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园林苗木组培室设计规划
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园林苗木组培室设计规划
一、组培室设计规划之灭菌室布局
灭菌室最好和配制培养基的实验室相邻或尽量靠近,因配制好的培养基和一些器皿需要尽快进行高温高压灭菌,如果两处相距太远会给工作带来诸多不便。灭菌室面积可小一些,其内除放灭菌锅外最好还有临时存放培养基、培养器皿的架子,也应有自来水装置。灭菌室可根据灭菌锅的多少,工作量的大小来确定面积,要求房间能有较好的通风散热条件,且要配备专门的电源线路,因为电热灭菌锅的耗电量很大,普通的照明线路或动力线很难承受。灭菌锅是一种高温高压容器,操作人员应有一定的专业技术训练才能操作,且在操作过程中一定要认真、负责、细心,及时检查核对锅内的水位、锅上的压力表、放气阀、安全阀等,看看是否正常,切莫违规操作,酿成事故。在使用一段时间之后,最好请有关质检部门核查校正一下灭菌锅上的压力表。
二、组培室设计规划之生产规模的确定
采用组培快繁技术进行植物种苗的工厂化生产,包括入选品种外植体的筛选及获取、外植体灭菌诱导培养、无菌材料繁殖、继代扩繁、单株生根、出瓶过度炼苗、包装进入市场等工艺程序。由于组培苗生产从进瓶到出瓶都是在无菌条件下完成,故考虑建设一个组培工厂生产规模时通常以购买多少无菌工作台来衡量,原则上,根据繁殖品种的不同一个无菌工作台可按年生产15-20万苗计算。如规划一个生产量达500万株的组培室,需设25-30个无菌操作位置。另外一种计算方法是,根据市场需求规律,按最高供应季节需求量除以月生产量来确定必须购置的无菌工作台数量。当工作台数量确定后,才能设计无菌工作台的摆放方式,计算出接种室的需求面积。按日生产组培苗瓶数及培养期,结合周转期计算需要的培养架数量,以此为基础很容易就可以计算出培养室需求面积,一般为一台无菌工作台,需配备培养架4架(1.2m×0.5m×5层),无菌操作室与培养室的面积比例为1:(1.5-2.0),或者根据培养架数量确定培养室面积,一般每个培养架需要1.0-1.2个m2。围绕组培工厂建设,其他必备的配套设施设备及操作用具购置的数量,应以每个无菌工作台的需求量计算,解剖刀、镊子、刀片等常用工具还要有充足的备用量。试管苗出瓶、移栽需要安排在过渡培养温室或大棚内进行。现代的组培工厂还需要建有种质资源保存圃、原原种、原种圃、生产性栽培展示区等,其面积的大小应根据不同植物的种类来确定。因此现代化组培工厂的建设,需要认真规划、仔细计算、合理投资,使之既有系统性又实用,才能充分发挥最大的生产潜力。在今后的市场竞争中,尽量降低成本,提高产品质量和品种的可靠性。
三、组培室设计规划之仪器设备配置篇
在植物组织培养过程中,根据所培养的植物种类、生产规模,选择合适的器材、设施是十分必要的,只有这样才能确保整个操作过程的顺利进行。在器材、设施的选择上,不要贪大求洋,应该在其是否实用上多下功夫。在研究型的组织培养操作中,往往对器材、设施的要求较高;而在生产型的组织培养中,则对器材、设施的要求却较为粗放,因此管理者必须根据实际情况来进行培养器材、设施的遴选。
在植物组织培养的过程中,从外植体的采收到试管苗的定植都必须要在特定的环境中进行,例如,培养基的配制要在专用的器材、设施中进行;外植体的接种要在专用的器材、设施中进行。应该根据植物组织培养不同阶段的需要,选择不同的器材、设施。只有从降低投入、提高工效、节约劳力等诸方面加以考虑,才能降低培养成本、提高培养效率。
