CN113615422A - 一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物培育技术领域，具体涉及一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法；本发明选用绿叶小白菜和红叶小白菜种子，品种分别为绿冠1号和红钻油菜，采用白光光强为100μmol·m‑2·s‑1的LED光源进行育苗处理，再选用长势一致且健壮的小白菜幼苗定植于水培槽中，将所得小白菜幼苗，育苗明暗期的温度和湿度分别控制在25/22℃和75～85％，光照时间为16h/d，小白菜生长所需的营养元素为配制的1/2Hoaglands营养液，每5天更换一次，本发明揭示蓝光对小白菜中营养物质积累的分子机理，设计了连续光照试验来检测营养品质组成相关环境因素的影响，为了提高小白菜内的营养成分的含量，进而提高商业价值。

Description

一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法

技术领域

本发明涉及植物培育技术领域，具体涉及一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法。

背景技术

光不仅驱动光合系统将光能转化为用于植物生命历程中的化学能并合成有机物，还作为环境信号调控着植物的形态建成，此外，光对植物营养物质的合成影响研究较为广泛。本研究分别利用LED不同波长的红光(660nm)和蓝光(450nm)交替间隔补光、蓝光(450nm)与UV-A(375nm)耦合照明，探究光调控对小白菜生长时的营养物质的影响，旨在阐明光对小白菜中营养物质的作用规律，为小白菜提升营养含量种植方法，提供一种补充照明的参考策略，进而提高商业价值。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的第一目的在于提供一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，通过本发明对小白菜的光照的颜色以及时间进行改变，将小白菜对于光照不同以及时间不同的情况下所产生的营养物质进行检测，可对后续小白菜的养殖提供较大程度的帮助，从而能够使用较低成本培育出营养品质更高的小白菜。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，包括以下步骤：

S1、选用绿叶小白菜和红叶小白菜的种子，品种分别为绿冠1号和红钻油菜，采用白光光强为100μmol·m-2·s-1的LED光源进行育苗处理。

S2、将培育出的小白菜幼苗选用长势一致且健壮的小白菜幼苗定植于水培槽中。

S3、育苗明暗期的温度和湿度分别控制在25/22oC和75～85％，光照时间为16h/d，小白菜生长所需的营养元素为1/2Hoaglands所配置的营养液，每5天更换一次。

S4、自小白菜播种的30天后起，采用光强为100μmol·m-2·s-1的红光660nm和蓝光450nm作为交替补充LED光源，将红光和蓝光的照明时间设置间隔0h-4h为对照，间隔1h、2h和4h为实验处理，累计总补光时间为16h，即6:00-22:00，补光10天后进行采收。

S5、测定上述所采收的小白菜样本的可溶性糖含量。

S6、测定上述所采收的小白菜样本的可溶性蛋白含量。

S7、测定上述所采收的小白菜样本的硝酸盐含量。

S8、测定上述所采收的小白菜样本的维生素C含量。

通过采用上述技术方案：本发明先通过选择绿叶小白菜和红叶小白菜种子采用光源光照进行培育幼苗，再将选择后的幼苗放置于水培槽中进一步培育备用，当实验进行30天后，将培育后的幼苗分为不同的红、蓝光照射组，补光10天后再对幼苗进行分组采样，税后分别取出等量的小白菜样本，对小白菜的可溶性糖、可溶性蛋白质、硝酸盐含量以及维生素含量测定。

本发明进一步设置为：在所述步骤S1中，先将小白菜种子用无菌水浸泡1h，随后将种子用镊子点播于浸湿的发芽纸上，黑暗催芽24h后，选取露白的种子播在湿润的海绵块上，再使用LED光照培育。

通过采用上述技术方案：既要催发小白菜种子，又要避免小白菜种子在潮湿环境下霉变，进而使用无菌水浸泡1h。

本发明进一步设置为：在所述步骤S2中，所选幼苗需为已长至一叶一心。

通过采用上述技术方案：用于保证采取小白菜的统一性与成长程度。

本发明进一步设置为：在所述步骤S3中，所用营养液为KNO3、Ca(NO3)2·4H2O、NH4H2PO4、MgSO4，EC为1.2～1.3ds/m，pH为5.8～6.0。

通过采用上述技术方案：调配好的营养液为幼苗提供其需要的营养元素，有利于幼苗正常生长。

本发明进一步设置为：在所述步骤S1至步骤S4中，所用测得温室内白天和晚上的温湿度分别在25～18oC和70％～80％，自然光强从早至晚在80～110μmol·m-2·s-1。

