CN106973787A - 一种拟南芥的人工光环境栽培方法 - Google Patents

一种拟南芥的人工光环境栽培方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种拟南芥的人工光环境栽培方法，包括如下步骤：(1)将拟南芥种子消毒处理后利用微量进样器点样到MS培养基上；(2)点样完毕后，将MS培养基密封暗室培育；(3)接着将上述MS培养基55～65°倾斜放置，于24～26℃培养15～20d，获得幼苗；(4)将步骤(3)获得的幼苗从MS培养基中取出，移植到盛有混合基质的播种盘中；移植后将播种盘用薄膜覆盖，当植株的叶子出现明显伸长，茎开始发育时，取掉塑料薄膜，同时定期浇营养液，保证基质营养充分；(5)当豆荚变黄成熟时可进行种子采收。本发明的栽培方法通过在育苗和定植阶段给予植株特定的光环境条件，所种植出的拟南芥植株健壮，开花时间早，果荚数量多，果荚饱满。

Description

一种拟南芥的人工光环境栽培方法
技术领域
本发明属于植物栽培技术领域，具体涉及一种拟南芥的人工光环境栽培方法。
背景技术
拟南芥是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物，作为研究有花植物的遗传、细胞、发育、分子生物学研究的模式植物，优点是植株小、自花受粉、结子多、基因高度纯合，用理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型这些不可代替性，使得拟南芥在实验室中优化种植显得非常的重要。室内培养不仅可以得到试验所需的材料，也可以打破自然环境对拟南芥的限制作用。在影响植物生长发育的所有环境因素中，光是最重要的因素之一。光不仅作为光合作用的能量来源，而且还作为一种重要的环境信号，通过调节基因的表达、影响酶的活性等方式影响了植物生长发育和形态建成。通常实验室培育拟南芥使用传统荧光灯、日光灯及普通LED照明光源作为拟南芥生长的动力，如，刘颖等人选取了主波长为445nm和638nm单色红蓝LED光源为培养条件，观察了拟南芥在荧光灯或LED灯下的生长特性(刘颖，林娟，周小丽，刘木清.LED光照对拟南芥叶绿素含量和根生长发育的影响[J].复旦学报(自然科学版)，2013，(06)：762-767.)。如，吴冰等通过调节不同的红光、绿光、蓝光比值而设定一系列不同的光谱结构对拟南芥种子进行萌发试验(吴冰，徐永.不同LED光照处理对拟南芥种子萌发的影响[J].福建农业科技，2016，(06)：1-4.)。但现有的研究中存在如下问题：(1)选用的人工光质单一，仅提到红光或蓝光或红蓝光，没有提出合理科学的全光谱结构，特别是绿光，更没有提到光谱中不同波长光谱的能量占比，也没有提出不用生长阶段所需光环境的具体参数：包括光谱和光强；(2)仅仅研究拟南芥整个生长栽培过程的某一阶段，如种子萌发，没有提出系统全面的拟南芥栽培方法；这些问题的存在使得采用人工光源对拟南芥在室内高效种植成为困难
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种拟南芥的人工光环境栽培方法。
本发明的技术方案如下：
一种拟南芥的人工光环境栽培方法，包括如下步骤：
(1)将拟南芥种子消毒处理后利用微量进样器点样到MS培养基上；
(2)点样完毕后，将MS培养基密封，于0～4℃，暗室培育20～25h；
(3)接着将上述MS培养基55～65°倾斜放置，于24～26℃培养15～20d，获得幼苗，具体培养条件如下：MS培养基表面光照强度为80～120umol/m2*s，光照周期8～16h/d，上述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为380-399nm的光量子数所占比例≤1％，波长为400-499nm的光量子数所占比例为20～30％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为27～32％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为38～45％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为3～10％；
(4)将步骤(3)获得的幼苗从MS培养基中取出，将幼苗小心的移植到盛有混合基质的播种盘中，用混合基质将幼苗根部掩埋，掩埋过程中土质要保持疏松，上述混合基质由泥炭土和蛭石混合而成；移植后将播种盘用薄膜覆盖，保证室温24～26℃、叶面光量子强度达到120～150umol/m2*s，光照周期8～16h/d，栽培3～5d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)，当植株的叶子出现明显伸长，茎开始发育时，取掉塑料薄膜，同时定期浇营养液，保证基质营养充分，；
(5)当豆荚变黄成熟时可进行种子采收。
在本发明的一个优选实施方案中，点样完毕后，所述步骤(2)为：将MS培养基密封，于4℃，暗室培育24h。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中，将上述MS培养基60°倾斜放置。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中，MS培养基表面光照强度为80～100umol/m2*s。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中，所述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为400-499nm的光量子数所占比例为28.2％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为27.8％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为38.9％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为5.1％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)中的混合基质由泥炭土和蛭石以1∶1的质量比混合而成。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)中室温24～25℃、叶面光量子强度达到120～130umol/m2*s，光照周期12h/d。
本发明的有益效果：本发明的栽培方法通过在育苗和定植阶段给予植株特定的光环境条件，所种植出的拟南芥植株健壮，开花时间早，果荚数量多，果荚饱满。
附图说明
图1为本发明实施例1中的光照周期中的光谱能量分布图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1：
一种拟南芥的人工光环境栽培方法，包括如下步骤：
(1)将拟南芥种子消毒处理后利用微量进样器点样到MS培养基上：选取拟南芥种子，将种子倒入EP管中，加入NaClO溶液中，浸泡10min进行消毒，后将NaClO溶液吸出，用无菌水反复冲洗拟南芥种子，此过程全部于超净台中完成。消毒处理后利用微量进样器将种子点到MS培养基上，每次仅点一粒种子，根据培养皿的大小，确定一个里面能够点多少个种子，一般行间距保持2cm左右，每个种子之间的距离大约为1.5cm左右，防止植株长大后影响根与子叶的发育；
