年产500万株马铃薯组培苗工厂设计.doc

植 物 组 培 育 苗 工 厂 设 计题目：年产500万株马铃薯苗组培育苗工厂设计姓名：邬龙祺组员：杨宇鹏、田涛、周桂花、 张路、李彪、冯恩辉、李弥班级：生物工程111 班指导老师：郭燕华时间：2014年12月19日目 录第一章 前言 3第二章 厂址选择与工厂总平面设计 6 2.1厂址选择 2.2工厂平面设计第三章 车间布置及其设备介绍 73.1 准备间3.2 培养基配制及灭菌室3.3 检测、称量室、药品室 3.4 接种室3.5 培养室3.6 主要设备第四章 工厂化组培苗工艺流程 12 4.1组培苗工艺流程 4.2商品组培苗生产流程第五章 工艺计算 17 5.1生产规模与生产计划计算 5.2计划的制定 5.3每年物料总衡算第六章 废物处理 23 6.1废水处理方法 6.2废弃琼脂培养基处理方法第七章 工程项目的设计概算 25 7.1投资估算7.2工厂组织及劳动定员7.3经费总预算和用途7.4设计的预期经济效益第一章 前 言1.该植物的生物学知识、特性马铃薯是茄科植物，通常用块茎繁殖，但也可用种子种植。许多马铃薯品种能天然结果。育种家利用杂交方法得到的种子和天然结实的种子进行马铃薯新品种选育。分离小的种子还可以直接用于生产。所以了解马铃薯的生物学特征在生产上有重要意义。1根马铃薯用块茎种植和用种子种植时，根部形态不相同。用块茎种植的根为须根，没有直根。须根从种薯上幼芽基部发出，而后又分枝形成许多侧根。根系发育及分枝情况，因品种与栽培条件不同而异。大部分品种的根系分布在土壤表层下40厘米，一般不超过70厘米，在砂质土壤中根深也可达1米以上。早熟种的根系一般不如晚熟种发达，而且早熟种根系分布较浅，晚熟种分布广而较深。所以，种植马铃薯时要根据品种的熟性和根系的分布情况来确定株、行距，才能获得高产。 用种子种植时植株有主根(直根)和侧根。根的分枝随植株的生长而增多。主根为圆锥形深入土中，若生长条件好，实生苗的根系也很发达。有的地方实生苗当年单株产量可达1千克以上，这与实生苗形成的强大的根系是分不开的。 2茎马铃薯的茎有地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎。地上茎：种植的马铃薯块茎发芽生长后，在地面上着生枝叶的茎为地上茎。茎上有棱3-4条，棱角突出呈翼状。茎上节部膨大，节间分明。节处着生复叶，复叶基部有小型托叶。多数品种节处坚实，节间中空。茎色有绿、紫褐等，因品种而异。茎有直立、半直立和匍匐型3种。栽培种的茎，大多为直立或半直立型。茎高多数品种在40-100厘米之间，少数中晚熟品种在100厘米以上。茎上分枝的部位与品种有关，早熟品种在中上部发出，中晚熟品种大都在下部或靠近茎的基部发出。另外，茎的粗细、有无茸毛等均可作为区分品种的标志。 (2)地下茎：块茎发芽后埋在土壤内的茎为地下茎。地下茎的节间较短，在节的部位生出匍匐茎(枝)。匍匐茎顶端膨大形成块茎。(3)匍匐茎：匍匐茎又称匍匐枝，实际上是茎在土壤中的分枝。早熟品种在幼苗出土后7-10天即开始生出匍匐茎；2周后匍匐茎的顶端膨大，逐渐形成块茎，初期还能在匍匐茎上看到鳞片状幼叶。如果播种的薯块覆土太浅或遇到土壤温度过高等不良环境条件，匍匐茎会长出地面变成普通的分枝。这就会影响结薯而减产。匍匐茎的多少和长短，因品种而异。一般早熟种较短，3-10厘米；晚熟种较长，有的达10厘米以上。匍匐茎较短的结薯集中，便于收获。通常1个匍匐茎上只结1个块茎，每株以5-8个匍匐茎并形成块茎为适宜。如果匍匐茎过多或匍匐茎又产生分枝，则形成块茎又多又小，就失去利用价值。(4)块茎：栽培马铃薯的主要目的就是为了获得高产的块茎。块茎是生长在土壤中的缩短了的茎。它的作用在于贮存养分、繁殖后代。茎与根的明显区别是茎上有芽，而根上没有固定芽，只能产生不定芽。马铃薯块茎上的芽眼多少、深浅是鉴别品种的主要标志。块茎上每个芽眼通常由一个主芽、两个副芽组成。块茎通过休眠期后，顶芽的主芽先生长，而后侧芽的主芽相继发出。主芽受损后副芽可取而代之，继续生长。块茎的形状、皮色、肉色等多种多样，都是区别品种的特征。生产上对块茎的要求除高产外，还希望形状好，芽眼浅，表皮光滑，色泽悦目等。特别是块茎形状最好是卵圆形，顶部不凹，脐部不陷，芽眼少而平，既有利于加工去皮，又便于食用清洗。这样的品种才适合市场销售和商品薯出口。 2.该植物的经济价值、生产现状与市场前景马铃薯含有淀粉、蛋白质、磷、铁、无机盐以及多种维生素，兼具有粮食、蔬菜的双重优点，在马铃薯的全部营养物质中，淀粉含量占第一位，其次是蛋白质，马铃薯的蛋白质属于完全蛋白质，能够很好地被人体吸收，它所含的维生素c比去皮的苹果高50。