通过采用上述技术方案：设定同一环境，除去环境中温度和湿度的不必要因素干扰实验。

本发明进一步设置为：在所述步骤S5中，可溶性糖的测定方法为：

用蒽酮比色法测量可溶性糖的含量，将精确称量的0.5g新鲜植物组织样品放入试管中，加入10mL蒸馏水，然后充分混合，用塑料薄膜封住试管口，并置于沸水中30min，如此反复提取两次，将溶液过滤到25mL容量瓶中，反复冲洗试管，并用蒸馏水，将最终体积定容至25mL，然后吸取0.2mL提取溶液至20mL刻度试管中，加1.8mL蒸馏水混匀，最后，将0.5mL蒽酮乙酸乙酯和5mL浓硫酸加入到试管中，将其充分混匀并冷却至室温，用紫外分光光度计在630nm下测量待测溶液的吸光度，代入标准曲线求值，样品中可溶性糖含量(mg/g)＝(C×VT)/(VS×WF×1000)。

通过采用上述技术方案：反复提取，用于对小白菜内的可溶性糖进行较为精细地检测。

本发明进一步设置为：在所述步骤S6中，可溶性蛋白质测定方法为：

通过考马斯亮蓝G-250染色法测量可溶性蛋白含量，称量新鲜的植物组织0.5g与5mL蒸馏水混合，然后研磨至匀浆，将匀浆液转移至10mL离心管中，在10,000rpm，离心10min后，将0.5mL提取溶液转入装有相同体积蒸馏水的试管中，最终加入5mL，考马斯亮蓝G-250染色溶液充分混合，2min后，在紫外分光光度计中于595nm下测量吸光度值，根据标准曲线求值，样品中蛋白质含量(mg/g)＝(C×VT)/(VS×WF×1000)。

通过采用上述技术方案：将小白菜的组织进行精细烟波，从而增加对可溶性蛋白质的检测精细程度。

本发明进一步设置为：在所述步骤S7中，硝酸盐的测定方法为：

分光比色法测定硝酸盐含量，将0.5g新鲜的植株组织与10mL去离子水的混合转移到试管中，将其置于沸水中30min，将萃取溶液通过漏斗过滤到25mL容量瓶中，然后加入去离子水至25mL，然后，将0.5mL的样品溶液与0.4mL的5％(w/v)水杨酸(浓H2SO4)和9.5mL的8％(w/v)NaOH溶液混合，然后冷却至环境温度，最后用紫外分光光度计测量提取溶液在410nm处的吸光度，单位鲜重样品中硝态氮的含量(μg/g)＝(X×V1)/(W×V2)。

通过采用上述技术方案：冷却至环境温度，为试管内的反应提供较大程度的反应，从而便于硝酸盐的测定。

本发明进一步设置为：在所述步骤S8中，维生素C的测定方法为：

维生素C含量用2,6－二氯酚靓酚染色法进行比色测定，称量2g新鲜植物组织于研钵中，加入3mL2％(w/v)的草酸溶液研磨至匀浆，将匀浆液倒入100mL容量瓶中，用1％(w/v)草酸溶液反复冲洗残渣至容量瓶中，然后加入1mL的30％(w/v)的ZnSO4溶液和1mL15％(w/v)的亚铁氰化钾溶液混匀，以去除脂溶性色素，最终用1％(w/v)草酸溶液定容至100mL，并将提取液过滤到100mL锥形瓶中，最终在试管中加入4mL的提取液与2mL的2,6－二氯苯酚靓酚染色溶液和5mL的二甲苯混合，并迅速摇动试管约0.5min，试管静置将二甲苯与水层分离，小心地将上清液倒入1mL的比色杯中，用紫外分光光度计在500nm下测定样品溶液的吸光度，代入标准曲线计算每克鲜样的抗坏血酸含量(mg/g)＝(X×V1)/(W×V2)。

通过采用上述技术方案：使得维生素C的测定更加精细，从而有利于表格的列置，从而便于观察对比。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明为了揭示蓝光对小白菜中营养物质积累的分子机理，设计了连续光照试验来检测营养品质组成相关环境因素的影响，为了提高小白菜中的营养成分的含量，进而提高商业价值，因此，研究环境因素对营养物质生物合成调控的分子机理有重要意义。由此表明本发明提供的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法具有更广阔的市场前景，更适宜推广。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，包括以下步骤：

S1、选用绿叶小白菜和红叶小白菜的种子，品种分别为绿冠1号和红钻油菜，采用白光光强为100μmol·m-2·s-1的LED光源进行育苗处理。

S2、将培育出的小白菜幼苗选用长势一致且健壮的小白菜幼苗定植于水培槽中。

S3、育苗明暗期的温度和湿度分别控制在25/22oC和75～85％，光照时间为16h/d，小白菜生长所需的营养元素为1/2Hoaglands所配置的营养液，每5天更换一次。

S4、自小白菜播种的30天后起，采用光强为100μmol·m-2·s-1的红光660nm和蓝光450nm作为交替补充LED光源，将红光和蓝光的照明时间设置间隔0h-4h为对照，间隔1h、2h和4h为实验处理，累计总补光时间为16h，即6:00-22:00，补光10天后进行采收。

