CN101828527A - 一种陆地棉快繁光源的控制方法 - Google Patents

一种陆地棉快繁光源的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陆地棉快繁光源的控制技术，属于生物技术领域。将陆地棉种子先在流水中冲洗，然后在超净工作台中消毒然后将已经消毒的种子在无菌水中浸泡12-24个小时。用镊子剥掉种皮，把种仁接入MS培养基中，先在黑暗下培养2天，然后在荧灯光下培养5天，子叶展平后取顶芽为外植体；切取带有部分下胚轴的约2厘米的顶芽，先在荧光灯下培养5天，然后转入荧光灯(对照)、单色蓝光、红光和蓝光组合比例为3∶1、红光和蓝光组合比例为1∶1、红光和蓝光组合比例为1∶3和单色红光的不同光源下培养40天。本发明具有操作简单、植株生长快速健壮，节省能源环保等优点，实际应用价值高。

Description

一种陆地棉快繁光源的控制方法
一、技术领域
本发明涉及一种陆地棉快繁光源的控制方法，属于生物技术领域。
二、背景技术
植物培养中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。然而这些光源的光谱能量分布是依据人眼对光的高效需求原则设计生产的，含有很多不必要的波长，光效很低。同传统的光源相比，近年来发光二极管作为一种可用于植物照射的新型半导体光源日益受到关注。LED的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。LED波宽窄，光色纯，波长种类丰富，与植物光合作用和形态建成的光谱范围吻合。LED还具有较小的质量和体积、较长的寿命，调节其频率和占空比可以节省能源和提高光合效率。由于这些显著的特征，LED适合应用于可控环境中的植物培养或栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生保系统等。
用于植物栽培光源的LED表现以下优势：LED光输出半宽窄，接近单色光，单独使用或组合使用均可，使用LED可以集中特定波长的光均衡地照射作物，不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；植物栽培上应用的LED属于冷光源，光照系统发热少，实现了低热负荷，可以置于离植物很近的地方而不会把作物烤伤，光的利用率很高，可用于多层栽培立体组合系统；LED形状极小，可以制备成多种形状的器件，占用空间很小，安装方便，使植物生产设施小型化；此外，其特强的耐用性也降低了运行成本。
本方法探索了陆地棉快繁光源的控制技术的试验，建立了完整可行的试验方法，操作步骤简单，试验效果稳定、清晰，因此无论是在科研、检测以及学生试验中都能得到很好的应用。
三、发明内容
技术问题本发明的目的在于提供一种较有效的陆地棉快繁光源控制技术。
技术方案
一种陆地棉快繁光源控制技术，包括以下步骤：
1)外植体的制备：浓硫酸脱绒的陆地棉种子，先在流水中冲洗2-3个小时，然后在超净工作台中用酒精消毒30秒，15％的次氯酸钠消毒10-15分钟，15％的双氧水10-15消毒分钟，无菌水冲洗5-6次，将已经消毒的种子在无菌水中浸泡12-24个小时。用镊子剥掉种皮，把种仁接入MS培养基中，先在黑暗处培养2天，然后在荧灯光下培养5天，子叶展平后取顶芽为外植体，所有培养均在光强50μmol·m-2·s-1，光周期为12h，培养温度26±2℃；
2)光质处理：切取带有部分下胚轴的约2厘米的顶芽，接入含0.5mg/l NAA的MS培养基中，先在荧光灯下培养5天，然后转入荧光灯(对照)、单色蓝光、红光和蓝光组合比例为3∶1、红光和蓝光组合比例为1∶1、红光和蓝光组合比例为1∶3和单色红光的不同光源下培养40天；
3)光源：本光源是由长为60个发光二极管灯头和宽为10个发光二极管灯头组成的长方形发光二极管光源和一个变压器来控制光强和电流，可以根据不同的光源要求调节灯的组成。
有益效果
本发明提供了一种对陆地棉快繁光源控制技术。本发明的光源控制技术具有以下优点：1)操作简单，效果好；2)节省能源环保；3)植株生长快速健壮。本发明方法和结果为开展与陆地棉快繁有关的生物学研究和开发提供了新的途径和依据。
四、附图说明
图1，蓝红组合光1∶1的叶绿素含量高于对照处理。
图2，蓝红组合光1∶1的根系活力高于对照处理。
图3，蓝红组合光1∶1的气孔开度大于对照处理。
五、具体实施方式
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法，所述百分含量如无特别说明均为体积百分含量。
首先用本发明的方法对苏棉22(生产用种)进行发光二极管光处理，包括以下三步骤：
1)外植体的制备：
1.1)取浓硫酸脱绒的我国主栽棉花陆地棉品种苏棉22种子，先在流水中冲洗2-3个小时，然后在超净工作台中用75％酒精消毒30秒，15％的次氯酸钠10-15分钟，15％的双氧水10-15分钟，无菌水冲洗5-6次，将已经消毒的种子在无菌水中浸泡12-24个小时；