营养均衡是它的突出特点之一，它所含有的维生素是小麦和稻米的7倍，各类微量元素含量是稻米、甘薯的两倍左右。古时候人们出海远航，为避免发生坏血病都随身携带马铃薯，一个人吃200300克的新鲜马铃薯就可以补偿人一昼夜维c的消耗，它的各种营养成分比例平衡、全面。有资料报道，每天只吃全脂牛奶和马铃薯就可以满足人体所需要的全部食物营养元素。与其他主食相比，储存得当(发芽的马铃薯会产生生物碱龙葵素，对人体有毒)的马铃薯营养全面，富含各类微量元素、维生素，具有低脂肪、低热量的特点，符合现代人的膳食要求。中医认为马铃薯“性平味甘无毒，能健脾和胃，益气调中，缓急止痛，通利大便。对脾胃虚弱、消化不良、肠胃不和、脘腹作痛、大便不畅的患者效果显著”。现代研究证明，马铃薯对调解消化不良有特效，是胃病和心脏病患者的良药及优质保健品。马铃薯淀粉在人体内吸收速度慢，是糖尿病患者的理想食疗蔬菜；马铃薯中含有大量的优质纤维素，在肠道内可以供给肠道微生物大量营养，促进肠道微生物生长发育；同时还可以促进肠道蠕动，保持肠道水分，有预防便秘和防治癌症等作用；马铃薯中钾的含量极高，每周吃五六个马铃薯，可使患中风的几率下降40，对调解消化不良又有特效；它还有防治神经性脱发的作用，用新鲜马铃薯片反复涂擦脱发的部位，对促进头发再生有显著的效果。马铃薯现已经成为中国最重要的农作物之一，仅次于水稻、玉米、小麦居第4位。现在全球种植马铃薯的国家有148个，总产量3亿吨。中国种植面积7(do万亩、总产量超过7000万吨，分别占全球的五分之一和四分之一。中国加入世贸组织，水稻、小麦、玉米和大豆的国际市场竞争力日趋减弱但马铃薯的产量高、成本低，有很大的发展优势与发展潜力。马铃薯生产的经济效益高，据测算，1999年我国每年每公顷谷物的产值约为3956元，豆类3386元，油料类为4116元，而薯类(主要是马铃薯)为8790元，以此产值计算，马铃薯可以达到油料作物的两倍多，远远高于谷类和豆类所创造的产值。此外，马铃薯加工增值潜力很大，可以实现加工增值15至20倍，国外7080的马铃薯都是依靠加工实现增值。总之，随着马铃薯用途的不断拓宽，马铃薯在中国的传播发展前景广阔，为农业的增产增收起到越来越重要的作用。第二章厂址选择与工厂总平面设计2.1厂址选择 厂址选择是化工厂建设过程中非常重要的一个环节。厂址的选择是否正确合理，将对以后工厂的建设速度、运转成本、环境保护、发展潜力甚至安全生产等方面都会产生直接的影响。 马铃薯工厂化育苗厂址应选在地势平坦、排水良好处。切忌选在地势低注、排水不良和风口处。对土壤肥力和质地要求不高，但要求交通方便、水源充足、电力供应正常。同时、冰雹、大风等灾害性天气、生产原材料与产地距离、造林地距离也是必须考虑的因素。 马铃薯工厂化育苗的场地由播种车间，催芽室，育苗温室及附属用房（包装间，组培室等）组成。播种车间占地面积视育苗数量而定，一般为100平方米左右，主要放置播种流水线，绞拌机及一部分基质，肥料，育苗盘，推车等。催芽室一般15平方米左右，设有加热，增湿和空气交换等自动控制和显示系统，室内温度，光照可调，相对湿度能保持在85%90%。2.2工厂平面设计工厂总平面如下：本项目占地2亩。炼苗温室、种植温室都可利用本园区现有设施，需要新建的主要内容如下：1.组培室彩钢板房600平方米；2.净化室及净化系统400平方米；3.控温控湿系统；4.给排水系统和300kv双回路供电系统；5.组织培养设施设备和实验仪器。工厂平面图见附图。第三章 车间布置及其设备介绍3.1 准备间要求具有耐酸碱的水池和排水口。每天都有大量的植物材料碎片、琼脂等东西堆积，因此排水口一定要安装过滤网，做到每天清洗检查，一是减少微生物滋生源，二是避免排水系统堵塞，带来不必要的麻烦。配有不同形状及大小的洗涤刷，条件允许的话可以安装洗瓶机器，更能提高工作效率。配备数个塑料箱盛装瓶子，将瓶放入箱内时，应倒立，这样可使瓶子自然干燥。3.2 培养基配制及灭菌室 手提式高压灭菌锅23个，用于一些小型物品或急需用品的高压灭菌。组培工厂必须配备1至数台大型灭菌锅，直径4050cm的不锈钢或铝锅23个，用于溶解琼脂或调制培养基，加热源最好采用煤气灶或用电。 去离子水发生器12台。 干燥箱1台，用于器皿或急需用具的干热灭菌。 大型工作台12张，用于培养基分装、包扎等。 玻璃柜1个，用于放置药品等。 