S5、测定上述所采收的小白菜样本的可溶性糖含量。

S6、测定上述所采收的小白菜样本的可溶性蛋白含量。

S7、测定上述所采收的小白菜样本的硝酸盐含量。

S8、测定上述所采收的小白菜样本的维生素C含量。

在步骤S1中，先将小白菜种子用无菌水浸泡1h，随后将种子用镊子点播于浸湿的发芽纸上，黑暗催芽24h后，选取露白的种子播在湿润的海绵块上，再使用LED光照培育。

在步骤S2中，所选幼苗需为已长至一叶一心。

在步骤S3中，所用营养液为KNO3、Ca(NO3)2·4H2O、NH4H2PO4、MgSO4，EC为1.2～1.3ds/m，pH为5.8～6.0。

在步骤S1至步骤S4中，所用测得温室内白天和晚上的温湿度分别在25～18oC和70％～80％，自然光强从早至晚在80～110μmol·m-2·s-1。

在步骤S5中，可溶性糖的测定方法为：

用蒽酮比色法测量可溶性糖的含量，将精确称量的0.5g新鲜植物组织样品放入试管中，加入10mL蒸馏水，然后充分混合，用塑料薄膜封住试管口，并置于沸水中30min，如此反复提取两次，将溶液过滤到25mL容量瓶中，反复冲洗试管，并用蒸馏水，将最终体积定容至25mL，然后吸取0.2mL提取溶液至20mL刻度试管中，加1.8mL蒸馏水混匀，最后，将0.5mL蒽酮乙酸乙酯和5mL浓硫酸加入到试管中，将其充分混匀并冷却至室温，用紫外分光光度计在630nm下测量待测溶液的吸光度，代入标准曲线求值，样品中可溶性糖含量(mg/g)＝(C×VT)/(VS×WF×1000)。

在步骤S6中，可溶性蛋白质测定方法为：

通过考马斯亮蓝G-250染色法测量可溶性蛋白含量，称量新鲜的植物组织0.5g与5mL蒸馏水混合，然后研磨至匀浆，将匀浆液转移至10mL离心管中，在10,000rpm，离心10min后，将0.5mL提取溶液转入装有相同体积蒸馏水的试管中，最终加入5mL，考马斯亮蓝G-250染色溶液充分混合，2min后，在紫外分光光度计中于595nm下测量吸光度值，根据标准曲线求值，样品中蛋白质含量(mg/g)＝(C×VT)/(VS×WF×1000)。

在步骤S7中，硝酸盐的测定方法为：

分光比色法测定硝酸盐含量，将0.5g新鲜的植株组织与10mL去离子水的混合转移到试管中，将其置于沸水中30min，将萃取溶液通过漏斗过滤到25mL容量瓶中，然后加入去离子水至25mL，然后，将0.5mL的样品溶液与0.4mL的5％(w/v)水杨酸(浓H2SO4)和9.5mL的8％(w/v)NaOH溶液混合，然后冷却至环境温度，最后用紫外分光光度计测量提取溶液在410nm处的吸光度，单位鲜重样品中硝态氮的含量(μg/g)＝(X×V1)/(W×V2)。

在步骤S8中，维生素C的测定方法为：

维生素C含量用2,6－二氯酚靓酚染色法进行比色测定，称量2g新鲜植物组织于研钵中，加入3mL2％(w/v)的草酸溶液研磨至匀浆，将匀浆液倒入100mL容量瓶中，用1％(w/v)草酸溶液反复冲洗残渣至容量瓶中，然后加入1mL的30％(w/v)的ZnSO4溶液和1mL15％(w/v)的亚铁氰化钾溶液混匀，以去除脂溶性色素，最终用1％(w/v)草酸溶液定容至100mL，并将提取液过滤到100mL锥形瓶中，最终在试管中加入4mL的提取液与2mL的2,6－二氯苯酚靓酚染色溶液和5mL的二甲苯混合，并迅速摇动试管约0.5min，试管静置将二甲苯与水层分离，小心地将上清液倒入1mL的比色杯中，用紫外分光光度计在500nm下测定样品溶液的吸光度，代入标准曲线计算每克鲜样的抗坏血酸含量(mg/g)＝(X×V1)/(W×V2)。

实施例2

本实施例所提供的光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤S3中育苗明暗期的湿度为55～65％；

步骤S3中所用光照时间为13h/d。

步骤S3中所用光强为80μmol·m^-2·s^-1。

步骤S4中红光和蓝光的照明时间设置间隔1h处理。

实施例3

本实施例所提供的光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤S3中育苗明暗期的湿度为85～95％；