在植物组织培养过程中,所使用的器材种类较多,但它们通常可以分为通用器具、盛具、计量器械、灭菌器械、接种器械、培养器械等几种类型。在使用这些容器、设备时,必须要了解它们的基本用途,并学会它们的基本用法。例如,不能给容量瓶加热;必须用磨砂玻璃灯罩来熄灭正在燃烧的酒精灯;应该定期更换超净工作如的无菌滤膜等等。详细操作可参考具体设备、容器的使用说明。
(1)通用器械
①烧杯:用来盛放、溶解化学药剂等。常用的规格有50ml、100ml、250ml、500ml、1000ml。
②烘箱:用来烘干器械。
③恒温水浴:用来溶解琼脂等物质。
④玻璃搅拌棒:用来配制培养基。
⑤洗耳球:用来辅助吸取、转移少量液体。
⑥冰箱:用来贮存化学药剂、植物材料等。
⑦牛角勺:用来转移化学药剂。
⑧玻璃漏斗:用来过滤溶液。
⑨剪刀:用来修剪外植体或剪切嫩茎。
⑩器械架:在无菌操作期间用来放置灭菌的器械。
(2)各种盛具
①搪瓷浅盘:用来承载各种器械容器。
②塑料盆:用于清洗培养容器。
③铁丝筐:用来盛放灭菌容器等物品。
④纯水水桶:用来存放去离子水或蒸馏水。常用的规格有10L、20L。
⑤塑料桶:用来存放洗涤溶液、废弃溶液。
⑥各种规格的磨砂玻璃瓶:用来盛放培养母液,以及各种植物生长物质。
(3)计量器械
①量筒:用来量取一定体积的液体。常用的规格有25ml、50ml、100ml、500ml、1000ml。
②容量瓶:用来配制标准溶液。常用的规格有50ml、100ml、500ml、1000ml。
③大肚移液管:用来吸取定量溶液。常用的规格有1ml、5ml、10ml。
④刻度移液管:用来吸取定量植物生长物质溶液。常用的规格有1ml、5ml、10ml。
⑤移液管架:用来放置、固定移液管。
⑥酸度计:用来检测培养基的pH。
⑦药物天平:用来称取配制培养基的药品。
⑧分析天平:用来称取少量有化学试剂,进行化学分析。
(4)灭菌器械
①磨砂口玻璃瓶:用来对植物材料进行表面灭菌。
②酒精灯:用来进行接种器材的表面灭菌。
③细菌过滤器:用来过滤不能进行高温灭菌的试剂溶液。
④无菌滤纸:用来汲取器材、植物材料表面的水分。
⑤无菌脱脂棉:用来进行器械、植物材料表面的灭菌处理。
⑥真空泵:用来吸滤灭菌。
⑦高压灭菌锅:对培养基、接种器材进行灭菌处理。
⑧可调试电炉:用来加热高压灭菌锅。
⑨皮下注射器:用来对溶液进行过滤、除菌。
⑩紫外线灭菌灯:用来对接种室、培养室、操作室等工作环境进行灭菌处理。
(5)接种器械
①超净工作台:用来过滤通过接种工作台面的空气,以便进行无菌操作。
②小型喷雾器:装载灭菌药液,来给超净工作台等处喷雾灭菌。
③钝头镊子:在接种操作、继代培养时移取植物材料。
④尖头镊子:用来分离植物材料。
⑤解剖刀:用来切割植物材料。
⑥打孔器:用来切取大小一致的圆柱形植物材料。
⑦双目显微镜:在解剖较小的外植体时,用来观测材料。
⑧细菌滤膜:用来进行溶液的常温除菌。
⑨接种针:用来转移细胞团、愈伤组织。
(6)培养器械
①试管:用来作为外植体的培养容器。常用的规格有2cm×15cm、3cm×15cm。
②培养皿:用来作为外植体的培养容器。常用的规格有直径9cm、12cm。
③锥形瓶:即三角烧瓶,主要作为培养器材,常用的规格有50ml、100ml。
④显微镜:用来观察植物材料。
⑤成套载玻片:用来制作植物材料显微制片。
⑥铝箔:用于培养容器封口。
⑦橡皮筋:用来束紧培养容器的封口材料。
