划;96年和99年被宁夏科委列为自治区重点科技成果推广计划项目, 并推荐国家科委列入国家级科技成果推广计划项目; 国家科委成果办以及中国科协农村专业技术协会曾分别发文向全国推广该项技术;2000年被四川省又列为火炬计划项目;2001年被国家计委列为国家级高技术产业化推进项目。

  植物快繁技术是古今中外人们十分关注的问题。1902年德国着名植物学家哈伯兰德(g.haberlandt)提出植物细胞具有全能性,可以经过体外培养成为一棵完整植株的设想,指引着中外无数研究者开始攀登新的科学高峰。1958年斯图尔德(f.c.steward)用胡萝卜根细胞培养成功完整植株,开花结实,取得了重大突破,为植物组织培养技术程序奠定了重要基础。从此带来了植物形态、细胞、生理、生化、遗传、无性快繁、育种、农业、林业、园艺、医药等一系列学科的重要进展。在国内外已用于高价值的花卉、果树、蔬菜、油料、园林绿化苗木、粮食作物及名贵中草药的快速繁殖,有的苗木快繁已进入工厂化生产阶段。但40年来,真正面对大多数生产上急需、量大、价格低廉的无性繁殖(vegetative propagation)种苗,由于植物组培(tissue culture)存在一次性投资大,成本高,技术步骤繁杂,技术易传性差,农民在生产上不能直接利用,植物试管克隆苗成活率低,推广难度大等缺点,该试管克隆技术在实际快繁苗木生产中所形成的生产力还相当有限,真正形成大规模产业化的植物品种在世界范围内不超过上百个。至今实验室成果很多,绝大部分快繁品种的生产技术还主要掌握在科学家手中,真正实现产业化目标的项目寥寥无几。虽然几十年来无数科学家在降低成本,简化工艺,提高繁殖系数方面做了艰苦卓越的努力,但对很多木本植物快繁、针叶树组培快繁来讲,人们仍不能使植物组织培养技术(tissue culture)在大范围内转化为巨大的生产力。我国科学家经过努力,利用植物组培技术已研究成功可快速繁殖的植物很多,但目前只有10种左右的经济植物形成生产线和较大面积推广,发展速度比较慢。常规育苗如扦插、嫁接、压条、分株法在人类历史上已经应用了近2000年,国内外还在使用,作为无性繁殖方法,目前用该类技术在全世界生产的种苗数量最多。原因是它历史悠久、技术简单、从事生产的人数最多、容易推广。它的这些优点也决定了它的使用寿命很长。但它繁殖速度慢,每年生产代数少,不能工厂化连续生产的缺点,长期没有得到解决。

  植物非试管高效快繁技术(TERNPC)用许多植物类似组培试管茎段、茎尖培养的 3毫米--1厘米长的微型繁殖材料单位(包括一叶一芽),直接接种在辅助有简易条件的大田沙床上,使大多数经济植物离体材料在第二代后4-11天获得再生完整植株,并且成活率高达85%至100%。每15-60天繁殖一代,可按几何级数高效快繁。繁殖系数达到2-15以上,比许多植物在试管内快繁系数还高。在完全离开植物组织培养各种复杂设备条件下,实现了多种植物在试管条件下才可能达到的高效快繁。植物非试管高效快繁技术(TERNPC)经过在全国各地各种气候带、各种土壤连续十八年的研发、生产、推广,已形成一个完整的技术体系,是一项十分成熟的技术。由于采用独创的一系列有效的标准化技术措施和管理经验,可在简易条件下使千千万万个经特殊训练的普通人员直接在田间操作实施,增强了快繁技术的易传性和大众化;增强了实际上的综合快繁效率,最大限度的降低了工厂化植物育苗的生产成本。其中一次性固定投资比组织培养快繁技术低几十倍。该技术完美巧妙地克服了植物组培试管快繁和常规育苗技术的全部缺点,并保留和发挥了它们二者的全部优点。当达到一定育苗规模以上时,生产投资效益比可达1:5——1:10以上。它非常节约植物种质材料,对大多数植物仅用植物3毫米--1厘米长的微型繁殖材料单位(包括一叶一芽)开始繁殖,连续一年生产就可快繁数十万甚至上千万株纯种克隆苗。

  植物非试管高效快繁技术(TERNPC)与植物组培快繁(plant tissue culture)和传统育苗技术相比的先进性,及其在技术生产运用中的特点如下 :