试剂瓶、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损品数个，更重要的是配备大量充足的培养瓶。3.3 检测、称量室、药品室 pcr仪：可用于真菌和细菌性病原菌的检测和部分病毒病的检测。 酶标仪：通过血清免疫技术(elisa)进行主要病毒病的检测。 双目显微镜、解剖镜：用于植物组织培养材料的形态发育及细胞观察。 凹穴载玻片：用于细胞悬浮培养。 载玻片和盖玻片：用于制作细胞和组织的显微制片。 光照培养箱；用于不同种类植物培养方法或培养条件的研究。 冰箱：用于贮存化学药品，培养基母液和植物材料等。 低温冰箱：用于长期贮存培养基储备液，某些酶和椰子汁等。 称量仪器：包括感量为110000的电子天平，感量为110的普通托盘天平，称量为15kg的台秤等，用于药品的称量配制和植物组织生长量的测定。 水质及培养基检测仪器：包括ph酸度计、电导率仪或ec值测定仪。3.4 接种室 这是组培工厂的最核心和关键部分，是进行无菌操作的场所，如植物材料的消毒接种，无菌材料的继代，丛生苗的增殖或切割，嫩茎插植生根等。它也关系到污染率这项最重要的成本指标的高低，直接影响组培工厂的工作效率及经济效益。无菌操作室原则上宜小不宜大，要有缓冲间，以便进人无菌室前在此洗手、换衣、换鞋、预处理材料等。无菌室的地板和四周墙壁应尽可能光洁，不易积染灰尘，易于采取各种清洁和消毒措施。无菌室内要吊装紫外灭菌灯，用于经常照射灭菌。要安装空调机，保持室温在2325，原则上无菌室的门窗应紧闭，保持与外界相对隔绝。无菌操作室内需要的用具如下： 超净工作台：用于进行无菌操作。 室内小推车：用于运送培养物、培养基和各种器皿用具。 酒精灯：用于灼烧各种金属用具。 手持喷雾器：用于在超净工作台内或对其他物品喷洒酒精进行消毒。 带盖螺口玻璃瓶：用于盛装无菌水，对植物材料进行表面消毒。 大的钝头镊子：用于进行接种和继代、生根等操作。 细解剖针；用于植物材料的解剖。 解剖刀：用于切割植物材料。 各种孔径的不锈钢筛网：用于分离太小不同的细胞团。 低速台式离心机：用于沉淀细胞以便确定沉积细胞的总体积或清洗原生质体。 振荡培养器；用于植物材料的液体培养。 血球计算器；用于细胞计数。3.5 培养室培养室要讲究保温隔热。如果是专为组织培养设计的新建筑，为了减少能源消耗，培养室应尽量利用自然光照，最大限度地增加采光面积。除必要的承重结构外，全部安装落地式双层大玻璃窗，并在窗外设置防止直射的半透明瓦楞板，它的宽度、数目应按当地的纬度、日照强度、日照时数等气象因子适当考虑。培养室的四壁可选白色或浅米黄色防霉漆、涂料等涂层，地面也应选浅色建材，最好是白水泥、白水磨石或同样的磨石砌块、瓷砖等，顶部为白色，总之各处都应增强反光，以提 高室内的光亮度和易于清扫。我国大多数地区属大陆性气候，夏热冬冷，而培养室要求常年保持25士(12)，因此房屋构造上要做到保温、隔热、防寒性能良好，做到冬暖夏凉。温度调节常借助空调机，使高温季节降温，低温季节升温。在华南、昆明等冬暖地区，冬季由辅助照明灯产生的热量即可很容易地维持室温在2 5左右。房屋结构及隔热性能良好， 无论降温或升温都可有效地节省能源，并易于保持温度的稳定。培养室应设计能有效通风的窗户，定期或需要时加强通风散热，如夏初或秋末，一天内温度变化很大，即使夏天，有时夜温也不适宜必要时都可利用通风来调节温度，这样可节省一些降温用电。方法是只要在室内地板稍高处设置进风气窗，在气窗的对侧，近天花板处 设置排风窗，亦可安装小功率的排风扇，利用自然空气来调节室内的温度。进风气窗可用两层以上的纱布简单地滤尘。如果改建，则应考虑增加窗户，改为双层窗，内壁加保温隔热层，如加一层纤维板或胶合板，墙与板之间填塞保温物如蛭石、软木砖、泡沫塑料块等。如原有建筑质量较好，外界温度变化并非太剧烈，也可只钉一层纤维板，留下适当的空气层，甚至于可直接利用原有房舍作培养室。培养室的天花板也应有保温层，地面架设地板，以利保温。至于这些结构应当完善到什么程度，主要根据当地的温度变化情况、投资的多少等来决定。