第一組年產萬株馬鈴薯組培苗工廠設計

1、植 物 組 培 育 苗 工 廠 設 計題目：年產500萬株馬鈴薯苗組培育苗工廠設計姓名：鄔龍祺組員：楊宇鵬、田濤、周桂花、 張路、李彪、馮恩輝、李彌班級：生物工程111 班指導老師：郭燕華時間：2014年12月19日目 錄第一章 前言 3第二章 廠址選擇與工廠總平面設計 6 2.1廠址選擇 2.2工廠平面設計第三章 車間布置及其設備介紹 73.1 準備間3.2 培養(yǎng)基配制及滅菌室3.3 檢測、稱量室、藥品室 3.4 接種室3.5 培養(yǎng)室3.6 主要設備第四章 工廠化組培苗工藝流程 12 4.1組培苗工藝流程 4.2商品組培苗生產流程第五章 工藝計算 17 5.1生產規(guī)模與生產計劃計算 5.2計

2、劃的制定 5.3每年物料總衡算第六章 廢物處理 23 6.1廢水處理方法 6.2廢棄瓊脂培養(yǎng)基處理方法第七章 工程項目的設計概算 25 7.1投資估算7.2工廠組織及勞動定員7.3經費總預算和用途7.4設計的預期經濟效益第一章 前 言1.該植物的生物學知識、特性馬鈴薯是茄科植物，通常用塊莖繁殖，但也可用種子種植。許多馬鈴薯品種能天然結果。育種家利用雜交方法得到的種子和天然結實的種子進行馬鈴薯新品種選育。分離小的種子還可以直接用于生產。所以了解馬鈴薯的生物學特征在生產上有重要意義。1根馬鈴薯用塊莖種植和用種子種植時，根部形態(tài)不相同。用塊莖種植的根為須根，沒有直根。須根從種薯上幼芽基部發(fā)出，而后又

3、分枝形成許多側根。根系發(fā)育及分枝情況，因品種與栽培條件不同而異。大部分品種的根系分布在土壤表層下40厘米，一般不超過70厘米，在砂質土壤中根深也可達1米以上。早熟種的根系一般不如晚熟種發(fā)達，而且早熟種根系分布較淺，晚熟種分布廣而較深。所以，種植馬鈴薯時要根據品種的熟性和根系的分布情況來確定株、行距，才能獲得高產。 用種子種植時植株有主根(直根)和側根。根的分枝隨植株的生長而增多。主根為圓錐形深入土中，若生長條件好，實生苗的根系也很發(fā)達。有的地方實生苗當年單株產量可達1千克以上，這與實生苗形成的強大的根系是分不開的。 2莖馬鈴薯的莖有地上莖、地下莖、匍匐莖和塊莖。地上莖：種植的馬鈴薯塊莖發(fā)芽生長

4、后，在地面上著生枝葉的莖為地上莖。莖上有棱3-4條，棱角突出呈翼狀。莖上節(jié)部膨大，節(jié)間分明。節(jié)處著生復葉，復葉基部有小型托葉。多數品種節(jié)處堅實，節(jié)間中空。莖色有綠、紫褐等，因品種而異。莖有直立、半直立和匍匐型3種。栽培種的莖，大多為直立或半直立型。莖高多數品種在40-100厘米之間，少數中晚熟品種在100厘米以上。莖上分枝的部位與品種有關，早熟品種在中上部發(fā)出，中晚熟品種大都在下部或靠近莖的基部發(fā)出。另外，莖的粗細、有無茸毛等均可作為區(qū)分品種的標志。 (2)地下莖：塊莖發(fā)芽后埋在土壤內的莖為地下莖。地下莖的節(jié)間較短，在節(jié)的部位生出匍匐莖(枝)。匍匐莖頂端膨大形成塊莖。(3)匍匐莖：匍匐莖又稱匍

5、匐枝，實際上是莖在土壤中的分枝。早熟品種在幼苗出土后7-10天即開始生出匍匐莖；2周后匍匐莖的頂端膨大，逐漸形成塊莖，初期還能在匍匐莖上看到鱗片狀幼葉。如果播種的薯塊覆土太淺或遇到土壤溫度過高等不良環(huán)境條件，匍匐莖會長出地面變成普通的分枝。這就會影響結薯而減產。匍匐莖的多少和長短，因品種而異。一般早熟種較短，3-10厘米；晚熟種較長，有的達10厘米以上。匍匐莖較短的結薯集中，便于收獲。通常1個匍匐莖上只結1個塊莖，每株以5-8個匍匐莖并形成塊莖為適宜。如果匍匐莖過多或匍匐莖又產生分枝，則形成塊莖又多又小，就失去利用價值。(4)塊莖：栽培馬鈴薯的主要目的就是為了獲得高產的塊莖。塊莖是生長在土壤中

6、的縮短了的莖。它的作用在于貯存養(yǎng)分、繁殖后代。莖與根的明顯區(qū)別是莖上有芽，而根上沒有固定芽，只能產生不定芽。馬鈴薯塊莖上的芽眼多少、深淺是鑒別品種的主要標志。塊莖上每個芽眼通常由一個主芽、兩個副芽組成。塊莖通過休眠期后，頂芽的主芽先生長，而后側芽的主芽相繼發(fā)出。主芽受損后副芽可取而代之，繼續(xù)生長。塊莖的形狀、皮色、肉色等多種多樣，都是區(qū)別品種的特征。生產上對塊莖的要求除高產外，還希望形狀好，芽眼淺，表皮光滑，色澤悅目等。特別是塊莖形狀最好是卵圓形，頂部不凹，臍部不陷，芽眼少而平，既有利于加工去皮，又便于食用清洗。這樣的品種才適合市場銷售和商品薯出口。 2.該植物的經濟價值、生產現狀與市場前景馬

