CN109628375A - 通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法及培养皿 - Google Patents
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Abstract
本发明属于植物组织培养技术领域，具体涉及一种通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法及培养皿。基于植物生长对红光和蓝光利用率高、对绿光利用率低的事实，本发明的技术方案通过采用能特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光的培养皿来进行植物组织培养。绿光用于给培养皿上盖加热，红光和蓝光用于植物生长。本发明的培养皿结合组培箱应用于植物组培时，无须提高培养箱的光源强度即可解决消除培养皿凝水和植物生长的双重问题。本发明的技术方案简单，避免调整培养箱内光照强度来对植物生长所需的光照进行弥补，基于该方法制备的培养皿可广泛应用于各种类型的组培箱中。
Description
技术领域
本发明属于植物组织培养技术领域，具体涉及一种通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法及培养皿。
背景技术
植物组织培养是现代农业和植物功能基因研究必须用到的技术环节，在植物组织光照培养中因为培养皿中的高湿度，以及光照和灯管的散热，造成培养皿中不同部位出现温差，这种温差会导致在培养器皿中相对低温的地方出现凝水，而凝水的累积会改变培养基成分，不利于植物生长，凝水滑落会淹没培养的组织，出现植物幼苗玻璃化，导致培养失败。为了阻止热量传递到层板上，现有技术在解决实际问题的时候通常是采用很多种隔热材料，但都没有达到理想的效果，虽然各种隔热材料能延缓凝结水的速度，但是不能从根本上避免凝结水的出现，随着时间的推移仍然会出现严重的凝结水。在没有找到理想的隔热材料前只能退而求其次，采用隔层培养方案，避免放置培养皿的层板下有灯开着，这样会损失一半的培养空间，也降低了一半的生产效率。
在中国专利(专利号为：ZL 201610506694.5)说明书中公开了一种消除植物组织培养器皿凝水的方法，该方法设计的层板通风完全隔绝了下层灯管散热对层板上的培养皿加热，从而能够消除培养皿严重凝水现象，并且专利公开了基于这种方法的无凝水组培箱。该方法及其无凝水组培箱应用于大规模水稻、小麦、玉米等单子叶植物的组织培养时，在逐层光照培养中不再出现凝水现象，完美的解决了培养皿上盖凝水问题。然而，将上述的无凝水组培箱应用于大叶片的双子叶植物光照培养时，尤其当培养皿中叶片生长比较满、多层放置时，上层培养皿表面仍然会出现一定的凝水的现象，而且只在培养皿叠垛的最上层；即使下层不放任何光源，仍然会出现此种现象，因此我们判断这凝水种现象不再是层板隔热的问题。经过多次的实验和分析我们发现，造成此种现象的原因是灯光照在大面积的植物叶片上，光能转化成热效应对植物叶片进行了加热，导致植物叶片表面温度高于透明的培养皿盖的温度，使得高湿度的水蒸气在培养皿盖上凝结。
发明内容
针对现有技术中的技术空白，本发明的目的是提供一种通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法及培养皿，有效地消除了植物组培时培养皿凝结水现象。
本发明的第一目的是提出一种通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法，所述方法控制培养皿特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光。
进一步地，所述培养皿绿光的拦截率占总光强的20～30％，所述红光的透过率为原红光强度的90～100％，所述蓝光的透过率为原蓝光强度的90～100％。
本发明的第二个目的是提出一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿，所述培养皿特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光。
进一步地，所述培养皿绿光的拦截率占总光强的20～30％，所述红光的透过率为原红光强度的90～100％，所述蓝光的透过率为原蓝光强度的90～100％。
本发明的第三个目的是提出一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备方法，将品红色有机染料均匀混合于熔融状态的工程塑料，然后注塑成型；所述品红色有机染料与工程塑料的质量配比为(0.5～1)：100000。
进一步地，所述工程塑料选自聚碳酸酯、乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的任一种。
进一步地，所述培养皿的制备时还添加增塑剂，所述增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、烷基磺酸苯酯中的至少一种。
进一步地，培养皿的制备时还添加抗氧剂，所述抗氧剂包括2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、HALS770，所述2，6-三级丁基-4-甲基苯酚与HALS770的配比为3：1。
进一步地，所述培养皿的厚度为1-3mm。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果如下：
