利用組織培養(yǎng)技術(shù)對薄荷種質(zhì)資源進(jìn)行優(yōu)系篩選,品種改良及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用研究

學(xué)科評審組：農(nóng)學(xué)項(xiàng)目名稱：薄荷種質(zhì)資源優(yōu)系篩選及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用研究一、研究內(nèi)容和意義研究內(nèi)容：在全國現(xiàn)有野生種質(zhì)資源或栽培品種的基礎(chǔ)上根據(jù)當(dāng)前薄荷生產(chǎn)急需早熟，高產(chǎn)，出油率高的品種現(xiàn)狀，利用組織培養(yǎng)技術(shù)，進(jìn)行莖尖分生組織培養(yǎng)結(jié)合熱處理脫除嚴(yán)重危害薄荷生產(chǎn)的病毒，病原菌，獲得無菌苗進(jìn)行分類處理，通過無性系變異篩選及人工試管內(nèi)誘變技術(shù)結(jié)合田間選種技術(shù)選育出優(yōu)良品種或者好的育種材料，為下一步育種或者遺傳轉(zhuǎn)化創(chuàng)造條件。經(jīng)過莖段微繁殖，在田間進(jìn)行株系鑒定，篩選出具有薄荷高產(chǎn)，早熟形狀的優(yōu)系進(jìn)行室外擴(kuò)繁，通過夏季扦插，秋季生產(chǎn)種根，翌年春天提供種根（種苗）出售給生產(chǎn)者。同時進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)基地建設(shè)，推廣種植新品種，新技術(shù)。改變過去單一種植模式，采用立體種植方式，間套種并作。通過公司回收鮮草統(tǒng)一加工提取原油。最后建立產(chǎn)供銷一體化工程。研究意義：薄荷產(chǎn)業(yè)在阜陽已經(jīng)形成一個特色產(chǎn)業(yè)，從國際國內(nèi)市場來看每年我國都向國外出口薄荷油，國內(nèi)也存在著潛在的巨大市場。太和縣生產(chǎn)的薄荷油因質(zhì)量優(yōu)，含量高，香味純而享譽(yù)海內(nèi)外。薄荷的主要成分薄荷油，薄荷腦，在醫(yī)藥上具有助消化，殺菌，鎮(zhèn)痛，止癢，芳香，清涼等功能，是醫(yī)藥衛(wèi)生，日用化工，食品工業(yè)等的重要原料之一，。目前，薄荷油已大量用于中西藥治病，如風(fēng)油精，清涼油人丹等，日用化工品如肥皂牙膏爽身粉等?？谙闾瞧染斜『捎统煞?。薄荷秸稈可直接儲存后用作飼料，并可預(yù)防多種家畜疾病。隨著人們生活的需求和工業(yè)的發(fā)展，薄荷油，薄荷腦的用途越來越廣泛秸稈及地下莖可作為燃料使用。薄荷葉及其產(chǎn)品大量用于食品中，近年來，在保健食品領(lǐng)域里的開發(fā)成效顯著。開發(fā)出的薄荷保健茶，保健酒，保健糕點(diǎn)，保健香料很受市場歡迎。從而加大了市場對薄荷系列產(chǎn)品的需求。目前，優(yōu)質(zhì)薄荷葉的價格已由原來的每公斤3元升至10元以上，但市場上依然貨源緊缺。我們可以順應(yīng)薄荷保健品發(fā)展的潮流，在生產(chǎn)薄荷時重點(diǎn)生產(chǎn)薄荷葉，以增加收益。如此，每畝薄荷收益可增加500元以上，2004年薄荷油行情止跌回升每公斤由70元升至90元；2005年薄荷油行情再度上升，由90元升至106元，2006年再由106元升至120元，二月份期貨價格已升至165元以上。目前價位在200元左右。出現(xiàn)一步一臺階的大幅上升市態(tài)。有關(guān)專家預(yù)測：隨著薄荷生產(chǎn)的大幅縮減和薄荷油庫存的大量消耗，薄荷油行情有可能繼續(xù)上升，再上新的臺階。如此巨大的市場需求說明如果能夠?qū)⒃擁?xiàng)技術(shù)加大力度推廣將會為新農(nóng)村建設(shè)的社會浪潮起到推波助瀾的作用。全市農(nóng)民將會從中得到實(shí)惠。立論依據(jù)1.項(xiàng)目的研究意義薄荷在本地種植基本情況薄荷屬于唇形科薄荷屬，是多年生宿根性芳香草本植物，屬特種經(jīng)濟(jì)植物。薄荷的主要成分薄荷油、薄荷腦，在醫(yī)藥上具有助消化、殺菌、鎮(zhèn)痛、止癢、芳香、清涼等功能，廣泛用于醫(yī)藥衛(wèi)生、日用化工和食品加工等。