1.2)然后用镊子夹取剥去种皮，把种仁接入MS培养基中，先在黑暗下培养2天，然后在荧灯光下培养5天，子叶展平后取顶芽为外植体，所有培养均在光强50μmol·m-2·s-1左右，光周期为12h，培养温度为26±2℃；
2)光质处理：切取2厘米的带有部分下胚轴的顶芽，接入含0.5mg/l NAA的MS培养基中，先在荧光灯下培养5天，然后转入荧光灯(对照)、单色蓝光、红光和蓝光组合比例为3∶1、红光和蓝光组合比例为1∶1、红光和蓝光组合比例为1∶3和单色红光的不同光源下培养40天；
3)光源：本光源是由长为60个发光二极管灯头和宽为10个发光二极管灯头组成的长方形发光二极管光源和一个变压器(APR1510H)来控制光强和电流，可以根据不同的光源要求调节灯的组成；
4)处理效果：
4.1 不同光源处理对陆地棉组培苗植株形态的影响
蓝红比1∶1处理，组培苗植株的干重、鲜重、茎长和第二节间距都最大。蓝光处理，茎粗和叶面积最大。对照处理，干重、鲜重、茎长、第二节间距、茎粗和叶面积各指标都最小。红光和蓝红比3∶1处理的各项指标都处于中间。结果说明，蓝红比1∶1处理下植株生长最健壮，蓝红比1∶1更有利于组培苗植株的生长。
4.2 不同光源处理对陆地棉组培苗糖代谢的影响
蓝红比1∶1处理，组培苗植株的氨基酸含量最高。红光处理，蔗糖、淀粉和可溶性糖的含量最高。对照、蓝红比3∶1和蓝红比1∶3处理的蔗糖、氨基酸、淀粉和可溶性糖的含量都处于较低水平。结果说明，红光有利于糖和淀粉的积累，而蓝红比1∶1处理糖代谢较旺盛。
4.3 不同光源处理对陆地棉组培苗叶片解剖结构的影响
蓝红比1∶1和蓝光处理，组培苗植株的叶片厚度和叶片栅栏组织的长度都最高。
对照和红光处理，叶片厚度和叶片栅栏组织的长度都较小。蓝红比3∶1和蓝红比1∶3处理处于中间水平。结果说明，在蓝红比1∶1和蓝光有利于叶片的发育。
4.4 不同光源处理对陆地棉组培苗叶片气孔的影响
蓝红比1∶1和蓝光处理，组培苗植株叶片的上、下表皮气孔面积都最高，但是气孔频度较小。对照和红光处理，上、下表皮气孔面积都较小，但是气孔频度较大。蓝红比3∶1和蓝红比1∶3处于中间水平。结果说明，蓝红比1∶1和蓝光有利于叶片气孔的开放。
4.5 不同光源处理对陆地棉组培苗叶片叶绿素含量的影响
蓝红比1∶1和蓝光处理，陆地棉组培苗的叶绿素A、叶绿素B和叶绿素总量都最高。蓝红比3∶1和红光处理，叶绿素A、叶绿素B和叶绿素总量都最小。对照和蓝红比1∶3处理处于中间。结果说明，蓝红比1∶1和蓝光有利于叶片叶绿素的积累。
4.6 不同光源处理对陆地棉组培苗根系活力的影响
红光处理，陆地棉组培苗的根系活力最大，其次是蓝红比1∶1和蓝光处理，最小的是对照、蓝红比3∶1和蓝红比1∶3。结果说明，红光有利于根系活力增加。
4.7 不同光源处理陆地棉组培苗的效果
蓝红比1∶1处理，陆地棉组培苗植株生长快速、健壮，各项生理生化指标都要高于传统的组培光源-荧光灯处理(对照)，蓝红比1∶1可以作为陆地棉组培苗培养系统的替代光源。
            表1.不同光源对陆地棉组培苗形态的影响
            表2.不同光源对陆地棉组培苗糖代谢的影响
Figure GSA00000133767500042
Figure GSA00000133767500051
     表3.不同光源对陆地棉组培苗叶片解剖结构的影响
Figure GSA00000133767500052
     表4.不同光源对陆地棉组培苗气孔的影响。
Figure GSA00000133767500053

Claims (3)

1.一种陆地棉快繁光源控制方法，包括以下步骤：
1)外植体的制备：浓硫酸脱绒的陆地棉种子，先在流水中冲洗2-3个小时，然后在超净工作台中用75％酒精消毒30秒，15％的次氯酸钠消毒10-15分钟，15％的双氧水10-15消毒分钟，无菌水冲洗5-6次，将已经消毒的种子在无菌水中浸泡12-24个小时；用镊子剥掉种皮，把种仁接入MS培养基中，先在黑暗处培养2天，然后在荧灯光下培养5天，子叶展平后取顶芽为外植体，所有培养均在光强50μmol·m-2·s-1，光周期为12小时，培养温度26±2℃。
2)光质处理，切取带有部分下胚轴的2厘米的顶芽，接入含0.5mg/l NAA的MS培养基中，先在荧光灯下培养5天，然后转入荧光灯(对照)、单色蓝光、红光和蓝光组合比例为3∶1、红光和蓝光组合比例为1∶1、红光和蓝光组合比例为1∶3和单色红光的不同光源下培养40天。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光源是由长为60个发光二极管灯头和宽为10个发光二极管灯头组成的长方形发光二极管光源和一个变压器来控制光强和电流。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述棉花为陆地棉。
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