3.6 主要设备：如电子天平、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、微波炉、冰箱等工厂所需仪器、设备拟定价目表设 备 一 览 表序号设备名称型号尺寸单价 （元）数量总价/万元备注1洗瓶机labconco-4400331 24.1寸w27.4寸d34.1-36.1寸 h95000219 广口瓶；93度水温 2定量灌装机gfzlq12008002100mm4500029全自动直列式；灌装量 0.5l-10l；生产能力1000-2000瓶/小时 3卧式灭菌器750043容积60 l4消毒灭菌锅40000145液体培养摇床600021.2垂直或水平6连续可调移液器1000101.25ml、2ml、1ml、100l、110l、0.11l各2支7电子天平ja10003b350215325mm400031.2称量范围/g0-1000；可读性精度/g1mg8磁力搅拌器feb-90185185140mm100010.1搅拌速度：0-1250转/分；加热温度：室温-150；加热功率：0-350w9微波炉g80q23ysp-v99159820.32微波电压220v/50hz；容量23l；输出功率800w10万用电炉 dl-250040.2 功率：2kw；电压：220v 11在线ph计ph2200s9696135 mm（hwd）300020.6ph：014.00ph； orp：-2000+2000 mv； temp：080 12酶标仪3000013病毒检测13电泳仪600010.6病毒检测14解剖镜200010.240倍15显微镜1800011.81001000倍16离心机600021.2300010000r/min17冰柜haierfcd-270se1385560920mm宽深高200020.418低温冰箱mdf-25h5651810755840 mm宽深高400001419药品柜 gs-12长度900mm/宽度450mm/高度1800mm200020.4宝钢产1.0mm厚冷轧碳钢薄板20操作台全钢5500042采用宝钢集团1.0-1.2mm优质钢 21光照培养箱lrh-400gs8407801840mm1000033400l22鼓风干燥箱dgx-8243b胆尺寸500600750mm500021控温范围：10040023超净工作台sw-cj-2f1360680520mm宽深高8000108 双人单面；送风方式：垂直送风24接种器械灭菌器hm-3000c 最大消毒物品外径35mm 1000202中心最高温度：825 5025紫外线杀菌灯 philips tuv16w全长：451.6mm；管径：28.0mm 50400.2 功率：16w；寿命：8000h26培养架zpj-125018005002000mm70020014 6层；200瓶/层；光照度可调：2000-5000lux27除湿机cfz-858520390770mm400022.4适用面积30-6028培养瓶玻璃罐头瓶瓶高110mm；口径59mm；底径80mm0.445000018壁厚3-5mm；容量：400ml29组培筐ht-k1外62052065mm内58048548mm106000.6耐高温高压，白色，790g30恒温培养箱100020.230-10031推车rcs-fa-01280050030mm150100.15 平台高度165mm； 最大承重300kg 32玻璃仪器0.6量筒、烧杯、玻璃棒等合计103.57第四章 工厂化组培苗工艺流程4.1组培苗工艺流程工厂化生产种苗，首先要制定好生产计划。制定生产计划要根据每种植物的组织培养工厂化生产的工艺流程。拟定工艺流程，又要根据植物组织培养的技术路线。以马铃薯为例，其工厂化生产工艺流程见图：外植体 将薯块沙培催芽，待萌芽发展至23cm采集品种纯正、生长健壮，切成若干块消毒 75%的酒精 0.1%hgcl2消毒3-5分钟，无菌水冲洗4-5次培养基诱导培养基：ms+6-ba 5.0 mg/ml +naa 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，ph5.8增殖培养基：ms+6-ba 3.0 mg/ml +naa 0.1 mg/ml，蔗糖3.0%，ph5.8诱根培养基：ms+naa 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，ph5.8接种(每瓶5株)25天 无菌操作 芽的增殖 根的诱导：温度282，光强2000-3000 lux， 每日光照10-12小时 生根率85% 污染率5%试管苗 繁殖倍数在3左右 继代培养周期：60天。