7、鈴薯含有淀粉、蛋白質、磷、鐵、無機鹽以及多種維生素，兼具有糧食、蔬菜的雙重優(yōu)點，在馬鈴薯的全部營養(yǎng)物質中，淀粉含量占第一位，其次是蛋白質，馬鈴薯的蛋白質屬于完全蛋白質，能夠很好地被人體吸收，它所含的維生素C比去皮的蘋果高50。營養(yǎng)均衡是它的突出特點之一，它所含有的維生素是小麥和稻米的7倍，各類微量元素含量是稻米、甘薯的兩倍左右。古時候人們出海遠航，為避免發(fā)生壞血病都隨身攜帶馬鈴薯，一個人吃200300克的新鮮馬鈴薯就可以補償人一晝夜維C的消耗，它的各種營養(yǎng)成分比例平衡、全面。有資料報道，每天只吃全脂牛奶和馬鈴薯就可以滿足人體所需要的全部食物營養(yǎng)元素。與其他主食相比，儲存得當(發(fā)芽的馬鈴薯會產生

8、生物堿龍葵素，對人體有毒)的馬鈴薯營養(yǎng)全面，富含各類微量元素、維生素，具有低脂肪、低熱量的特點，符合現代人的膳食要求。中醫(yī)認為馬鈴薯“性平味甘無毒，能健脾和胃，益氣調中，緩急止痛，通利大便。對脾胃虛弱、消化不良、腸胃不和、脘腹作痛、大便不暢的患者效果顯著”。現代研究證明，馬鈴薯對調解消化不良有特效，是胃病和心臟病患者的良藥及優(yōu)質保健品。馬鈴薯淀粉在人體內吸收速度慢，是糖尿病患者的理想食療蔬菜；馬鈴薯中含有大量的優(yōu)質纖維素，在腸道內可以供給腸道微生物大量營養(yǎng)，促進腸道微生物生長發(fā)育；同時還可以促進腸道蠕動，保持腸道水分，有預防便秘和防治癌癥等作用；馬鈴薯中鉀的含量極高，每周吃五六個馬鈴薯，可使患

9、中風的幾率下降40，對調解消化不良又有特效；它還有防治神經性脫發(fā)的作用，用新鮮馬鈴薯片反復涂擦脫發(fā)的部位，對促進頭發(fā)再生有顯著的效果。馬鈴薯現已經成為中國最重要的農作物之一，僅次于水稻、玉米、小麥居第4位?，F在全球種植馬鈴薯的國家有148個，總產量3億噸。中國種植面積7(DO萬畝、總產量超過7000萬噸，分別占全球的五分之一和四分之一。中國加入世貿組織，水稻、小麥、玉米和大豆的國際市場競爭力日趨減弱但馬鈴薯的產量高、成本低，有很大的發(fā)展優(yōu)勢與發(fā)展?jié)摿?。馬鈴薯生產的經濟效益高，據測算，1999年我國每年每公頃谷物的產值約為3956元，豆類3386元，油料類為4116元，而薯類(主要是馬鈴薯)為8

10、790元，以此產值計算，馬鈴薯可以達到油料作物的兩倍多，遠遠高于谷類和豆類所創(chuàng)造的產值。此外，馬鈴薯加工增值潛力很大，可以實現加工增值15至20倍，國外7080的馬鈴薯都是依靠加工實現增值?？傊S著馬鈴薯用途的不斷拓寬，馬鈴薯在中國的傳播發(fā)展前景廣闊，為農業(yè)的增產增收起到越來越重要的作用。第二章廠址選擇與工廠總平面設計2.1廠址選擇 廠址選擇是化工廠建設過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。廠址的選擇是否正確合理，將對以后工廠的建設速度、運轉成本、環(huán)境保護、發(fā)展?jié)摿ι踔涟踩a等方面都會產生直接的影響。 馬鈴薯工廠化育苗廠址應選在地勢平坦、排水良好處。切忌選在地勢低注、排水不良和風口處。對土壤肥力和質地

11、要求不高，但要求交通方便、水源充足、電力供應正常。同時、冰雹、大風等災害性天氣、生產原材料與產地距離、造林地距離也是必須考慮的因素。 馬鈴薯工廠化育苗的場地由播種車間，催芽室，育苗溫室及附屬用房（包裝間，組培室等）組成。播種車間占地面積視育苗數量而定，一般為100平方米左右，主要放置播種流水線，絞拌機及一部分基質，肥料，育苗盤，推車等。催芽室一般15平方米左右，設有加熱，增濕和空氣交換等自動控制和顯示系統(tǒng)，室內溫度，光照可調，相對濕度能保持在85%90%。2.2工廠平面設計工廠總平面如下：本項目占地2畝。煉苗溫室、種植溫室都可利用本園區(qū)現有設施，需要新建的主要內容如下：1.組培室彩鋼板房600