薄荷對土壤和氣候條件要求不嚴(yán)，具有栽培容易、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大農(nóng)民歡迎。阜陽市太和縣為全國最大的薄荷生產(chǎn)基地，全縣最高年份97年種植薄荷28萬畝，輻射周邊縣市總面積達(dá)37萬畝。故有“清涼世界、薄荷王國”之美譽(yù)。太和縣生產(chǎn)的薄荷油因質(zhì)量優(yōu)，含量高，香味純而享譽(yù)海內(nèi)外，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域，并出口日本、美國及東南亞等世界各地?；谔岣弋a(chǎn)量，提純復(fù)壯種苗的需要由于薄荷是無性繁殖作物，易感染并積累病毒。目前已知侵染薄荷的病毒有煙草花葉病毒(TMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)、美國薄荷黃化病(Swegoteayellowin)、美國薄荷變?nèi)~病(Swegoteaphyllod)。主要癥狀表現(xiàn)為植株細(xì)弱矮小，葉片皺縮、扭曲、發(fā)脆，嚴(yán)重時葉片發(fā)黃脫落，導(dǎo)致種性退化，原油產(chǎn)量和品質(zhì)降低。此外，薄荷為異花授粉植物，天然結(jié)實(shí)率一般在15%左右。這些種子實(shí)生苗的后代會嚴(yán)重分離，是薄荷野雜苗的主要來源，加上人為、機(jī)械帶入的其它野雜薄荷，使品種純度降低，原油品質(zhì)下降。由于薄荷油行情多年來連年下降并多年在低谷徘徊，農(nóng)民們多采用自繁自育，重茬連作的栽培模式，忽視了良種的選育、復(fù)壯與提純，致使品種混雜與退化嚴(yán)重，從而引起單產(chǎn)下降。據(jù)有關(guān)方面調(diào)查：薄荷單產(chǎn)已由原來的每畝15公斤降至現(xiàn)在的10公斤。2005年薄荷油單產(chǎn)再創(chuàng)新低，每畝單產(chǎn)在3—5公斤，平均單產(chǎn)僅4公斤。平均產(chǎn)值為400多元。僅為糧食產(chǎn)值的60%。連年重茬種植，混雜現(xiàn)象更加嚴(yán)重，大大影響薄荷油的產(chǎn)量和質(zhì)量。薄荷的地下莖與匍匐莖很多，縱橫交錯，人工去雜難度大且不易去凈。用莖尖培養(yǎng)的方法進(jìn)行品種提純和脫毒，能夠得到優(yōu)良品種的純系，品種的優(yōu)良種性得以恢復(fù)，從而較大幅度地提高薄荷油的產(chǎn)量和質(zhì)量，生產(chǎn)效益大幅提高。同時組培苗整齊度好，生長勢強(qiáng)，對于規(guī)?；a(chǎn)建立生產(chǎn)基地，工廠化繁殖薄荷苗是必不可少的。這一技術(shù)大面積應(yīng)用于生產(chǎn)后，效益將十分巨大?；趯で蟾弋a(chǎn)，早熟薄荷新品種的需要現(xiàn)有品種多是70年代以前育出的品種，老品種多數(shù)在本地產(chǎn)油量較少，頭刀薄荷生產(chǎn)成熟期多在雨季落葉較嚴(yán)重，二刀薄荷生育期短，一般品種二刀薄荷鮮草產(chǎn)量上不去，由于秋季光照條件好出油率較高，但是畝產(chǎn)油仍是較低，近年來由于國際市場上油價徘徊不前，農(nóng)民種植薄荷的積極性受挫。國內(nèi)外研究薄荷栽培者居多，但育種單位寥寥無幾，多數(shù)是將其作為中藥材種植資源研究利用，育種手段更是落后于生產(chǎn)。根據(jù)目前情況，我們提出利用生物組培技術(shù)作為研究手段開展相關(guān)育種手段探索，積極在現(xiàn)有資源上進(jìn)行改良使品種具有優(yōu)良的農(nóng)藝性狀。組織培養(yǎng)是一種好的載體工具，體細(xì)胞無性系存在者廣泛的變異，在不同試管株系之間存在著相當(dāng)大的差異，據(jù)我們初步觀察研究薄荷株系存在著葉色，生長勢，存葉對數(shù)，早熟性等數(shù)量或者質(zhì)量形狀的變異，如此大的性狀變異可以利用來進(jìn)行育種，與品種改良。組織培養(yǎng)是遺傳變異的一個豐富來源，在無性繁殖物種中，長期積累起來的突變細(xì)胞穩(wěn)定的存在于復(fù)雜程度不同的嵌合體中，因此通過組織培養(yǎng)所表現(xiàn)出來的變異，有可能是處于嵌合體中的既存突變獲得了表現(xiàn)的機(jī)會。在已知能夠出現(xiàn)高頻率變異的物種中，很多是嵌合體或者是可能的嵌合體。