(1)基于植物生长对红光和蓝光利用率高、对绿光利用率低的事实，本发明的技术方案通过采用能特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光的培养皿来进行植物组织培养。绿光用于给培养皿上盖加热，红光和蓝光用于植物生长。本发明的培养皿结合组培箱应用于植物组培时，无须提高培养箱的光源强度即可解决消除培养皿凝水和植物生长的双重问题。
(2)本发明的技术方案简单，只需要采用能特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光的培养皿结合培养箱内适宜的光强，即可消除组织培养箱中培养皿上的凝结水，同时不影响植物的正常生长。因此，本发明的培养皿可广泛应用于各种类型的组培箱中。
附图说明
图1为实施例4中3种无凝水培养皿在太阳光照射下测得的透过光光谱。
图2为测量的实施例2的无凝水培养皿透过光与太阳光光谱比较结果图。
图3为实施例5中贯流组培箱中培养单子叶水稻的效果图；
图4为实施例6中贯流组培箱中培养双子叶烟草的效果图。
具体实施方式
下面申请人结合具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为本发明请求保护范围的限定。
实施例1：植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备
1.配方
聚碳酸酯1000g，抗氧化剂(2，6-三级丁基-4-甲基苯酚6g，HALS770 2g)，滑石粉10g，乙酰柠檬酸三丁酯4g，品红色有机染料Fastogen Super Magenta R.R5mg。
2.制备方法
S1：将聚碳酸酯熔融，将Fastogen Super Magenta R.R均匀混合于熔融状态下的聚碳酸酯；
S2：S1中混合物加入到双辊塑炼机中塑炼6min，再加入滑石粉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，HALS770、乙酰柠檬酸三丁酯塑炼10min，辊压，在170℃下挤出成片材；
S3：将片材送入吸塑机中，使得片材卷绕在吸塑机的送料辊上，对模具上方的片材加热至210℃，软化，抽真空至0.15MPa，使得片材紧密贴合在模具的表面，冷却脱模，剪切，即得，厚度为1mm。
实施例2：
1.配方
乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯1000g，抗氧化剂(2，6-三级丁基-4-甲基苯酚6g，HALS770 2g)，滑石粉12.5g，乙酰柠檬酸三丁酯4g，品红色有机染料Fastogen SuperMagenta R.R 7.5mg。
2.制备方法
S1：将乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融，将Fastogen Super Magenta R.R均匀混合于熔融状态下的乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯；
S2：S1中混合物加入到双辊塑炼机中塑炼6min，再加入滑石粉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、HALS770、乙酰柠檬酸三丁酯，塑炼10min，辊压，在155℃下挤出成片材；
S3：将片材送入吸塑机中，使得片材卷绕在吸塑机的送料辊上，对模具上方的片材加热至200℃，软化，抽真空至0.20MPa，使得片材紧密贴合在模具的表面，冷却脱模，剪切，即得，厚度为2mm。
实施例3：
1.配方
聚苯乙烯1000g，抗氧化剂(2，6-三级丁基-4-甲基苯酚7.5g，HALS7702.5g)，滑石粉10g，烷基磺酸苯酯5g，品红色有机染料Fastogen Super Magenta R.R 10mg。
2.制备方法
S1：将聚苯乙烯熔融，将Fastogen Super Magenta R.R均匀混合于熔融状态下的聚苯乙烯；
S2：S1中混合物加入到双辊塑炼机中塑炼10min，再加入滑石粉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、HALS770、烷基磺酸苯酯，塑炼8min，辊压，在155℃下挤出成片材；
S3：将片材送入吸塑机中，使得片材卷绕在吸塑机的送料辊上，对模具上方的片材加热至210℃，软化，抽真空至0.20MPa，使得片材紧密贴合在模具的表面，冷却脱模，剪切，即得，厚度为3mm。
实施例4：
植物光合作用的波长范围主要集中在400nm到700nm之间。在光源的可见光谱380nm-760nm中，植物吸收的光约占生理辐射光的60％～65％，主要为610nm～720nm的红橙光和400nm～460nm的蓝光。
将实施例1-3中的制备的无凝水培养皿经太阳光照射，用光谱仪测量在太阳光照射条件下透过培养皿的光强，绘制出的光谱图如图1所示，并对经过实施例2中无凝水培养皿的透过光光谱与太阳光光谱进行比较，结果如图2所示。
图1、图2结果表明，实施例1-3制备的培养皿可特定吸收480nm～560nm波段的绿光、同时通过610nm～720nm波段的红橙光红光和400nm～460nm的蓝光，该培养皿满足绿光用于给培养皿上盖加热、红光和蓝光用于植物生长的要求。
实施例5：
分别采用普通培养皿和实施例1-3中制备的培养皿在贯流组培箱中培养单子叶水稻(培养基为常规水稻培养基)，光照强度均设置为5400lux。
结果如图3所示，其中图3A为普通培养皿，图3B-3D分别为实施例1-3对应的培养皿。结果表明对于单子叶水稻的组培，采用普通培养皿和实施例1-3的培养皿均可消除培养皿壁凝结水，且水稻均能正常生长发育。