12、平方米；2.凈化室及凈化系統(tǒng)400平方米；3.控溫控濕系統(tǒng)；4.給排水系統(tǒng)和300kv雙回路供電系統(tǒng)；5.組織培養(yǎng)設施設備和實驗儀器。工廠平面圖見附圖。第三章 車間布置及其設備介紹3.1 準備間要求具有耐酸堿的水池和排水口。每天都有大量的植物材料碎片、瓊脂等東西堆積，因此排水口一定要安裝過濾網，做到每天清洗檢查，一是減少微生物滋生源，二是避免排水系統(tǒng)堵塞，帶來不必要的麻煩。配有不同形狀及大小的洗滌刷，條件允許的話可以安裝洗瓶機器，更能提高工作效率。配備數個塑料箱盛裝瓶子，將瓶放入箱內時，應倒立，這樣可使瓶子自然干燥。3.2 培養(yǎng)基配制及滅菌室 手提式高壓滅菌鍋23個，用于一些小型物品或急需用品

13、的高壓滅菌。組培工廠必須配備1至數臺大型滅菌鍋，直徑4050cm的不銹鋼或鋁鍋23個，用于溶解瓊脂或調制培養(yǎng)基，加熱源最好采用煤氣灶或用電。 去離子水發(fā)生器12臺。 干燥箱1臺，用于器皿或急需用具的干熱滅菌。 大型工作臺12張，用于培養(yǎng)基分裝、包扎等。 玻璃柜1個，用于放置藥品等。 試劑瓶、具刻度移液管、皮下注射器、量筒、搪瓷量杯、容量瓶、各式塑料瓶或塑料桶等易損品數個，更重要的是配備大量充足的培養(yǎng)瓶。3.3 檢測、稱量室、藥品室 PCR儀：可用于真菌和細菌性病原菌的檢測和部分病毒病的檢測。 酶標儀：通過血清免疫技術(ELISA)進行主要病毒病的檢測。 雙目顯微鏡、解剖鏡：用于植物組織培養(yǎng)材料

14、的形態(tài)發(fā)育及細胞觀察。 凹穴載玻片：用于細胞懸浮培養(yǎng)。 載玻片和蓋玻片：用于制作細胞和組織的顯微制片。 光照培養(yǎng)箱；用于不同種類植物培養(yǎng)方法或培養(yǎng)條件的研究。 冰箱：用于貯存化學藥品，培養(yǎng)基母液和植物材料等。 低溫冰箱：用于長期貯存培養(yǎng)基儲備液，某些酶和椰子汁等。 稱量儀器：包括感量為110000的電子天平，感量為110的普通托盤天平，稱量為15kg的臺秤等，用于藥品的稱量配制和植物組織生長量的測定。 水質及培養(yǎng)基檢測儀器：包括pH酸度計、電導率儀或Ec值測定儀。3.4 接種室 這是組培工廠的最核心和關鍵部分，是進行無菌操作的場所，如植物材料的消毒接種，無菌材料的繼代，叢生苗的增殖或切割，嫩莖

15、插植生根等。它也關系到污染率這項最重要的成本指標的高低，直接影響組培工廠的工作效率及經濟效益。無菌操作室原則上宜小不宜大，要有緩沖間，以便進人無菌室前在此洗手、換衣、換鞋、預處理材料等。無菌室的地板和四周墻壁應盡可能光潔，不易積染灰塵，易于采取各種清潔和消毒措施。無菌室內要吊裝紫外滅菌燈，用于經常照射滅菌。要安裝空調機，保持室溫在2325，原則上無菌室的門窗應緊閉，保持與外界相對隔絕。無菌操作室內需要的用具如下： 超凈工作臺：用于進行無菌操作。 室內小推車：用于運送培養(yǎng)物、培養(yǎng)基和各種器皿用具。 酒精燈：用于灼燒各種金屬用具。 手持噴霧器：用于在超凈工作臺內或對其他物品噴灑酒精進行消毒。 帶蓋

16、螺口玻璃瓶：用于盛裝無菌水，對植物材料進行表面消毒。 大的鈍頭鑷子：用于進行接種和繼代、生根等操作。 細解剖針；用于植物材料的解剖。 解剖刀：用于切割植物材料。 各種孔徑的不銹鋼篩網：用于分離太小不同的細胞團。 低速臺式離心機：用于沉淀細胞以便確定沉積細胞的總體積或清洗原生質體。 振蕩培養(yǎng)器；用于植物材料的液體培養(yǎng)。 血球計算器；用于細胞計數。3.5 培養(yǎng)室培養(yǎng)室要講究保溫隔熱。如果是專為組織培養(yǎng)設計的新建筑，為了減少能源消耗，培養(yǎng)室應盡量利用自然光照，最大限度地增加采光面積。除必要的承重結構外，全部安裝落地式雙層大玻璃窗，并在窗外設置防止直射的半透明瓦楞板，它的寬度、數目應按當地的緯度、日照

17、強度、日照時數等氣象因子適當考慮。培養(yǎng)室的四壁可選白色或淺米黃色防霉漆、涂料等涂層，地面也應選淺色建材，最好是白水泥、白水磨石或同樣的磨石砌塊、瓷磚等，頂部為白色，總之各處都應增強反光，以提 高室內的光亮度和易于清掃。我國大多數地區(qū)屬大陸性氣候，夏熱冬冷，而培養(yǎng)室要求常年保持25士(12)，因此房屋構造上要做到保溫、隔熱、防寒性能良好，做到冬暖夏涼。溫度調節(jié)常借助空調機，使高溫季節(jié)降溫，低溫季節(jié)升溫。在華南、昆明等冬暖地區(qū)，冬季由輔助照明燈產生的熱量即可很容易地維持室溫在2 5左右。房屋結構及隔熱性能良好， 無論降溫或升溫都可有效地節(jié)省能源，并易于保持溫度的穩(wěn)定。培養(yǎng)室應設計能有效通風的窗戶，