我們在薄荷培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，從地上部取得的材料與地下部取得的材料經(jīng)過組織培養(yǎng)后其生長勢與葉片外觀有很大區(qū)別，變異也有可能是培養(yǎng)條件誘導(dǎo)的結(jié)果。在甘蔗中通過愈傷組織培養(yǎng)獲得的植株在外觀及染色體組成上彼此不同，在甘蔗產(chǎn)量及含糖量上均有大幅提高。在馬鈴薯，水稻，小麥等原生質(zhì)體培養(yǎng)及葉片培養(yǎng)過程中均有穩(wěn)定的變異出現(xiàn)。因此通過體細(xì)胞無性系培養(yǎng)篩選或者通過其他誘變條件如射線照射或者超聲波處理能夠獲得好的育種材料，結(jié)合田間選種，有望育出新的品種?；谌r(nóng)新問題，建設(shè)新農(nóng)村的需要目前生產(chǎn)中一家一戶的分散種植模式不再適應(yīng)新形勢下的市場經(jīng)濟(jì)的要求，零星種植，分散煉油，會造成原油產(chǎn)量低，質(zhì)量差。再加上農(nóng)民種植薄荷常常是盲目跟風(fēng)生產(chǎn)，無利可圖時，紛紛改種糧食和其他經(jīng)濟(jì)作物。行情回升市時，又紛紛種植，結(jié)果受害的仍是農(nóng)民。農(nóng)民多采用自繁自育，重茬連作的栽培模式，致使品種混雜與退化嚴(yán)重，從而引起單產(chǎn)下降。加上自然災(zāi)害頻繁，造成減產(chǎn)。過量雨水造成薄荷田的大范圍被淹，持續(xù)的連陰雨，又造成薄荷的生長不良，病害嚴(yán)重，并錯過采收時間，從而造成減產(chǎn)，效益下降。隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。國家出臺一系列優(yōu)惠政策鼓勵青壯年農(nóng)民外出打工。80%以上的青壯勞力紛紛外出，農(nóng)村中余下的大多是老人，婦女，兒童，這些人很難完成麻煩辛苦，費(fèi)工費(fèi)時的薄荷種植與加工作業(yè)任務(wù)，只有放棄薄荷生產(chǎn)。為鼓勵農(nóng)民發(fā)展糧食生產(chǎn)，國家出臺了一系列優(yōu)惠政策：最低保護(hù)價收購糧食，兩補(bǔ)一免等。優(yōu)惠的政策，高懸的糧價，加上前幾年油價上不去，使農(nóng)民種糧的收益大大高于種植薄荷的收益。棄薄荷而種糧便成為農(nóng)民的必然選擇。因此傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式面臨挑戰(zhàn)，而國內(nèi)又需要薄荷生產(chǎn)，目前當(dāng)務(wù)之急是恢復(fù)生產(chǎn)面積，探討在新形勢下的薄荷生產(chǎn)經(jīng)營模式。進(jìn)行薄荷產(chǎn)業(yè)化二次飛躍，盡快使阜陽的薄荷生產(chǎn)這一特色經(jīng)濟(jì)作物恢復(fù)往日的輝煌。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析⑴組織培養(yǎng)外植體材料大多取莖段進(jìn)行培養(yǎng)，賴家業(yè)等利用野薄荷的莖段培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織并分化出苗，師素云等用薄荷的幼嫩莖尖誘導(dǎo)愈傷組織并再生植株。薛啟漢等用薄荷73-8的幼嫩莖段為外植體誘導(dǎo)愈傷組織并再生成苗，這些研究一般植株再生頻率都較低，在5%左右，而且都要經(jīng)過愈傷組織培養(yǎng)階段。由于愈傷組織易受外界環(huán)境影響，產(chǎn)生變異的頻率增大，由此產(chǎn)生的后代苗在遺傳上不穩(wěn)定，不宜用于大量的繁殖良種苗。劉銘用不同濃度和配比的6-BA和NAA以及適當(dāng)調(diào)節(jié)鐵離子濃度對薄荷莖段進(jìn)行組織培養(yǎng).同一材料粗細(xì)差異極其顯著的母本莖段接種于不同濃度和配比的6-BA和NAA組合的培養(yǎng)基上培養(yǎng)三代后,其后代無顯著粗細(xì)差異,但粗莖段母本的后代在生長性狀上優(yōu)于細(xì)莖段母本;試驗(yàn)同時表明,鐵離子濃度過高會抑制芽的生長.國內(nèi)還有人利用農(nóng)桿菌感染薄荷植物組織形成的畸形芽培養(yǎng)系統(tǒng)，其生長速度有的還可以超過毛狀根培養(yǎng)系統(tǒng)。