⑧血球计数器:用来进行植物细胞计数。
⑨空调:用来调节操作间、培养室的温度。
⑩摇床:用来进行细胞悬浮培养。
组培室设计规划之药品试剂配置
在植物组织培养中,所使用的化学药剂通常为化学试剂,根据它们的纯度化学试剂可以分为优级纯(GR.)、分析纯(AR.)、化学纯(CP.)等规格。此外,还有工业专用、生化试剂等规格。在研究型  的组织培养中,可以采用分析纯或优极纯的药剂,而在生产型的组织培养中,则可采用化学纯或工业纯的化学试剂。以MS培养基为例,其使用的常用化学药剂如下:
(1)硝酸铵:亦称硝铵。化学式为NH4NO3,式量为80.048,其纯品为无色透明菱形结晶,比重1.73,易溶于水,并吸收大量的热,在空气中容易潮解。水溶液呈中性反应。由于硝酸铵是一种易燃、易  爆物,因此在使用中应该贮存在阴冷之处。已经结块的硝酸铵切忌敲打、撞击,可用水进行溶解。
(2)硝酸钾:亦称火硝。化学式为KNO3,式量为101.104,其纯品为无色透明的棱柱结晶,比重2.10,易溶于水,几乎不溶于无水乙醇。
(3)氯化钙:亦称无水氯化钙。化学式为CaCl2,式量为110.99,其纯品为白色结晶,比重2.15,在空气中具强吸湿性,易溶于水同时放出大量的热。
(4)硫酸镁:亦称泻盐。化学式为MgSO4?7H2O,式量为246.50,其纯品为透明菱形结晶,比重1.68,具苦味,易溶于水,不溶于乙醇,在空气中稍风化。
(5)磷酸二氢钾:亦称磷酸钾复合肥。化学式为KH2PO4,式量为136.09,其纯品为正方形无色结晶,比重2.33,有较强的酸味,易溶于水,不溶于乙醇。溶液呈微酸性反应。磷酸二氢钾在96℃时会
化成透明的液体,这样就会转化为偏磷酸钾,因此在使用时注意不要使它经受高温环境。
(6)碘化钾:化学式为KI,式量为166.02,其纯品为透明的小块结晶,比重3.115,在干燥的空气中稳定,易溶于水,其水溶液在遇光后因析出游离碘而逐渐变黄。
(7)硼酸:亦称正硼酸。化学式为H3BO3,式量为61.84,其纯品为六角形白色鳞片状结晶,具珠光,比重1.46,溶于水,易溶于乙醇,当加热至107℃时会失去部分的水,而转变为偏硼酸。水溶液呈酸  性反应。
(8)硫酸锰:化学式为MnSO4?5H2O,式量为241.07,其纯品为红色结晶,比重2.1,具金属味,易溶于水,不溶于乙醇。在制备过程中,如果溶液在-4~6℃间结晶时,可制成七水硫酸锰(MnSO4?   7H2O);在20~40℃间时,可获得四水硫酸锰(MnSO4?7H2O);在280℃时加热,带有结晶水的硫酸锰直至恒重,则可获得无水硫酸锰(MnSO4)。
(9)硫酸锌:亦称锌矾。化学式为ZnSO4?7H2O,式量为287.55,其纯品为无色菱形结晶,比重1.96,在干燥的空气中会风化,易溶于水,当39℃时溶于所含结晶水,并转变为ZnSO4?6H2O。
(10)钼酸钠:化学式为Na2MoO4,式量为241.98,其纯品为无色结晶,溶于水。
(11)硫酸铜:亦称胆矾。化学式为CuSO4?5H2O,式量为249.71,其纯品为深蓝色结晶,比重2.29,具强烈的金属味,易溶于水,在干燥的空气中容易风化,而变成白色粉末,即无水硫酸铜。水溶液  呈弱酸性反应。
(12)氯化钴:亦称氯化亚钴。化学式为CoCl2?6H2O,式量为372.26,其纯品为红色单斜结晶,比重1.84,在[室温下稳定,极易溶于水,可溶于乙醇。在45~52℃时加热,会逐渐变为CoCl2?4H2O。
(13)乙二胺四乙酸二钠:化学式为Na2EDTA?2H2O,式量为372.26,其纯品为白色结晶状粉末,无味、无毒、可溶于水,容易和金属离子形成络合物。