继代培养（6代）炼苗 在诱根培养18天后，置于可控制光强的 遮荫棚内进行炼苗，以达到壮苗的目的移栽培养袋中的小苗，达到假茎高4-5cm、具体3-4片以上的真叶和根系生长良好的规格时，即可在假植苗圃中移栽，培育达到杯苗质量标准，方可定植于大田检疫性病原检测 对每一个外植体发生的不定芽进行病毒检测商品苗 马铃薯脱毒及快速繁殖工艺流程图4.2 商品组培苗生产流程4.2.1商品苗的选择4.2.2培养基的选择及配置诱导培养基：ms+6-ba 5.0 mg/ml +naa 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，ph5.8增殖培养基：ms+6-ba 3.0 mg/ml +naa 0.1 mg/ml，蔗糖3.0%，ph5.8诱根培养基：ms+naa 0.2 mg/ml，蔗糖3.0%，ph5.84.2.3.外植体的灭菌、接种4.2.3.1灭菌外植体在接种前必须灭菌。在灭菌前，先在准备室对外植体进行预处理，去掉不需要的部分，将准备使用的植物材料在流水中冲洗干净。经过预处理的植物材料，其表面仍有很多细菌和真菌，因此拿入接种室后还需进一步灭菌。 常规的表面灭菌处理方法是把材料放进75%的酒精中，约30s后用无菌水冲洗1次，再在0.1%的升汞（hgcl2）中浸泡35min，然后用无菌水冲洗45次。灭菌时进行搅动，使植物材料与灭菌剂有良好的接触。 4.2.3.2接种接种是把经过表面灭菌后的植物材料切碎或分离出器官、组织、细胞，转放到无菌培养基上的全部操作过程。整个接种过程均须无菌操作。（1）接种室用紫外灯照射灭菌2030 min，或提前0.51天用高锰酸钾和甲醛混合液薰蒸。接种台要提前开启。（2）工作人员进入接种室前需用肥皂水洗手灭菌，并在缓冲室换上已经灭菌的白色工作服和拖鞋，戴工作帽和口罩。工作人员的呼吸也是污染的主要途径，通常在平静呼吸时细菌是很少的，但是谈话或咳嗽时细菌便增多，头皮屑也带有细菌，因此操作过程应禁止不必要的谈话，并戴上帽子和口罩。（3）进入接种室后用75%的酒精擦洗双手、接种台和一切需放上工作台的所有器具，对外植体进行灭菌处理。特别注意防止“双重传递”的污染，例如器械被手污染后又污染培养基等。（4）点燃酒精灯，将接种钩、剪刀、镊子放入不锈钢盘或瓷盘内烧灼，冷却后备用。接种钩、剪刀、镊子等不使用时浸泡在95%酒精中，用时在火焰上灭菌，待冷却后使用。每次使用前均需进行用具灭菌。（5）将外植体放入经烧灼灭菌的不锈钢盘或瓷盘内处理。如外植体为茎段的，将茎段上的叶柄和茎的上下端剪掉一小节；培养脱毒苗的，在双筒解剖镜下剥离切取大小约0.20.3 mm的茎尖分生组织。（6）烧灼瓶口和塞子，将培养瓶倾斜拿稳，打开塞子，用镊子将接种材料送入瓶内，用接种钩将材料压入培养基中，烧灼瓶口和塞子并上塞。在打开培养瓶、三角瓶或试管时，最大的污染危险是管口边沿沾染的微生物落入管内，烧灼是解决这个问题的有效办法。如果培养液接触了瓶口，则瓶口要烧到足够的热度，以杀死存在的细菌。为避免灰尘污染瓶口，可用纸包扎瓶口和塞子，以遮盖瓶子颈部和试管口，相对地减少污染机会。4.2.3.3外植体的培养接种后的外植体应送到培养室去培养。培养过程中既要调控好培养条件，又要注意防止发生菌类污染、外植体褐变和植株玻璃化现象，确保组织培养的成功。培养室的培养条件要根据植物对环境条件的不同需求进行调控。其中最主要的是光照、温度、湿度、氧气等。（1）光照 光照对离体培养物的生长发育具有重要的作用。通常对愈伤组织的诱导来说，暗培养比光培养更合适。但器官的分化需要光照，并且随着试管苗的生长，光照强度需要不断地加强，才能使小苗生长健壮，并促进它从“异养”向“自养”转化，提高移植后的成活率。一般先暗培养1周，1 周后每日光照1012h，光照强度从20003000lx逐渐过渡。暗培养可用铝箔或者适合的黑色材料（如黑色棉布）包裹在容器的周围，或置于大纸箱和暗室中培养。 （2）温度 离体培养中对温度的调控要比光照显得更为突出。不同的植物有不同的最适生长温度。马铃薯在培养瓶中培养的温度适应范围较宽，在2228都可以。但温度过低，会使苗质脆弱，生长速度延缓；温度过高培养基水分蒸发较快，致使植株还未分化到所需程度，就开始出现干萎。所以温度最好2426之间。 （3）氧气 植物组织培养中，外植体的呼吸需要氧气。在液体培养中，振荡培养是解决通气的有效办法。在固体培养中，对于某些耗氧多的植物要采用通气性好的瓶盖、瓶塞，或用透气膜封口。对于耗氧少的植物，组织培养中培养瓶内能维持正常的氧气和二氧化碳循环，用密封性好的封口材料更能有效地防止菌类污染。4.2.3.4芽的增殖和根的诱导（1）芽的增殖外植体经初代培养诱导出不带菌的无菌芽。为了满足规模生产的需要，当试管苗长到7-8片叶时，必须通过不断的继代培养，使无菌芽大量增殖，培养出成千上万的无菌芽。