進(jìn)行薄荷有效成分的工業(yè)化提取工作。利用莖尖培養(yǎng)脫除薄荷病毒也有研究，但因?qū)η秩颈『傻牟《痉N類尚無系統(tǒng)的研究，缺乏成熟有效的病毒檢測方法，都沒有形成完整的技術(shù)體系，因而無法應(yīng)用于生產(chǎn)。高山林利用薄荷莖段培養(yǎng)獲得植株，藏玉奇利用薄荷莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得直接分化的組培苗。馬宗新等利用莖尖分生組織培養(yǎng)建立了一套工廠化快繁體系，并加以推廣利用。這套快繁體系只是局限于阜油一號薄荷的研究，未在其他品種上進(jìn)行相關(guān)研究。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所在美國椒樣薄荷組培工廠化育苗技術(shù)體系研究與示范項(xiàng)目中，研究了薄荷莖段無菌消毒劑種類與不同消毒時間的消毒效果；不同激素水平對薄荷芽分化的影響分析；培養(yǎng)基篩選與優(yōu)化；無土育苗技術(shù)、基質(zhì)種類、營養(yǎng)液配方及移栽技術(shù)研究；薄荷壯苗標(biāo)準(zhǔn)的確定；組織培養(yǎng)與設(shè)施育苗一體化技術(shù)體系的建立。已成功篩選出薄荷分化培養(yǎng)基，年繁殖系數(shù)達(dá)到1：5000，組培室每年可向溫室提供試管苗200萬株以上，試管苗移栽成活率95%；可確保10000畝薄荷基地用苗。經(jīng)過兩年多對美國椒樣薄荷組織培養(yǎng)與快速繁殖技術(shù)的研究，已使該品種薄荷種苗的擴(kuò)繁系數(shù)達(dá)到1：50000，從而在根本上解決了美國椒樣薄荷苗種短缺的問題。美國椒樣薄荷是近年來國內(nèi)培育的含油量較高的新品種，鮮葉含油量3?4%,干葉含油量5?8%,干全草含油量達(dá)3.5?5.5%。每畝可產(chǎn)11公斤薄荷油，比原有的品種出油率提高了1/3左右。自2001年開始，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所組培實(shí)驗(yàn)室通過組培生物技術(shù),成功進(jìn)行了美國椒樣薄荷的莖尖、莖段無菌培養(yǎng),形成再生植株。通過專用培養(yǎng)基的研制,形成大量幼苗,應(yīng)用試管外生根技術(shù),實(shí)現(xiàn)了組培種苗的大量擴(kuò)繁與應(yīng)用，成功解決了該品種薄荷不能越冬、不能結(jié)實(shí)等難題；同時，也降低了薄荷種苗的成本，保證了為該品種薄荷的生產(chǎn)提供充足、優(yōu)質(zhì)的種苗。⑵體細(xì)胞無性系篩選國內(nèi)雖有采用不同外植體進(jìn)行愈傷組織培養(yǎng)，觀察到無性系性狀差異，并加以篩選優(yōu)良單株的報(bào)導(dǎo)，但將其作為一種突變體獲得手段進(jìn)行系統(tǒng)研究的目前國內(nèi)外尚未見有關(guān)報(bào)道。⑶組織培養(yǎng)與育種技術(shù)相結(jié)合1990年以前國內(nèi)研究薄荷主要方向在野生種質(zhì)資源的引進(jìn)馴化，現(xiàn)有品種的改良與品種選育上。在品種的改良與選育上主要采用雜交育種，系統(tǒng)選育的方式，經(jīng)過幾年努力，全國選育出409薄荷，68-7薄荷，海香一號薄荷，73-8薄荷，上海39號薄荷，淮陰83-1薄荷，80-A-53薄荷等品種。其中又以73-8薄荷以及上海39號薄荷有名，成為全國主栽品種。在育種手段上，通常采用雜交，通過系統(tǒng)選育出優(yōu)良品種，近年來也有采用射線照射的方法選育,阜陽市農(nóng)科所采用上海39作材料利用Co6°y射線照射植株，選育出阜油一號新品種。試管內(nèi)誘變技術(shù)即利用物理、化學(xué)等因素誘導(dǎo)作物發(fā)生可遺傳的變異，從中選擇有用的個體直接或間接育成新品種。它是繼作物純系育種和雜交育種之后發(fā)展起來的一項(xiàng)育種技術(shù)，具有下列特點(diǎn)：①突變頻率比自然突變高幾百倍至幾千倍，且變異譜廣泛；②由誘變引起的染色體斷裂與重接，可打破優(yōu)良性狀與不良性狀間的連鎖；③能比較有效地改良個別性狀,如早熟、矮稈、抗病、優(yōu)質(zhì)等;④誘發(fā)的變異較易穩(wěn)定。