18、定期或需要時加強通風散熱，如夏初或秋末，一天內溫度變化很大，即使夏天，有時夜溫也不適宜必要時都可利用通風來調節(jié)溫度，這樣可節(jié)省一些降溫用電。方法是只要在室內地板稍高處設置進風氣窗，在氣窗的對側，近天花板處 設置排風窗，亦可安裝小功率的排風扇，利用自然空氣來調節(jié)室內的溫度。進風氣窗可用兩層以上的紗布簡單地濾塵。如果改建，則應考慮增加窗戶，改為雙層窗，內壁加保溫隔熱層，如加一層纖維板或膠合板，墻與板之間填塞保溫物如蛭石、軟木磚、泡沫塑料塊等。如原有建筑質量較好，外界溫度變化并非太劇烈，也可只釘一層纖維板，留下適當的空氣層，甚至于可直接利用原有房舍作培養(yǎng)室。培養(yǎng)室的天花板也應有保溫層，地面架設地板，

19、以利保溫。至于這些結構應當完善到什么程度，主要根據當地的溫度變化情況、投資的多少等來決定。3.6 主要設備：如電子天平、超凈工作臺、高壓蒸汽滅菌鍋、微波爐、冰箱等工廠所需儀器、設備擬定價目表設 備 一 覽 表序號設備名稱型號尺寸單價 （元）數量總價/萬元備注1洗瓶機Labconco-4400331 24.1寸w×27.4寸d×34.1-36.1寸 h95000219 廣口瓶；93度水溫 2定量灌裝機GFZLQ1200×800×2100mm4500029全自動直列式；灌裝量 0.5L-10L；生產能力1000-2000瓶/小時 3臥式滅菌器750043容積

20、60 L4消毒滅菌鍋40000145液體培養(yǎng)搖床600021.2垂直或水平6連續(xù)可調移液器1000101.25ml、2ml、1ml、100l、110l、0.11l各2支7電子天平JA10003B350×215×325mm400031.2稱量范圍/g0-1000；可讀性精度/g1mg8磁力攪拌器Feb-90185×185×140mm100010.1攪拌速度：0-1250轉/分；加熱溫度：室溫-150；加熱功率：0-350W9微波爐G80Q23YSP-V99159820.32微波電壓220V/50Hz；容量23L；輸出功率800W10萬用電爐 DL-2500

21、40.2 功率：2KW；電壓：220V 11在線PH計PH2200S96×96×135 mm（H×W×D）300020.6pH：014.00pH； ORP：-2000+2000 mV； Temp：080 12酶標儀3000013病毒檢測13電泳儀600010.6病毒檢測14解剖鏡200010.240倍15顯微鏡1800011.81001000倍16離心機600021.2300010000r/min17冰柜haierFCD-270SE1385×560×920mm寬×深×高200020.418低溫冰箱MDF-25H56

22、51810×755×840 mm寬×深×高400001419藥品柜 GS-12長度900mm/寬度450mm/高度1800mm200020.4寶鋼產1.0mm厚冷軋?zhí)间摫“?0操作臺全鋼5500042采用寶鋼集團1.0-1.2mm優(yōu)質鋼 21光照培養(yǎng)箱LRH-400GS840×780×1840mm1000033400L22鼓風干燥箱DGX-8243B膽尺寸500×600×750mm500021控溫范圍：10040023超凈工作臺SW-CJ-2F1360×680×520mm寬×深

23、5;高8000108 雙人單面；送風方式：垂直送風24接種器械滅菌器HM-3000C 最大消毒物品外徑35mm 1000202中心最高溫度：825± 5025紫外線殺菌燈 PHILIPS TUV16W全長：451.6mm；管徑：28.0mm 50400.2 功率：16W；壽命：8000H26培養(yǎng)架ZPJ-12501800×500×2000mm70020014 6層；200瓶/層；光照度可調：2000-5000lux27除濕機CFZ-858520×390×770mm400022.4適用面積30-6028培養(yǎng)瓶玻璃罐頭瓶瓶高110mm；口徑59mm

24、；底徑80mm0.445000018壁厚3-5mm；容量：400ml29組培筐HT-K1外620×520×65mm內580×485×48mm106000.6耐高溫高壓，白色，790g30恒溫培養(yǎng)箱100020.230-10031推車RCS-FA-012800×500×30mm150100.15 平臺高度165mm； 最大承重300KG 32玻璃儀器0.6量筒、燒杯、玻璃棒等合計103.57第四章 工廠化組培苗工藝流程4.1組培苗工藝流程工廠化生產種苗，首先要制定好生產計劃。制定生產計劃要根據每種植物的組織培養(yǎng)工廠化生產的工藝流程。擬定

25、工藝流程，又要根據植物組織培養(yǎng)的技術路線。以馬鈴薯為例，其工廠化生產工藝流程見圖：外植體 將薯塊沙培催芽，待萌芽發(fā)展至23cm采集品種純正、生長健壯，切成若干塊消毒 75%的酒精 0.1%HgCl2消毒3-5分鐘，無菌水沖洗4-5次培養(yǎng)基誘導培養(yǎng)基：MS+6-BA 5.0 mg/ml +NAA 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，PH5.8增殖培養(yǎng)基：MS+6-BA 3.0 mg/ml +NAA 0.1 mg/ml，蔗糖3.0%，PH5.8誘根培養(yǎng)基：MS+NAA 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，PH5.8接種(每瓶5株)25天 無菌操作 芽的增殖 根的誘導：溫度28±2，光強200