继代培养所用培养基可与初代培养基相同，也可根据可能出现的情况，逐渐地适量降低细胞分裂素的浓度，调整无机养分比例，或加入活性炭等，以防出现玻璃化或褐化现象。继代培养的接种过程与初代培养有两点不同，一是不需要对接种材料进行灭菌处理；二是在空间较大的培养瓶中接种，接种更方便。接种时，先将外植体上的无菌芽剪下，或将已继代过的丛状无菌芽分开。较长的无菌芽可剪成几段接种，但必须保证每一段上至少有一个节。接着用镊子将剪好的接种材料放入培养瓶中，再用接种钩拨动使材料在瓶中均匀分布，最后将接种材料的下端压入培养基中。除此以外，断代培养的接种过程和要求与初代培养相同，同样必须确保无菌操作。继代培养期间培养室环境条件的控制，除了不需要暗培养外，光照、温度、湿度和通气条件的控制与初代培养基本相同。要注意根据继代苗出现的情况，调节光照、温度、湿度和通气条件，或及时转入新的培养基中培养，防止产生褐化现象和玻璃化现象。（2）根的诱导 与继代培养基和初代培养基相比，生根培养基有个三特点。无机盐浓度较低。一般认为，矿质元素浓度高时有利于发展茎叶，较低时有利于生根，所以生根培养时一般选用无机盐浓度较低的培养基配方。用无机盐浓度较高的培养基配方时，应稀释一定的倍数。如使用ms培养基，在生根诱导培养中多采用1/2ms或1/4ms。细胞分裂素少或无。生根培养基一般要完全去除或仅用很低浓度的细胞分裂素，并加入适量的生长素，最常用的生长素是naa。糖浓度较低。在生根阶段，培养基中的糖浓度要降低到1.01.5%，以促进植株增强自养能力，有利于完整植株的形成和生长。4.2.3.5组培苗的炼苗与移栽 （1）组培苗的炼苗将瓶苗移出培养室，放在准备室内，打开瓶口封口，将瓶苗室温放置2一3d后，进行移栽。将实验田翻耕，使耕作层土层疏松，整理出畦。在土壤上面铺一层约5cm的蛙石，浇透水。将小拱棚支架搭好备用。将双斜面小棚打成屋脊状或三角形，拱棚南北走向，中间设一条拉杆，可起到坚固抗风的作用阁。一般棚内相对湿度可达70%-100%，白天通风时，棚内相对湿度可保持在40一60 %；夜间密闭时可达到90以上。棚内地温比露地高5一6，有利于再生苗的生长和提高再生苗成活率。当瓶苗根长至2cm左右时，用镊子轻轻取出，用流水将瓶苗根部的培养基冲洗干净，然后栽在准备好的蛙石中，随后用喷壶浇一遍透水，将棚膜罩上，以水压边。白天气温过30时用遮阳网遮荫。驯化过程中通过通风、遮荫、洒水使棚内温度白天保持在25左右。待白天气温稳定在28以上，生了新根约3cm时，可去膜移栽。（2）组培苗的移栽 炼苗后将苗木取出，洗去培养基，移栽到无菌的混合土中，保持一定的温度和水分，长出23片新叶时移栽到田间或盆钵中。第五章 工艺计算5.1生产规模与生产计划计算生产规模的确定：生产规模为年产500万马铃薯脱毒苗。 试管苗规模的确定：年产500万组培商品苗，主要考虑三个方面：增殖，生根，驯化。经过在网上查阅相应马铃薯的生长周期及相关的一些组培技术的整理，知道马铃薯从培育、诱导到成苗（约15-20cm）需要25天，初代、继代扩培需要15天。所以每一次繁殖周期取2个月，整个过程中，母株制备过程成活率85%，有效生根率85%，移栽成活率95%，合格商品苗95%。5.1.1 工厂化生产的工艺流程：初培建立无菌系（脱毒系）继代增殖生根驯化移栽培育商品苗商品苗实际值的计算：需考虑有有效生根率（r1，如85%）、移栽成活率（r2，如95%）及合格商品苗获得率（r3，如95%）等。 myr1r2r3 已知 m= 50000000（株） m=10000000(株） 株 株试管苗增殖率理论值的计算：ymxn注：y年繁殖数，m无菌母株苗数（可自己建立，也可购买现存的无菌苗，一般每瓶80800元），x每个培养周期增殖的倍数（工厂化生产中一般控制在38），n全年可增殖的倍数（若每月继代1次，则一年为12）。5.1.2 试管苗增殖率理论值的计算：ymxn 注：y年繁殖数，m无菌母株苗数（可自己建立，也可购买现存的无菌苗，一般每瓶80800元），x每个扩大培养周期增殖的倍数（工厂化生产中一般控制在38），n全年可增殖的倍数（若每两月扩大 培养1次，则一年为6）。 取 x=6 ，n = 6，已知 y=6517843 (株） (株)每周期接种的母株数为：140/85%=165(株)如购买现成的商品苗，且买的商品苗都是无菌苗，可直接继代，且每瓶10株；每瓶价格约为200元，需购买17瓶商品苗，花费为3400元。 