⑤可以不受時間，場所限制。⑥可以批量進(jìn)行。在試管誘變育種上提高誘變效率，迅速鑒定和篩選突變體以及探索定向誘變的途徑，是當(dāng)前研究的重要課題。中國藥科大學(xué)的高山林在江蘇省2002年下達(dá)的自然科學(xué)基金項(xiàng)目“薄荷和白菊花脫病毒技術(shù)和優(yōu)良品種的選育”中進(jìn)行了脫毒與育種的嘗試，目前項(xiàng)目正在進(jìn)行中。中國藥科大學(xué)先后承擔(dān)了國家科技部、國家中醫(yī)藥管理局和江蘇省科技廳下達(dá)的丹參、黃芩、柴胡、菊花和薄荷等大宗藥材的生物技術(shù)多倍體育種技術(shù)的研究課題，從中選出的優(yōu)良品系不僅農(nóng)藝性狀好，產(chǎn)量高，而且藥材的有效化學(xué)成分含量也較高，藥材質(zhì)量達(dá)到特優(yōu)化。已初步建立起藥用植物組織培養(yǎng)、快速繁殖、生根移栽的全套方法技術(shù)。⑷產(chǎn)業(yè)化開發(fā)江蘇省在農(nóng)業(yè)十五規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展薄荷標(biāo)準(zhǔn)化種植及綜合利用技術(shù)。以東臺市為重點(diǎn)區(qū)域，組織實(shí)施薄荷綜合利用及產(chǎn)品開發(fā)等重大項(xiàng)目；重點(diǎn)進(jìn)行良種選培、組織培養(yǎng)脫毒研究，推廣應(yīng)用栽培生產(chǎn)新技術(shù)，建成國家中藥資源生產(chǎn)GAP基地，開發(fā)薄荷油、薄荷腦及其它藥材特色產(chǎn)品。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所生產(chǎn)的美國椒樣薄荷在黑龍江省同江市得到推廣應(yīng)用。計(jì)劃三年推廣面積3萬畝，年需種苗3000萬株，市場前景看好。阜陽市農(nóng)科所生產(chǎn)的阜油一號薄荷在當(dāng)?shù)匾灿幸欢娣e。主要參考文獻(xiàn)及出處[1]楊乃博.五種藥用植物的試管繁殖試驗(yàn)J].植物生理學(xué)通訊,1980,6:44.⑵黃維南?植物組織培養(yǎng)及其在食用香料植物上的應(yīng)用J]?亞熱帶植物通訊,1980,1:66.楊乃博?試管植物名錄[J].植物生理學(xué)通訊,1982,(92):6180.陳英?植物體細(xì)胞無性系變異與育種J].南京:江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1991,1-10.⑸徐德然,高山林，劉媛?薄荷組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)J]?中國藥科大學(xué)學(xué)報(bào),1992,23(2):115-117.趙紅,汪茂斌,等.薄荷新品種阜油1號脫毒苗的生物學(xué)性狀和產(chǎn)油量[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)雜志,1995,27(5):502-503.臧玉琦，楊慶芳，等?薄荷高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配套技術(shù)J]?安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),1996年增刊:52-53.⑻臧玉琦,吳濤,等.薄荷莖尖生長點(diǎn)離體培養(yǎng)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),1998,14(1):47-48.孫明海，周傳申，等.薄荷栽培及其加工技術(shù)[J].作物種植,1999,9:20.汪茂斌,馬宗新,等.薄荷品種提純途徑及程序[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2000,28(2):235-236.[11]師素云,薛啟漢，等.薄荷離體培養(yǎng)愈傷組織誘導(dǎo)與植株分化J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2000(6):27-28.賴家業(yè)，楊振德?