26、0-3000 Lux， 每日光照10-12小時 生根率85% 污染率5%試管苗 繁殖倍數在3左右 繼代培養(yǎng)周期：60天。繼代培養(yǎng)（6代）煉苗 在誘根培養(yǎng)18天后，置于可控制光強的 遮蔭棚內進行煉苗，以達到壯苗的目的移栽培養(yǎng)袋中的小苗，達到假莖高4-5cm、具體3-4片以上的真葉和根系生長良好的規(guī)格時，即可在假植苗圃中移栽，培育達到杯苗質量標準，方可定植于大田檢疫性病原檢測 對每一個外植體發(fā)生的不定芽進行病毒檢測商品苗 馬鈴薯脫毒及快速繁殖工藝流程圖4.2 商品組培苗生產流程商品苗的選擇培養(yǎng)基的選擇及配置誘導培養(yǎng)基：MS+6-BA 5.0 mg/ml +NAA 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，

27、PH5.8增殖培養(yǎng)基：MS+6-BA 3.0 mg/ml +NAA 0.1 mg/ml，蔗糖3.0%，PH5.8誘根培養(yǎng)基：MS+NAA 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，PH5.8.外植體的滅菌、接種.1滅菌外植體在接種前必須滅菌。在滅菌前，先在準備室對外植體進行預處理，去掉不需要的部分，將準備使用的植物材料在流水中沖洗干凈。經過預處理的植物材料，其表面仍有很多細菌和真菌，因此拿入接種室后還需進一步滅菌。 常規(guī)的表面滅菌處理方法是把材料放進75%的酒精中，約30s后用無菌水沖洗1次，再在0.1%的升汞（HgCl2）中浸泡35min，然后用無菌水沖洗45次。滅菌時進行攪動，使植物材料與滅菌劑有

28、良好的接觸。 .2接種接種是把經過表面滅菌后的植物材料切碎或分離出器官、組織、細胞，轉放到無菌培養(yǎng)基上的全部操作過程。整個接種過程均須無菌操作。（1）接種室用紫外燈照射滅菌2030 min，或提前0.51天用高錳酸鉀和甲醛混合液薰蒸。接種臺要提前開啟。（2）工作人員進入接種室前需用肥皂水洗手滅菌，并在緩沖室換上已經滅菌的白色工作服和拖鞋，戴工作帽和口罩。工作人員的呼吸也是污染的主要途徑，通常在平靜呼吸時細菌是很少的，但是談話或咳嗽時細菌便增多，頭皮屑也帶有細菌，因此操作過程應禁止不必要的談話，并戴上帽子和口罩。（3）進入接種室后用75%的酒精擦洗雙手、接種臺和一切需放上工作臺的所有器具，對外植

29、體進行滅菌處理。特別注意防止“雙重傳遞”的污染，例如器械被手污染后又污染培養(yǎng)基等。（4）點燃酒精燈，將接種鉤、剪刀、鑷子放入不銹鋼盤或瓷盤內燒灼，冷卻后備用。接種鉤、剪刀、鑷子等不使用時浸泡在95%酒精中，用時在火焰上滅菌，待冷卻后使用。每次使用前均需進行用具滅菌。（5）將外植體放入經燒灼滅菌的不銹鋼盤或瓷盤內處理。如外植體為莖段的，將莖段上的葉柄和莖的上下端剪掉一小節(jié)；培養(yǎng)脫毒苗的，在雙筒解剖鏡下剝離切取大小約0.20.3 mm的莖尖分生組織。（6）燒灼瓶口和塞子，將培養(yǎng)瓶傾斜拿穩(wěn)，打開塞子，用鑷子將接種材料送入瓶內，用接種鉤將材料壓入培養(yǎng)基中，燒灼瓶口和塞子并上塞。在打開培養(yǎng)瓶、三角瓶或試

30、管時，最大的污染危險是管口邊沿沾染的微生物落入管內，燒灼是解決這個問題的有效辦法。如果培養(yǎng)液接觸了瓶口，則瓶口要燒到足夠的熱度，以殺死存在的細菌。為避免灰塵污染瓶口，可用紙包扎瓶口和塞子，以遮蓋瓶子頸部和試管口，相對地減少污染機會。.3外植體的培養(yǎng)接種后的外植體應送到培養(yǎng)室去培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中既要調控好培養(yǎng)條件，又要注意防止發(fā)生菌類污染、外植體褐變和植株玻璃化現象，確保組織培養(yǎng)的成功。培養(yǎng)室的培養(yǎng)條件要根據植物對環(huán)境條件的不同需求進行調控。其中最主要的是光照、溫度、濕度、氧氣等。（1）光照 光照對離體培養(yǎng)物的生長發(fā)育具有重要的作用。通常對愈傷組織的誘導來說，暗培養(yǎng)比光培養(yǎng)更合適。但器官的分化需要

31、光照，并且隨著試管苗的生長，光照強度需要不斷地加強，才能使小苗生長健壯，并促進它從“異養(yǎng)”向“自養(yǎng)”轉化，提高移植后的成活率。一般先暗培養(yǎng)1周，1 周后每日光照1012h，光照強度從20003000lx逐漸過渡。暗培養(yǎng)可用鋁箔或者適合的黑色材料（如黑色棉布）包裹在容器的周圍，或置于大紙箱和暗室中培養(yǎng)。 （2）溫度 離體培養(yǎng)中對溫度的調控要比光照顯得更為突出。不同的植物有不同的最適生長溫度。馬鈴薯在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的溫度適應范圍較寬，在2228都可以。但溫度過低，會使苗質脆弱，生長速度延緩；溫度過高培養(yǎng)基水分蒸發(fā)較快，致使植株還未分化到所需程度，就開始出現干萎。所以溫度最好2426之間。 （3）氧氣