  1、用植物0.3-1.0厘米长的微小外植体作为繁殖单位材料,极大的节约了种质材料,所用外植体繁殖单位材料用量比常规育苗用量少3-8倍;接种速度极快,是组织培养的3-5倍。直接接种在大田沙床或营养袋中,一次成苗直至供应生产,不需任何移动,成活率高。完全离开组培大楼和全部试管快繁的条件,育苗设施简易比组织培养快繁投入低几十倍,比常规育苗也低。

  2、在独创的简易条件下,无论南方北方、不同纬度、不同土壤、不同气候,一年四季(包括极端温度:低温-35度和高温42度)都可用此法连续快繁,多数品种均可达6--12代。该技术育苗较少受季节影响,一年365天均可接种繁殖。实现每代在原种植物基数上按几何级数高效增殖。一年中任何一天都可用此快繁技术启动生产。极大的拓展了技术应用的时间和空间。

  3、普及率高。普通人员每天(8小时)可接种3000-5000个单位材料。一个培养四个月的生产技术工人每月可成功培育单一植物品种30,000-10,0000株纯种苗。对人才素质要求适应性极广,生产技术易于推广;二是个人操作速度比组织培养快繁和常规育苗快得多,当达到一定育苗规模以上时,生产投资效益比可达1:5-1:10以上。它非常节约植物种质材料,一天就可以接种数十万株至上百万株(这是组织培养在世界范围内难以想象的事),易于大面积快繁各种苗木。 ,易于大面积育苗产业化规模快繁各种种苗。

  4、操作步骤少,生产技术工艺简单,经特殊培训较容易掌握,可广泛应用于生产。适宜大规模工厂化育苗。普通人员可参加快繁全部生产操作,且速度极快,成苗时间时间短,极大的节约了综合生产成本和提高了人员的生产效率。一次性投入少、成本低、劳动效率极高.极大地节约了人工开支和提高了育苗生产效率。

  5、技术可操作性强,易于产业化。每个经过培训合格的生产技术骨干,针对不同植物每月可生产管理3-20万株苗木,每个训练4个月以上的普通人员人年均可产出30-100万株合格种苗。创经济效益极高。现在在产业化发展中已出现了许多年产量达千万株以上的项目基地。

  6、获得完整再生植株速度快,繁殖速度快。育苗成活率高达85%--100%。根系发达,一般3-6条根,多的达30-40条根。生根时间短,大多数植物。从接种第一天算起,经过15-60天生根、发芽、获得完整再生植株、炼苗即可出圃。真正实现了高效快繁。每一再生植株每15-60天繁殖一代,每代增殖系数为2-15倍。具有在原种植物数量基数上按几何级数高效增殖的显着特点。这一点同于植物组织培养在试管内快速繁育的优点。

  7、采用独创的一套有效的技术体系和管理经验,与独创的针对不同植物的200多种单方或复配方的克隆补液相配合构成了TERNPC的技术指标。

  8、再生苗健壮、植株均表现为无变异、开花结果早,丰产性好。许多植物当年在苗圃地就开花结果。有的花卉从接种算起20-70天就开花,花大而艳,花期比其它技术方法培育的要长。

  9、成熟种苗,纯度高、无病虫、根系发达完整、根长25厘米以上,根数在3-6根,成熟芽饱满,茎高20-60厘米,定植生产大田成活率90%以上。

  10、直接接种培养在营养袋(或穴盘)中的绿苗纯度高,无病虫,生长3-5片叶以上,腋芽饱满,发枝能力强,根系发达,炼苗质量高,定植生产大田成活率达95%以上,生长速度均超过常规扦插苗的生长速度。

  植物非试管高效快繁技术(TERNPC)带动了一个崭新的快繁先导产业的迅速发展,开创了国内外经济植物开发利用和植物无性快繁(vegetative propagation)领域的一场新的革命。它适用范围非常广。可用于绝大多数曾用植物组培茎尖快繁和常规扦插育苗(cuttage propagation)技术可繁殖的植物,或上述两种技术均不适于繁殖的植物;可用于植物育种或濒危经济植物的快繁推广和保护;可用于自然突变植株、优良单株及多倍体优势株无性选择纯化和大量生产利用;可用于无病毒原种苗的隔离扩繁;可用于国内外新品种引种扩散;可用于各种优秀转基因植物最迅速的繁殖和早日大面积推广等等。