5.1.3 试管苗增殖率实际值的计算：考虑污染率、弱苗、不正常苗及损伤苗 ymcnm（ne/n0）nm(ntpe/n0)n 其中： 注：ne-有效苗数，n0原接种苗数，nt新苗数，l损耗苗数， c有效繁殖系数，pe有效苗率。将母株培养到15-20cm左右，现每株母株取带有幼芽的小枝进行扦插初代培养，每株1-2cm，每母株取四段，扦插到合适的培养基上，待长成合适时，进行第二次扩大培养，该过程与初次扩大培养相似，但所取的茎断为5段。整个过程成活率为85%，计算如下： no=4(株)， pe=85%， c=nt*pe/no=6， nt=4*6/85%=30（株） ne=no*pe=26(株) l=nt-ne=30-26=4(株)5.2计划的制定：（每两月继代1次，每年共继代6次） 全年生产总株数： y=6517843株 每两月生产总株数： a=y/6 株 注：生根芽苗数与继代增殖培养的芽苗数比例一般不小于1:2，即每次继代 培养中至少应有1/3的芽苗（要求芽苗长1-3cm）被接种到生根培养基上进行生根培养： 每两月继代株数： 株 每两月生根株数： 株整个马铃薯组培过程中的数据统计：扩培数据计算母株/次初次扩培倍数/次二次扩培倍数/次有效繁殖系数/次1456总母株数每周期继代数每周期生根数总接种母株数1683434523021726121980ms 培养基物料恒算丛生芽诱导最佳培养基：ms+2 mg/l 6-ba+0.1mg/l naa丛生芽继代最佳培养基：ms+1 mg/l 6-ba+0.1mg/l naa 丛生芽生根最佳培养基: ms+0.1mg/l naams 培养基母液包括：储备液i （大量元素母液）、储备液ii（微量元素母液）、储备液iii（有机成分母液）、储备液iv（铁盐母液）及植物激素母液（naa 母液和6-ba 母液）。ms 培养基母液的配制与保存 水、药、蔗糖、琼脂混合ph调整 分装灭菌冷却接种 玻璃器皿水洗干燥ms 培养基母液包括：储备液i （大量元素母液）、储备液ii（微量元素母液）、储备液iii（有机成分母液）、储备液iv（铁盐母液）及植物激素母液（naa 母液和6-ba 母液）。储备液iiii的配方为储备液i33000 mg/l ，38000 mg/l ，8 800 mg/l cacl，7400 mg/l mg7ho，3400 mg/l kp储备液ii166mg/l ki，1240 mg/l ，4460 mg/l 4，1720mg/l ， 5 mg/l cu5，5 mg/l co储备液iii2 000 mg/l 肌醇，100 mg/l 烟酸，100 mg/l 盐酸吡哆醇，100 mg/l 盐酸硫胺素，400 mg/l 甘氨酸储备液iiii的配制方法:将每种试剂先分别溶解，再彼此混合，最后定溶至所需数量。储备液iv 的配制方法为：取feso47h2o5 566 mg 和na2edta2h2o 7460 mg 分别置于450 ml 蒸馏水中，加热搅拌使之溶解，然后将2 种溶液混合，再加蒸馏水至1 l。植物激素母液的配制方法为：100mg/l naa母液。称取10 mgnaa，用少量95%乙醇或少量乙酸溶解后，用蒸馏水定溶至100 ml。1000mg/l 6-ba 母液。称取100 mg 6-ba，用少量1 mol/ml 的盐酸溶解后，用蒸馏水定溶至100 ml。然后根据所需功能的不同，在ms 培养基中加入不同量的naa和6-ba 母液，具体加入量见表 各功能培养基中植物激素母液加入量 ml/l培养基naa 母液6-ba 母液丛生芽诱导0.12.0继代增殖0.1 0.5 1.5生根培养0.10-1l ms 培养基 培养基的配制：分别取50 ml 储备液i，5 ml储备液ii，5 ml 储备液iii 和5 ml 储备液iv，1 ml，naa 母液，2 ml 6-ba 母液放入1 000 ml 的烧杯中；另取1 个烧杯（或不锈钢锅）加入700 ml 蒸馏水、30 g 蔗糖、7 g 琼脂，加热使琼脂溶化，再将溶解的琼脂糖溶液倒入盛有各种母液的烧杯中，用蒸馏水定溶至1 l，混匀后测ph；用1 mol/l naoh 或1 mol/l hcl调节ph至5.8，最后将培养基分装到锥形瓶中物料恒算：先对1l培养基进行物料衡算蔗糖 30 g 琼脂 7 g 储备液i用量为50 ml，则有： 33000 mg/l50 ml=1650mg： 38000 mg/l50 ml = 1900 mgcacl： 8800 mg/l50 ml = 440 mgmg7ho： 7400 mg/l50 ml =370 m gkp： 3400 mg/l50 ml=170 