32、 植物組織培養(yǎng)中，外植體的呼吸需要氧氣。在液體培養(yǎng)中，振蕩培養(yǎng)是解決通氣的有效辦法。在固體培養(yǎng)中，對于某些耗氧多的植物要采用通氣性好的瓶蓋、瓶塞，或用透氣膜封口。對于耗氧少的植物，組織培養(yǎng)中培養(yǎng)瓶內能維持正常的氧氣和二氧化碳循環(huán)，用密封性好的封口材料更能有效地防止菌類污染。.4芽的增殖和根的誘導（1）芽的增殖外植體經初代培養(yǎng)誘導出不帶菌的無菌芽。為了滿足規(guī)模生產的需要，當試管苗長到7-8片葉時，必須通過不斷的繼代培養(yǎng)，使無菌芽大量增殖，培養(yǎng)出成千上萬的無菌芽。繼代培養(yǎng)所用培養(yǎng)基可與初代培養(yǎng)基相同，也可根據可能出現的情況，逐漸地適量降低細胞分裂素的濃度，調整無機養(yǎng)分比例，或加入活性炭等，以防出現

33、玻璃化或褐化現象。繼代培養(yǎng)的接種過程與初代培養(yǎng)有兩點不同，一是不需要對接種材料進行滅菌處理；二是在空間較大的培養(yǎng)瓶中接種，接種更方便。接種時，先將外植體上的無菌芽剪下，或將已繼代過的叢狀無菌芽分開。較長的無菌芽可剪成幾段接種，但必須保證每一段上至少有一個節(jié)。接著用鑷子將剪好的接種材料放入培養(yǎng)瓶中，再用接種鉤撥動使材料在瓶中均勻分布，最后將接種材料的下端壓入培養(yǎng)基中。除此以外，斷代培養(yǎng)的接種過程和要求與初代培養(yǎng)相同，同樣必須確保無菌操作。繼代培養(yǎng)期間培養(yǎng)室環(huán)境條件的控制，除了不需要暗培養(yǎng)外，光照、溫度、濕度和通氣條件的控制與初代培養(yǎng)基本相同。要注意根據繼代苗出現的情況，調節(jié)光照、溫度、濕度和通氣

34、條件，或及時轉入新的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，防止產生褐化現象和玻璃化現象。（2）根的誘導 與繼代培養(yǎng)基和初代培養(yǎng)基相比，生根培養(yǎng)基有個三特點。無機鹽濃度較低。一般認為，礦質元素濃度高時有利于發(fā)展莖葉，較低時有利于生根，所以生根培養(yǎng)時一般選用無機鹽濃度較低的培養(yǎng)基配方。用無機鹽濃度較高的培養(yǎng)基配方時，應稀釋一定的倍數。如使用MS培養(yǎng)基，在生根誘導培養(yǎng)中多采用1/2MS或1/4MS。細胞分裂素少或無。生根培養(yǎng)基一般要完全去除或僅用很低濃度的細胞分裂素，并加入適量的生長素，最常用的生長素是NAA。糖濃度較低。在生根階段，培養(yǎng)基中的糖濃度要降低到1.01.5%，以促進植株增強自養(yǎng)能力，有利于完整植株的形成和生長

35、。.5組培苗的煉苗與移栽 （1）組培苗的煉苗將瓶苗移出培養(yǎng)室，放在準備室內，打開瓶口封口，將瓶苗室溫放置2一3d后，進行移栽。將實驗田翻耕，使耕作層土層疏松，整理出畦。在土壤上面鋪一層約5cm 的蛙石，澆透水。將小拱棚支架搭好備用。將雙斜面小棚打成屋脊狀或三角形，拱棚南北走向，中間設一條拉桿，可起到堅固抗風的作用閣。一般棚內相對濕度可達70%-100%，白天通風時，棚內相對濕度可保持在40一60 %；夜間密閉時可達到90以上。棚內地溫比露地高5一6，有利于再生苗的生長和提高再生苗成活率。當瓶苗根長至2cm左右時，用鑷子輕輕取出，用流水將瓶苗根部的培養(yǎng)基沖洗干凈，然后栽在準備好的蛙石中

36、，隨后用噴壺澆一遍透水，將棚膜罩上，以水壓邊。白天氣溫過30時用遮陽網遮蔭。馴化過程中通過通風、遮蔭、灑水使棚內溫度白天保持在25左右。待白天氣溫穩(wěn)定在28以上，生了新根約3cm時，可去膜移栽。（2）組培苗的移栽 煉苗后將苗木取出，洗去培養(yǎng)基，移栽到無菌的混合土中，保持一定的溫度和水分，長出23片新葉時移栽到田間或盆缽中。第五章 工藝計算5.1生產規(guī)模與生產計劃計算生產規(guī)模的確定：生產規(guī)模為年產500萬馬鈴薯脫毒苗。 試管苗規(guī)模的確定：年產500萬組培商品苗，主要考慮三個方面：增殖，生根，馴化。經過在網上查閱相應馬鈴薯的生長周期及相關的一些組培技術的整理，知道馬鈴薯從培育、誘導到成苗（約15-