(14)硫酸亚铁:亦称黑矾、铁矾。化学式为FeSO4?7H2O,式量为278.02,其纯品为淡绿色结晶,比重1.89,易溶于水,不溶于乙醇,在干燥空气中风化而变为白色粉末。
(15)甘氨酸:亦称氨基醋酸、氨基乙酸。化学式为C2H5NO2,式量为75.07。纯品为白色结晶性粉末。味甜,能溶于水,微溶于醇,几乎不溶于醚。233℃开始分解。密封闭光保存。
(16)肌醇:亦称环已六醇。化学式为C6H12O6,式量为180.16。为构建细胞壁的材料。它在离子平衡、磷脂代谢、碳水化合物合成等过程中起着重要的作用。
(17)烟酸:亦称维生素B5。化学式为C6H5NO2,式量为123.11。纯品为无色针状结晶。无气味,在空气中稳定,能溶于水、乙醇、不溶于醚、酯类溶剂。熔点236℃。密封闭光保存。
(18)盐酸吡哆醇:亦称维生素B6、盐酸吡哆素。化学式为C8H12ClNO3,式量为205.64。纯品为白色结晶。无气味,在空气中稳定,能溶于水、乙醇,不溶于酸。205~212℃分解。密封闭光保存。
(19)盐酸硫胺素:亦称维生素B1。化学式为C12H17ClN4OS?HCl,式量为337.28。纯品为白色结晶。在空气中稳定,能溶于水、乙醇,不溶于酸。密封闭光保存。
(20)6-苄基腺嘌呤:缩写为BA,亦称6-BA、普鲁马林。是一种植物生长调节剂,化学式为C12H11N5,式量为225.26。纯品为白色结晶,熔点235℃,难溶于水,易溶于丙酮、乙醇等有机溶剂,在酸  性介质中较为稳定。其主要的生理作用为能够促进蛋白质的合成,诱导芽分化,延缓叶衰老,促进细胞分裂。
(21)萘乙酸:缩写为NAA,亦称α-萘乙酸、生长素、1-萘乙酸。是一种植物生长调节剂,化学式为C12H10O2,式量为186.20。纯品为白色针状结晶,熔点133~135℃,沸点285℃(分解)。在冷水中  微溶,在热水中易溶,易溶于冰醋酸、丙酮、乙醚等有机溶剂中。在空气潮解,见光会变色。它有α和β两种类型,通常所说的萘乙酸指的是α型。其主要生理作用为能够诱导根分化,防止器官脱落,诱  导无籽果实,促使种子萌发等。
(22)腺嘌呤:缩写为AD,化学式为C5H5N5?3H2O,式量为189.13。纯品为白色结晶性粉末。在空气中稳定,微溶于水。它是合成细胞分裂素的前体,主要的生理功能为促进细胞分裂。
(23)赤霉酸:缩写为CA3,亦称激动素,滥长素、九二零等。是一种植物激素,纯品为八面体双锥形白色结晶,熔点233-235 (分解),难熔于水,其钾盐、钠盐易溶于水,易熔于丙酮、甲醇、乙醇。赤  霉素的化学性质比较稳定,但应该在低温环境下进行贮藏,其水溶液不稳定。其主要的生理作用为促进细胞的伸长,防止离层形成,能够解除休眠。
(24)蔗糖:化学式为C12H22O11,式量为342.30。纯品为无色单斜型结晶、白色颗粒或晶体粉未。味甜,在空气中稳定,易溶于水,能溶于乙醇,可被稀酸水解为果糖、葡萄糖。在160-180℃间分   解。密封保存。
(25)琼脂:亦称洋菜。是从石花菜等海藻中所提取的白色粘胶状物质,在热水中能溶解,其溶液遇冷凝固,可用于配制培养基,作为外植体的支撑物。
(26)肌醇:化学式为C6H12O6,式时为180.16。纯品为白色结晶粉末,有甜味,在空气中不潮解。溶于水,微溶于醇,熔点225-227℃。密封保存。

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