mg储备液ii用量为5 ml，则有 ki： 166 mg/l5 ml=0，83 mg： 1 240 mg/l5 ml=6，2 mg4： 4 460 mg/l5 ml=22.3 mg： 1 720 mg/l5 ml=8.6 mg： 50 mg/5 ml=0，25 mgcu5： 5 mg/l5 ml=0.025 mgco： 5 mg/l5 ml=0.025 mg储备液iii用量为5 ml，则有 肌醇： 2000 mg/l5 ml=10 mg烟酸： 100 mg/l5 ml=0.5 mg盐酸吡哆醇： 100 mg/l5 ml=0.5 mg盐酸硫胺素： 100 mg/l5 ml=0.5 mg甘氨酸 ： 400 mg/l5 ml=2 mg储备液iv用量为 1 ml，则有feso7ho ： 566 mg/l 1 ml =0.566 mgnaedta2ho： 7460 mg/l 1 ml =7.460 mgnaa 母液用量为1ml 6-ba 母液用量为2 ml naa： 100mg/l1 ml =0.1 mg6-ba： 1000 mg/l2 ml =2 mg所需培养基总数：每周期诱导培养基数每周期继代培养基数每周期生根培养基数165724205362102每周期所需培养基体积：设每个培养瓶分装30ml培养基则有 ： 每周期所需的诱导培养基体积为：16530ml=4.95l 其中 naa 母液体积为：4.951/10000=0.000495 l 6-ba 母液体积为：4.952/1000=0.0099 l ms 培养基体积为： 4.95-0.000495-0.0099=4.94 l每周期所需的继代培养基体积为：72420530ml=21726.15 l 其中 naa 母液体积为：21726.151/10000=2.172615 l 6-ba 母液体积为：21726.151/1000=21.72615 l ms 培养基体积为：21726.15-21.72615-2.172615=21702.25 l每周期所需的生根培养基体积为：36210230ml=10863.06 l 其中naa 母液体积为：10863.061/10000=1.086306 l ms 培养基体积为：10863.06-1.086306=10861.97 l每周期ms 培养基体积体积为: 4.94+21702.25+10861.97=32569.16 l每周期所需naa 母液体积为: （0.000495+2.172615+1.086306）+32569.161/1000=35.83 l每周期所需6-ba母液体积为： (0.0099+21.72615)+ 32569.162/1000=86.87437 l5.3每年物料总衡算 每年物料衡算表物料名称每l净含量/ mg每周期体积/l每年周期数总重量/kg琼脂700032569.1661367904.72蔗糖3000032569.1665862448.80ki 0.83 32569.166162.194hbo6.2 32569.166121.157mnso4ho22.3 32569.1664357.754znso7ho8.6 32569.1661680.569namoo2ho0.25 32569.16648.854cuso5ho0.025 32569.1664.890 cocl6ho0.025 32569.1664.890 nhno 1650 32569.166322434.684kno1900 32569.166371288.424 cacl2ho440 32569.16685982.582 mgso7ho370 32569.16672303.535 khpo170 32569.16633220.54 肌醇 10 32569.1661954.150烟酸 0.5 32569.16697.707盐酸吡哆醇 0.5 32569.16697.707盐酸硫胺素 0.5 32569.16697.707 甘氨酸 2 32569.166390.830feso7ho 0.566 32569.166110.605 naedta2ho7.460 32569.1661457.800naa 0.1 35.8360.02156-ba2 86.8743761.0425 第六章 废物处理6.1废水处理方法 生物塘法 生物塘是一种利用天然净化能力处理废水的生物处理设施，该技术在 20 世纪50年代以后得到快速发展，尤其是在生活污水和有机工业废水处理中应用最多。生物塘根据塘内的微生物类型、供养方式和