37、20cm）需要25天，初代、繼代擴培需要15天。所以每一次繁殖周期取2個月，整個過程中，母株制備過程成活率85%，有效生根率85%，移栽成活率95%，合格商品苗95%。 工廠化生產的工藝流程：初培建立無菌系（脫毒系）繼代增殖生根馴化移栽培育商品苗商品苗實際值的計算：需考慮有有效生根率（R1，如85%）、移栽成活率（R2，如95%）及合格商品苗獲得率（R3，如95%）等。 MY·R1·R2·R3 已知 M= 50000000（株） M=10000000(株） 株 株試管苗增殖率理論值的計算：YmXn注：Y年繁殖數，m無菌母株苗數（可自己建立，也可購買現存的無菌苗，一

38、般每瓶80800元），X每個培養(yǎng)周期增殖的倍數（工廠化生產中一般控制在38），n全年可增殖的倍數（若每月繼代1次，則一年為12）。 試管苗增殖率理論值的計算：YmXn 注：Y年繁殖數，m無菌母株苗數（可自己建立，也可購買現存的無菌苗，一般每瓶80800元），X每個擴大培養(yǎng)周期增殖的倍數（工廠化生產中一般控制在38），n全年可增殖的倍數（若每兩月擴大 培養(yǎng)1次，則一年為6）。 取 X=6 ，n = 6，已知 Y=6517843 (株） (株)每周期接種的母株數為：140/85%=165(株)如購買現成的商品苗，且買的商品苗都是無菌苗，可直接繼代，且每瓶10株；每瓶價格約為200元，需購買17瓶商

39、品苗，花費為3400元。 試管苗增殖率實際值的計算：考慮污染率、弱苗、不正常苗及損傷苗 YmCnm（Ne/N0）nm(NtPe/N0)n 其中： 注：Ne-有效苗數，N0原接種苗數，Nt新苗數，L損耗苗數， C有效繁殖系數，Pe有效苗率。將母株培養(yǎng)到15-20cm左右，現每株母株取帶有幼芽的小枝進行扦插初代培養(yǎng)，每株1-2cm，每母株取四段，扦插到合適的培養(yǎng)基上，待長成合適時，進行第二次擴大培養(yǎng)，該過程與初次擴大培養(yǎng)相似，但所取的莖斷為5段。整個過程成活率為85%，計算如下： No=4(株)， Pe=85%， C=Nt*Pe/No=6， Nt=4*6/85%=30（株） Ne=No*Pe=26

40、(株) L=Nt-Ne=30-26=4(株)5.2計劃的制定：（每兩月繼代1次，每年共繼代6次） 全年生產總株數： Y=6517843株 每兩月生產總株數： A=Y/6 株 注：生根芽苗數與繼代增殖培養(yǎng)的芽苗數比例一般不小于1:2，即每次繼代 培養(yǎng)中至少應有1/3的芽苗（要求芽苗長1-3cm）被接種到生根培養(yǎng)基上進行生根培養(yǎng)： 每兩月繼代株數： 株 每兩月生根株數： 株整個馬鈴薯組培過程中的數據統(tǒng)計：擴培數據計算母株/次初次擴培倍數/次二次擴培倍數/次有效繁殖系數/次1456總母株數每周期繼代數每周期生根數總接種母株數1683434523021726121980MS 培養(yǎng)基物料恒算叢生芽誘導最

41、佳培養(yǎng)基：MS+2 mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA叢生芽繼代最佳培養(yǎng)基：MS+1 mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA 叢生芽生根最佳培養(yǎng)基: MS+0.1mg/L NAAMS 培養(yǎng)基母液包括：儲備液I （大量元素母液）、儲備液II（微量元素母液）、儲備液III（有機成分母液）、儲備液IV（鐵鹽母液）及植物激素母液（NAA 母液和6-BA 母液）。MS 培養(yǎng)基母液的配制與保存 水、藥、蔗糖、瓊脂混合PH調整 分裝滅菌冷卻接種 玻璃器皿水洗干燥MS 培養(yǎng)基母液包括：儲備液I （大量元素母液）、儲備液II（微量元素母液）、儲備液III（有機成分母液）、儲備液IV（鐵鹽母液）及植物

42、激素母液（NAA 母液和6-BA 母液）。儲備液IIII的配方為儲備液I33000 mg/L ，38000 mg/L ，8 800 mg/L CaCl·，7400 mg/L Mg·7HO，3400 mg/L KP儲備液II166mg/L KI，1240 mg/L ，4460 mg/L ·4，1720mg/L ， 5 mg/L Cu·5，5 mg/L Co·儲備液III2 000 mg/L 肌醇，100 mg/L 煙酸，100 mg/L 鹽酸吡哆醇，100 mg/L 鹽酸硫胺素，400 mg/L 甘氨酸儲備液IIII的配制方法:將每種試劑先分別溶

43、解，再彼此混合，最后定溶至所需數量。儲備液IV 的配制方法為：取FeSO4·7H2O5 566 mg 和Na2EDTA·2H2O 7460 mg 分別置于450 mL 蒸餾水中，加熱攪拌使之溶解，然后將2 種溶液混合，再加蒸餾水至1 L。植物激素母液的配制方法為：100mg/L NAA母液。稱取10 mgNAA，用少量95%乙醇或少量乙酸溶解后，用蒸餾水定溶至100 mL。1000mg/L 6-BA 母液。稱取100 mg 6-BA，用少量1 mol/mL 的鹽酸溶解后，用蒸餾水定溶至100 mL。然后根據所需功能的不同，在MS 培養(yǎng)基中加入不同量的NAA和6-BA 母液，