(2)点样完毕后，将MS培养基密封，于4℃，暗室培育24h；
(3)接着将上述MS培养基60°倾斜放置，于24～26℃培养15～20d，获得幼苗，具体培养条件如下：MS培养基表面光照强度为80～100umol/m2*s，光照周期8～16h/d，上述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为400-499nm的光量子数所占比例为28.2％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为27.8％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为38.9％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为5.1％，具体如图1所示；
(4)用镊子小心的除去步骤(3)获得的幼苗根附近的琼脂，将幼苗从培养基中取出，，注意保护幼苗的根部；接着利用镊子尾部将幼苗小心的移植到盛有混合基质的播种盘中，用混合基质将幼苗根部掩埋，掩埋过程中土质要保持疏松，上述混合基质由泥炭土和蛭石混合而成；移植后将播种盘用薄膜覆盖，保证室温24～25℃、叶面光量子强度达到120～130umol/m2*s，光照周期12h/d，栽培3～5d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)，当植株的叶子出现明显伸长，茎开始发育时，取掉塑料薄膜，同时定期浇营养液，保证基质营养充分；
(5)当豆荚变黄成熟时可进行种子采收。
本实施例同时采用5000K普通LED光源作为对照组，具体试验对比结果如下：
由以上数据可知，实施例1种植的拟南芥植株健壮，开花时间早，果荚数量多，果荚饱满。
本领域普通技术人员可知，本发明的技术方案在下述范围内变化时，仍然能够得到与上述实施例相同或相近的技术方案，仍然属于本发明的保护范围：
一种拟南芥的人工光环境栽培方法，包括如下步骤：
(1)将拟南芥种子消毒处理后利用微量进样器点样到MS培养基上；
(2)点样完毕后，将MS培养基密封，于0～4℃，暗室培育20～25h；
(3)接着将上述MS培养基55～65°倾斜放置，于24～26℃培养15～20d，获得幼苗，具体培养条件如下：MS培养基表面光照强度为80～120umol/m2*s，光照周期8～16h/d，上述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为380-399nm的光量子数所占比例≤1％，波长为400-499nm的光量子数所占比例为20～30％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为27～32％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为38～45％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为3～10％；
(4)将步骤(3)获得的幼苗从MS培养基中取出，将幼苗小心的移植到盛有混合基质的播种盘中，用混合基质将幼苗根部掩埋，掩埋过程中土质要保持疏松，上述混合基质由泥炭土和蛭石混合而成；移植后将播种盘用薄膜覆盖，保证室温24～26℃、叶面光量子强度达到120～150umol/m2*s，光照周期8～16h/d，栽培3～5d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)，当植株的叶子出现明显伸长，茎开始发育时，取掉塑料薄膜，同时定期浇营养液，保证基质营养充分，；
(5)当豆荚变黄成熟时可进行种子采收。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种拟南芥的人工光环境栽培方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将拟南芥种子消毒处理后利用微量进样器点样到MS培养基上；
(2)点样完毕后，将MS培养基密封，于0～4℃，暗室培育20～25h；
(3)接着将上述MS培养基55～65°倾斜放置，于24～26℃培养15～20d，获得幼苗，具体培养条件如下：MS培养基表面光照强度为80～120umol/m2*s，光照周期8～16h/d，上述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为380-399nm的光量子数所占比例≤1％，波长为400-499nm的光量子数所占比例为20～30％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为27～32％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为38～45％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为3～10％；
(4)将步骤(3)获得的幼苗从MS培养基中取出，将幼苗小心的移植到盛有混合基质的播种盘中，用混合基质将幼苗根部掩埋，掩埋过程中土质要保持疏松，上述混合基质由泥炭土和蛭石混合而成；移植后将播种盘用薄膜覆盖，保证室温24～26℃、叶面光量子强度达到120～150umol/m2*s，光照周期8～16h/d，栽培3～5d，该光照周期中的光谱能量分布同步骤(3)，当植株的叶子出现明显伸长，茎开始发育时，取掉塑料薄膜，同时定期浇营养液，保证基质营养充分，；
(5)当豆荚变黄成熟时可进行种子采收。
2.如权利要求1所述的人工光环境栽培方法，其特征在于：所述步骤(2)为：点样完毕后，将MS培养基密封，于4℃，暗室培育24h。
3.如权利要求1所述的人工光环境栽培方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将上述MS培养基60°倾斜放置。
4.如权利要求1所述的人工光环境栽培方法，其特征在于：所述步骤(3)中，MS培养基表面光照强度为80～100umol/m2*s。
5.如权利要求1所述的人工光环境栽培方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述光照周期中的光谱能量分布如下：波长为400-499nm的光量子数所占比例为28.2％，波长为500-599nm的光量子数所占比例为27.8％，波长为600-699nm的光量子数所占比例为38.9％，波长为700-780nm的光量子数所占比例为5.1％。
6.如权利要求1所述的人工光环境栽培方法，其特征在于：所述步骤(4)中的混合基质由泥炭土和蛭石以1∶1的质量比混合而成。
7.如权利要求1所述的人工光环境栽培方法，其特征在于：所述步骤(4)中室温24～25℃、叶面光量子强度达到120～130umol/m2*s，光照周期12h/d。
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