野薄荷的莖段培養(yǎng)J].廣西熱作科技,2000,(3):9-11.徐程，張銘，等?中國蘭的組織培養(yǎng)[J].植物生理學(xué)通訊，2002，38(2):171-174.劉銘,薄荷組織培養(yǎng)研究StudyonTissueCultureforMintResearchandpracticeofChinesMedicines2005Vol.19No.2P.8-11RechEL.PiresMJP.TissueculturepropagationofMenthasppbytheuseofaxillarybuds[J].PlantCellReports,1986,5:17-18.KawabeS,WatanabeA,WataseY,etal.MasspropagationofMenthaarvensisL.bytissueculture[J].ShokubustuSoshikiBaiyo(Japan),1993,10(2):184-187.HiroshiS,SueoE,SeibiO,etal.Plantregenerationfromprotoplastsofpeppermint(MenthapiperitaL.)[J].PlantCellReports,1993,12:546-550.研究方案研究目標(biāo)建立高效穩(wěn)定的脫毒試管苗繁殖體系及株系鑒定技術(shù)，能夠快速定量檢測薄荷植株含油率及有用成分，利用生物組培進(jìn)行體細(xì)胞無性系變異篩選，進(jìn)行組培誘變育種的初步嘗試，能夠形成獨(dú)立的技術(shù)體系并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究。爭取育出適應(yīng)范圍廣的高產(chǎn)早熟，含油率高的品種。探索出莖尖培養(yǎng)直接成苗的培養(yǎng)方式、最佳培養(yǎng)基配方和培養(yǎng)條件，獲得保持原品種優(yōu)良性狀的純系苗；探索出具有較高脫毒率的熱處理溫度、莖尖大小和培養(yǎng)條件，獲得脫除病毒的無性系試管苗；田間鑒定圃鑒定，篩選出優(yōu)系，于室內(nèi)外大規(guī)?？旆焙髴?yīng)用于生產(chǎn)。項(xiàng)目完成后，能夠向全市用戶提供高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)脫毒純系種苗（根），達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。研究內(nèi)容通過莖尖分生組織培養(yǎng)結(jié)合熱處理技術(shù)脫去嚴(yán)重影響產(chǎn)量的薄荷病毒，研究不同的培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件和莖尖大小對莖尖培養(yǎng)成苗途徑和成苗結(jié)果的影響；不同的熱處理和莖尖大小對脫毒效果的影響；莖尖苗在田間鑒定提純，篩選脫毒苗優(yōu)系。建立一套高效低成本快繁體系，進(jìn)行工廠化育苗研究，建立繁、供、銷一體化。推廣立體種植模式，建立科研院所+公司（經(jīng)紀(jì)人）+基地農(nóng)戶的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作模式。同時研究薄荷多種外植體離體再生系統(tǒng)，進(jìn)行體細(xì)胞無性系變異篩選，對試管植株進(jìn)行定向誘導(dǎo)，利用誘變劑或者多倍體誘導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)生優(yōu)良變異，結(jié)合田間選種，選育出新品種。擬解決的關(guān)鍵問題快繁株系的確定，薄荷莖尖不經(jīng)愈傷組織直接成苗的培養(yǎng)條件；熱處理加莖尖培養(yǎng)脫除侵染薄荷病毒的方法；鑒定圃鑒定脫毒與提純效果。高效低成本生產(chǎn)薄荷組培苗技術(shù)，煉油工藝流程的改進(jìn)，體細(xì)胞無性系的變異篩選，試管內(nèi)定向誘導(dǎo)技術(shù)，變異株系的田間篩選。