  植物非试管高效快繁技术(TERNPC)在国内外为首创发明以来,已在国内各地生产中提出近550种经济植物获得快繁成功。到目前为止采用该技术已推广生产几亿株纯种苗,许多经济植物用该技术已生产应用了十八年之久。目前,该技术已在全国各地推广应用;并已在全国创建科隆技术联营公司和合作快繁基地达30多个。有多家联营公司已被认定为高新技术企业。

  植物非试管高效快繁技术(TERNPC)其快繁综合效率已达到或超过植物试管快繁技术。在人类植物无性快繁历史上,它对多种经济植物快繁具有普遍意义,并第一次以最低的生产成本实现了最高速的生产快繁,比以往任何技术更具经济效益、社会效益和生态效益。依托该技术承接的许多植物品种的快繁工程,已经在全国的生态环境建设、农业产业结构调整、生态城市建设、西部大开发中开始发挥日益重要的作用。该技术继续在全国各地稳步推广,未来5至10年中它将成为无性繁殖技术中育苗量最大的技术。专家认为,这项有独创性的“植物克隆”新技术已达到国内外领先水平,是生物技术的一颗“原子弹”。它将给我国和世界经济植物快繁产业带来一场大变革。为祖国和世界的绿色生态产业带来勃勃生机。随着该技术产业化发展的进程和不断涌现出更多新品种的成功开发,将对人类做出更大的贡献。

  植物非试管高效快繁技术产业化(industrialization of the technique of efficiant & rapid non-test tube plant clone)市场前景广阔,种苗生产供需矛盾在今后相当长的时期内都将十分突出。因此,推进植物非试管高效快繁技术产业化工程在全国各地的合理布点、尽快实施,将为加速我国生态环境建设、生态城市建设、提高森林覆盖率、西部大开发、农业产业结构调整做出贡献。

  植物非试管高效快繁技术(TERNPC)是一个绿色产业工程,其社会效益和生态效益十分突出。作为高新技术,它具有低投入、低风险、高效益的独自特点。最适合于产业化生产,现代企业机制运作。该技术科技含量高,市场前景极为广阔,产业化推广具有很高的经济效益。仅种苗供应,就有很高的潜在的利润。按投资150-200万元,生产供应1000万株各种不同价格的种苗计算,平均利润总额可达800多万元。按投资750-1000万元,生产供应种苗5000万株,企业年利润总额可以达到8000多万元。按投资1500-2000万元,生产供应种苗10000万株计算,企业全年利润可达16000万元。这种经济效益是一般生产企业所不可比拟的。产品效益分析时在种苗销售量一定的情况下,种苗出售价格直接决定着企业经营的效益。按生产(销售)5000万株种苗计算,当单株价格平均为1元 时,盈亏平衡点的销售量96.4万株,销售额为964万元,占计划销售量0.9%,不到1%。当单株平均价达到3元时,销售额仅85.4万元就达盈亏平衡,平衡点仅为0.6%更趋近于0。这种情况充分证明:第一,价格确是此项技术产业化中较敏感的因素。但同时也说明,此项技术条件下价格的竞争优势,从单株价格1-3元的变化,达到3元/株,风险接近0,降到1元/株,风险度也仅2.0%,安全系数很高。第二,从这一个意义上进一步说明,此项技术的高效含义和产业化的巨大潜力。

  目前在全国经植物非试管高效快繁技术发明人李长潇研究员(Li changxiao)或其技术助理培训从事生产技术的人员已达360多人,为该技术的产业化准备好了急需的人才。预计明年从事该技术的生产人员将达到2500多人。其中具有相关专业高级技术职称的13人,中级职称的22人,各企业员工整体素质高,技术力量强。另外在全国各联营公司还有一大批素质高管理能力强,适应植物非试管高效快繁技术产业化运作的管理人员。他们对推广植物非试管高效快繁技术(technique of efficient & rapid non-tube clone),完善的现代管理体系和生产体系做出了重要贡献。所有曾从事植物非试管高效快繁技术产业化(industrialization of the technique of efficiant & rapid non-test tube plant clone)生产的管理人员和技术人员,已形成共识:“要克隆苗,首先要克隆克隆苗(clonic sprout)的人,包括克隆管理骨干和技术骨干 ”

(文章来源:农博网)

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