44、具體加入量見表 各功能培養(yǎng)基中植物激素母液加入量 mL/L培養(yǎng)基NAA 母液6-BA 母液叢生芽誘導0.12.0繼代增殖0.1 0.5 1.5生根培養(yǎng)0.10-1L MS 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基的配制：分別取50 mL 儲備液I，5 mL儲備液II，5 mL 儲備液III 和5 mL 儲備液IV，1 mL，NAA 母液，2 mL 6-BA 母液放入1 000 mL 的燒杯中；另取1 個燒杯（或不銹鋼鍋）加入700 mL 蒸餾水、30 g 蔗糖、7 g 瓊脂，加熱使瓊脂溶化，再將溶解的瓊脂糖溶液倒入盛有各種母液的燒杯中，用蒸餾水定溶至1 L，混勻后測pH；用1 mol/L NaOH 或1 mol/L H

45、Cl調節(jié)pH至5.8，最后將培養(yǎng)基分裝到錐形瓶中物料恒算：先對1L培養(yǎng)基進行物料衡算蔗糖 30 g 瓊脂 7 g 儲備液I用量為50 mL，則有： 33000 mg/L×50 mL=1650mg： 38000 mg/L×50 mL = 1900 mgCaCl·： 8800 mg/L×50 mL = 440 mgMg·7HO： 7400 mg/L×50 mL =370 m gKP： 3400 mg/L×50 mL=170 mg儲備液II用量為5 mL，則有 KI： 166 mg/L×5 mL=0，83 mg： 1 2

46、40 mg/L×5 mL=6，2 mg·4： 4 460 mg/L×5 mL=22.3 mg： 1 720 mg/L×5 mL=8.6 mg： 50 mg/×5 mL=0，25 mgCu·5： 5 mg/L×5 mL=0.025 mgCo·： 5 mg/L×5 mL=0.025 mg儲備液III用量為5 mL，則有 肌醇： 2000 mg/L×5 mL=10 mg煙酸： 100 mg/L×5 mL=0.5 mg鹽酸吡哆醇： 100 mg/L×5 mL=0.5 mg鹽酸硫胺素：

47、 100 mg/L×5 mL=0.5 mg甘氨酸 ： 400 mg/L×5 mL=2 mg儲備液IV用量為 1 mL，則有FeSO·7HO ： 566 mg/L ×1 mL =0.566 mgNaEDTA·2HO： 7460 mg/L ×1 mL =7.460 mgNAA 母液用量為1mL 6-BA 母液用量為2 mL NAA： 100mg/L×1 mL =0.1 mg6-BA： 1000 mg/L×2 mL =2 mg所需培養(yǎng)基總數：每周期誘導培養(yǎng)基數每周期繼代培養(yǎng)基數每周期生根培養(yǎng)基數1657242053621

48、02每周期所需培養(yǎng)基體積：設每個培養(yǎng)瓶分裝30ml培養(yǎng)基則有 ： 每周期所需的誘導培養(yǎng)基體積為：165×30ml=4.95L 其中 NAA 母液體積為：4.95×1/10000=0.000495 L 6-BA 母液體積為：4.95×2/1000=0.0099 L MS 培養(yǎng)基體積為： 4.95-0.000495-0.0099=4.94 L每周期所需的繼代培養(yǎng)基體積為：724205×30ml=21726.15 L 其中 NAA 母液體積為：21726.15×1/10000=2.172615 L 6-BA 母液體積為：21726.15×1

49、/1000=21.72615 L MS 培養(yǎng)基體積為：21726.15-21.72615-2.172615=21702.25 L每周期所需的生根培養(yǎng)基體積為：362102×30ml=10863.06 L 其中NAA 母液體積為：10863.06×1/10000=1.086306 L MS 培養(yǎng)基體積為：10863.06-1.086306=10861.97 L每周期MS 培養(yǎng)基體積體積為: 4.94+21702.25+10861.97=32569.16 L每周期所需NAA 母液體積為: （0.000495+2.172615+1.086306）+32569.16×1/

50、1000=35.83 L每周期所需6-BA母液體積為： (0.0099+21.72615)+ 32569.16×2/1000=86.87437 L5.3每年物料總衡算 每年物料衡算表物料名稱每L凈含量/ mg每周期體積/L每年周期數總重量/Kg瓊脂700032569.1661367904.72蔗糖3000032569.1665862448.80KI 0.83 32569.166162.194HBO6.2 32569.166121.157MnSO·4HO22.3 32569.1664357.754ZnSO·7HO8.6 32569.1661680.569NaMoO&

51、#183;2HO0.25 32569.16648.854CuSO·5HO0.025 32569.1664.890 CoCl·6HO0.025 32569.1664.890 NHNO 1650 32569.166322434.684KNO1900 32569.166371288.424 CaCl·2HO440 32569.16685982.582 MgSO·7HO370 32569.16672303.535 KHPO170 32569.16633220.54 肌醇 10 32569.1661954.150煙酸 0.5 32569.16697.707鹽酸吡哆醇 0.5 32569.16697.707鹽酸硫胺素 0.5 32569.16697.707 甘氨酸 2 32569.166390.830FeSO·7HO 0.566 32569.166110.605 NaEDTA·2HO7.460 32569.1661457.800NAA 0.1 35.8360.02156-BA2 86.8743761.0425 第六章 廢物處理6.1廢水處理方法 生物塘法 生物塘是一種利用天然凈化能力處理廢水的生物處理設施，該技術在 20 世紀50年代以后得到快速發(fā)展，尤其是在生活污水和有機工業(yè)廢水