擬采取的研究方法，技術(shù)路線，實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析⑴研究方法：脫毒快繁田間選取健壯無病害、具有本品種優(yōu)良性狀的單株，在熱療室內(nèi)不同溫度處理，試驗(yàn)不同的熱處理對莖尖培養(yǎng)和脫毒效果的影響；無菌條件下在解剖鏡下挑取莖尖，接種在含有不同成份的培養(yǎng)基上，置于一定的光溫條件下培養(yǎng)，試驗(yàn)不同的莖尖大小和培養(yǎng)基配方對成苗方式、成苗率和脫毒效果的影響；不經(jīng)愈傷組織直接再生的苗于室內(nèi)快繁，煉苗后定植于鑒定圃中鑒定脫毒和提純效果；脫毒純系在室內(nèi)外大量快繁，推廣應(yīng)用。無性系變異篩選通過不同外植體培養(yǎng)形成愈傷組織，再由愈傷組織分化成苗，從而建立起高效、高頻率薄荷試管苗再生系統(tǒng)，由于培養(yǎng)過程中愈傷組織中存在不同情況的染色體分裂異常的細(xì)胞，這些細(xì)胞染色體數(shù)量往往是各不相同，有相當(dāng)多的混倍體存在，當(dāng)這些嵌合體被再培養(yǎng)時，就產(chǎn)生分離，可以從中進(jìn)行篩選有用變異。誘變育種在試管培養(yǎng)基中加入誘變劑EMS，秋水仙素等進(jìn)行誘變培養(yǎng)，或者采用射線照射試管苗或愈傷組織，把生物技術(shù)的先進(jìn)手段和傳統(tǒng)育種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，將農(nóng)業(yè)科研中成熟的育種經(jīng)驗(yàn)引進(jìn)藥用植物薄荷的育種中，充分考慮藥用植物的特殊要求，對誘導(dǎo)獲得的優(yōu)良品系，重點(diǎn)進(jìn)行藥材化學(xué)成分測定和產(chǎn)量比較試驗(yàn)，一旦獲得藥用植物優(yōu)良品種或品系后，在最佳培養(yǎng)基上培養(yǎng)，就能在較短的時間內(nèi)生產(chǎn)出大量叢生芽和克隆試管苗，再移栽到大田生產(chǎn)，采用克隆技術(shù)，一年中可快速繁殖數(shù)十萬優(yōu)質(zhì)種苗，從而為優(yōu)良品系的大面積推廣生產(chǎn)提供繁苗的技術(shù)保證。產(chǎn)業(yè)化我們可以順應(yīng)薄荷保健品發(fā)展的潮流，在生產(chǎn)薄荷時重點(diǎn)生產(chǎn)薄荷葉，以增加收益。如此，每畝薄荷收益可增加500元以上。探索立體種植新模式。采取薄荷田套王不留，套板欄根等中藥材的模式，探索薄荷種植新模式，以增加收益。加大科技投入，培育薄荷良種，對目前的薄荷良種進(jìn)行提純復(fù)壯，建立良種繁育基地，以迎接薄荷生產(chǎn)高潮的到來。制定優(yōu)惠政策，重振薄荷雄風(fēng)。鑒于太和薄荷衰落的現(xiàn)實(shí)，和薄荷油行情走向上升軌道趨勢，我們建議太和縣政府從保護(hù)太和薄荷產(chǎn)業(yè)的大局出發(fā)，制定出有關(guān)優(yōu)惠政策，從資金、人才、稅收等方面進(jìn)行扶持，并加大科技投入選育薄荷良種，鼓勵經(jīng)營與加工，以確保太和薄荷走出低谷，⑵工藝路線：脫毒快繁田間株選f熱處理f挑取莖尖接種f分化培養(yǎng)f生根培養(yǎng)f煉苗f鑒定圃篩選脫毒純系f室內(nèi)外大量快繁f推廣應(yīng)用無性系篩選外植體（葉片，莖段，莖尖，花等）f愈傷組織培養(yǎng)f再分化培養(yǎng)一叢生芽f小苗f生根培養(yǎng)f莖段快繁f煉苗f株系鑒定f篩選確定優(yōu)系f大量擴(kuò)繁f推廣誘變育種試管苗（或愈傷組織）f加入誘變劑EMS（或者秋水仙素）f誘導(dǎo)f繁殖f栽培f株系鑒定f符合育種目標(biāo)f入選f品系鑒定f繁殖f推廣種植產(chǎn)業(yè)開發(fā)挑選適宜品種f進(jìn)入脫毒試管苗繁殖車間f繁殖f提供種苗（種根）f薄荷經(jīng)營公司f提供給基地f基地種植f公司回收薄荷鮮草f同一加工提煉薄荷油f銷售薄荷油系列產(chǎn)品⑶可行性分析：脫毒快繁利用莖尖培養(yǎng)或熱處理脫除植物病毒的方法，已成功地應(yīng)用于馬鈴薯、甘薯、草莓、葡萄、香石竹等農(nóng)作物、果樹和花卉上，被證明是克服病毒病的最有效的技術(shù)手段。雖然目前對侵染薄荷的病毒種類尚無系統(tǒng)地研究，但根據(jù)植物脫毒的原理及其在其它作物上的成功實(shí)踐，用熱處理加莖尖培養(yǎng)，脫除侵染薄荷的病毒也應(yīng)是行之有效的方法。脫毒的效果可以通過鑒定圃比較鑒定、檢測原油的產(chǎn)量和品質(zhì)加以檢驗(yàn)，選取脫除病毒的優(yōu)系。