为了说明实施例1-3中的培养皿在水稻组织培养时的效果，申请人做了以下对比试验，试验分为分别与实施例1-3对应的第1组、第2组、第3组和与普通培养皿对应的对比组，每个小组均使用30粒水稻种子作为外植体进行繁殖，各组培养条件均相同。培养过程中记录各组种子的发芽率、丛生芽生长速度和植株长势情况，记录见表1。
表1不同组水稻繁殖结果
| 组别/项目 | 发芽率(％) | 丛生芽生长速度 | 生根率(％) | 植株长势 |
| 第1组 | 96.7 | 快 | 96.9 | 健壮 |
| 第2组 | 97.3 | 快 | 98.6 | 健壮 |
| 第3组 | 98.6 | 快 | 100 | 健壮 |
| 对比组 | 95.0 | 快 | 95.6 | 健壮 |
表1中的数据表明，应用实施例1-3中的培养皿组织水稻时，不影响植物的正常生长；同时由于无凝结水形成，没有改变培养基成分，植物的生长情况较使用普通培养皿更好。
实施例6：
分别采用普通培养皿和实施例1-3中制备的培养皿在贯流组培箱中培养双子叶烟草(培养基为常规烟草培养基)，光照强度均分别设置为8400lux。
结果如图4所示，其中图4A为普通培养皿，图4B-4D分别为实施例1-3对应的培养皿。结果表明对于双子叶烟草的组培，采用普通培养皿和实施例1-3的培养皿烟草均能正常生长发育，但是常规培养皿出现凝水现象，而实施例1-3中的培养皿均可消除培养皿壁凝结水。
为了说明实施例1-3中的培养皿在烟草组织培养时的效果，申请人做了以下对比试验，试验分为分别与实施例1-3对应的第1组、第2组、第3组和与普通培养皿对应的对比组，每个小组均使用5株烟草组培苗培养15天。测试培养15天后的生长指标，包括株高、叶片、叶宽、叶长、茎粗，记录见表2。
表2不同组烟草组培苗生长情况
| 组别/项目 | 株高(cm) | 叶宽(cm) | 叶长(cm) | 茎粗(mm) |
| 第1组 | 2.6 | 1.31 | 1.32 | 1.21 |
| 第2组 | 2.9 | 1.31 | 1.28 | 1.20 |
| 第3组 | 2.7 | 1.29 | 1.25 | 1.19 |
| 对比组 | 2.6 | 1.19 | 1.25 | 1.19 |
表2中的数据表明，应用实施例1-3中的培养皿组培烟草时，不影响植物的正常生长；同时由于无凝结水形成，没有改变培养基成分，植物的生长情况较使用普通培养皿更好。
综上所述，本发明的技术方案通过采用能特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光的培养皿来进行植物组织培养。绿光用于给培养皿上盖加热，红光和蓝光用于植物生长。本发明的培养皿结合组培箱应用于植物组培时，无须提高培养箱的光源强度即可解决消除培养皿凝水和植物生长的双重问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法，其特征在于，所述方法控制培养皿特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光。
2.根据权利要求1所述的一种通过优化培养皿吸收光谱消除培养皿凝水的方法，其特征在于，所述培养皿绿光的拦截率占总光强的20～30％，所述红光的透过率为原红光强度的90～100％，所述蓝光的透过率为原蓝光强度的90～100％。
3.一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿，其特征在于，所述培养皿特定吸收绿光、同时通过红光和蓝光。
4.根据权利要求3所述的一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿，其特征在于，所述培养皿绿光的拦截率占总光强的20～30％，所述红光的透过率为原红光强度的90～100％，所述蓝光的透过率为原蓝光强度的90～100％。
5.一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备方法，其特征在于，将品红色有机染料均匀混合于熔融状态的工程塑料，然后注塑成型；所述品红色有机染料与工程塑料的质量配比为(0.5～1)：100000。
6.根据权利要求5所述的一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备方法，其特征在于，所述工程塑料选自聚碳酸酯、乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的任一种。
7.根据权利要求5所述的一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备方法，其特征在于，所述培养皿的制备时还添加增塑剂，所述增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、烷基磺酸苯酯中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备方法，其特征在于，培养皿的制备时还添加抗氧剂，所述抗氧剂包括2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、HALS770，所述2，6-三级丁基-4-甲基苯酚与HALS770的配比为3：1。
9.根据权利要求5所述的一种植物组织培养箱中无凝结水培养皿的制备方法，其特征在于，所述培养皿的厚度为1-3mm。
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