用莖尖培養(yǎng)不經(jīng)愈傷組織直接再生成苗，可以獲得遺傳性狀穩(wěn)定的保持原品種優(yōu)良種性的純系，再經(jīng)擴(kuò)大繁殖后用于生產(chǎn)，即可達(dá)到對薄荷品種提純的目的。無性系篩選無性系篩選研究在甘蔗、馬鈴薯、水稻、小麥等原生質(zhì)體培養(yǎng)及葉片培養(yǎng)過程中均有穩(wěn)定的變異出現(xiàn)。薄荷據(jù)藏玉奇，王俊杰等報(bào)道不同無性系試管苗存在差異。試管內(nèi)誘變技術(shù)誘變技術(shù)在山東用秋水仙堿處理牛膝萌芽種子，獲得了染色體加倍的變異株，表現(xiàn)為根部肥大、木質(zhì)化少、產(chǎn)量和質(zhì)量顯著提高，是一個優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的牛膝新品種。上海第二軍醫(yī)大學(xué)用秋水仙堿處理菘藍(lán)萌芽種子和幼苗的頂端生長點(diǎn)，得到了四倍體植株，與二倍體植株相比，葉子寬大而厚實(shí)，莖桿粗壯，其產(chǎn)量比原品種提高25％，化學(xué)成分也有所提高，目前正在生產(chǎn)中加速繁殖和大面積示范推廣。北京用秋水仙堿處理薄荷的品種間雜種幼苗生長點(diǎn)，獲得了多倍體，并選出了生長勢強(qiáng)、莖桿粗壯、抗倒伏、葉片大和產(chǎn)量高的優(yōu)良株系。陜西也對當(dāng)歸進(jìn)行了誘導(dǎo)多倍體的工作，取得了成功。遼寧用快中子產(chǎn)生的Y射線照射延胡索塊莖，結(jié)果不但提高了保苗率和塊莖繁殖率，而且還使當(dāng)代和第二代產(chǎn)生了連續(xù)增產(chǎn)效果。中國藥科大學(xué)高山林課題組承擔(dān)的試管誘導(dǎo)中藥材多倍體項(xiàng)目，其中丹參多倍體優(yōu)良品種已經(jīng)于1995年通過國家藥品監(jiān)督管理局的科技成果鑒定，并于1996年列入國家科技部重點(diǎn)科技成果推廣項(xiàng)目。目前已經(jīng)在江蘇省和陜西省天士力丹參藥源基地大面積示范推廣，取得了明顯的增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)效果。黃芩多倍體優(yōu)良品種也已經(jīng)申請國家中醫(yī)藥管理局的科技成果鑒定，并正在進(jìn)行中。柴胡、菊花、薄荷和桔梗的多倍體育種工作也正在進(jìn)行，取得了比較理想的效果。產(chǎn)業(yè)化如果生產(chǎn)出薄荷脫毒試管苗，如此巨大的市場，容易進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。如得到政府扶持，將更加快成果轉(zhuǎn)化的力度。本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處莖尖分生組織培養(yǎng)結(jié)合熱處理脫去病毒病。用熱處理加微莖尖培養(yǎng)脫除侵染薄荷的病毒，再于田間鑒定圃檢測脫毒效果，并提純薄荷品種，篩選優(yōu)系應(yīng)用于生產(chǎn)，在國內(nèi)尚無報(bào)道。用莖尖培養(yǎng)不經(jīng)愈傷組織直接成苗，進(jìn)行薄荷品種的提純，無性系篩選優(yōu)系尚未見有研究報(bào)道。利用組培手段進(jìn)行試管內(nèi)誘變育種，定向選擇在安徽省尚屬首次，在全國也屬于領(lǐng)先地位。年度研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展年，春季取材，不同溫度處理后，取莖尖接種，研究不同熱處理溫度、莖尖大小、培養(yǎng)基配方對成苗率和成苗效果的影響。不經(jīng)愈傷組織直接再生的莖尖苗在秋季擴(kuò)繁。研究不同無性系的變異情況，及誘變劑處理濃度及后代表現(xiàn)。年，春季將不同處理得到的莖尖苗株系經(jīng)煉苗后，定植于鑒定圃進(jìn)行鑒定試驗(yàn)，觀察田間長勢、純度、病毒病表現(xiàn)情況；夏季檢測不同株系的薄荷油產(chǎn)量和品質(zhì)，檢驗(yàn)脫毒和提純的效果。秋季對篩選出來的優(yōu)良脫毒純系進(jìn)行室內(nèi)外快繁，以備來年推廣應(yīng)用。育種材料及后代田間株系含油率測定，及營養(yǎng)成分的