步骤S3中所用光照时间为20h/d。

步骤S3中所用光强为120μmol·m^-2·s^-1。

步骤S4中红光和蓝光的照明时间设置间隔0h处理。

对比例1

本实施例所提供的光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤S3中红光和蓝光的照明时间设置间隔2h处理；

对比例2

本实施例所提供的光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤S3中红光和蓝光的照明时间设置间隔3h处理；

对比例3

本实施例所提供的光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤S3中育苗明暗期的湿度为65～75％；

对比例4

本实施例所提供的光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤S3中自然光强从早至晚在90μmol·m^-2·s^-1；

性能测试

分别取等量的实施例1～3和对比例1～4所提供的小白菜研磨液，并分别对小白菜的营养品质含量进行测定，所得数据记录于下表：

通过分析上述各表中的相关数据可知，本发明为了揭示蓝光对小白菜中营养物质积累的分子机理，设计了连续光照试验来检测营养品质组成相关环境因素的影响，为了提高小白菜中的营养成分的含量，进而提高商业价值，因此，研究环境因素对营养物质生物合成调控的分子机理有重要意义。由此表明本发明提供的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法具有更广阔的市场前景，更适宜推广。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选用绿叶小白菜和红叶小白菜的种子，品种分别为绿冠1号和红钻油菜，采用白光光强为100μmol·m-2·s-1的LED光源进行育苗处理；

S2、将培育出的小白菜幼苗选用长势一致且健壮的小白菜幼苗定植于水培槽中；

S3、育苗明暗期的温度和湿度分别控制在25/22oC和75～85％，光照时间为16h/d，小白菜生长所需的营养元素为1/2Hoaglands所配置的营养液，每5天更换一次；

S4、自小白菜播种的30天后起，采用光强为100μmol·m-2·s-1的红光660nm和蓝光450nm作为交替补充LED光源，将红光和蓝光的照明时间设置间隔0h-4h为对照，间隔1h、2h和4h为实验处理，累计总补光时间为16h，即6:00-22:00，补光10天后进行采收；

S5、测定上述所采收的小白菜样本的可溶性糖含量；

S6、测定上述所采收的小白菜样本的可溶性蛋白含量；

S7、测定上述所采收的小白菜样本的硝酸盐含量；

S8、测定上述所采收的小白菜样本的维生素C含量。

2.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S1中，先将小白菜种子用无菌水浸泡1h，随后将种子用镊子点播于浸湿的发芽纸上，黑暗催芽24h后，选取露白的种子播在湿润的海绵块上，再使用LED光照培育。

3.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所选幼苗需为已长至一叶一心。

4.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所用营养液为KNO3、Ca(NO3)2·4H2O、NH4H2PO4、MgSO4，EC为1.2～1.3ds/m，pH为5.8～6.0。

5.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S1至步骤S4中，所用测得温室内白天和晚上的温湿度分别在25～18oC和70％～80％，自然光强从早至晚在80～110μmol·m-2·s-1。

6.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S5中，可溶性糖的测定方法为：

用蒽酮比色法测量可溶性糖的含量，将精确称量的0.5g新鲜植物组织样品放入试管中，加入10mL蒸馏水，然后充分混合，用塑料薄膜封住试管口，并置于沸水中30min，如此反复提取两次，将溶液过滤到25mL容量瓶中，反复冲洗试管，并用蒸馏水，将最终体积定容至25mL，然后吸取0.2mL提取溶液至20mL刻度试管中，加1.8mL蒸馏水混匀，最后，将0.5mL蒽酮乙酸乙酯和5mL浓硫酸加入到试管中，将其充分混匀并冷却至室温，用紫外分光光度计在630nm下测量待测溶液的吸光度，代入标准曲线求值，样品中可溶性糖含量(mg/g)＝(C×VT)/(VS×WF×1000)。

7.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S6中，可溶性蛋白质测定方法为：

通过考马斯亮蓝G-250染色法测量可溶性蛋白含量，称量新鲜的植物组织0.5g与5mL蒸馏水混合，然后研磨至匀浆，将匀浆液转移至10mL离心管中，在10,000rpm，离心10min后，将0.5mL提取溶液转入装有相同体积蒸馏水的试管中，最终加入5mL，考马斯亮蓝G-250染色溶液充分混合，2min后，在紫外分光光度计中于595nm下测量吸光度值，根据标准曲线求值，样品中蛋白质含量(mg/g)＝(C×VT)/(VS×WF×1000)。

8.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S7中，硝酸盐的测定方法为：

分光比色法测定硝酸盐含量，将0.5g新鲜的植株组织与10mL去离子水的混合转移到试管中，将其置于沸水中30min，将萃取溶液通过漏斗过滤到25mL容量瓶中，然后加入去离子水至25mL，然后，将0.5mL的样品溶液与0.4mL的5％(w/v)水杨酸(浓H2SO4)和9.5mL的8％(w/v)NaOH溶液混合，然后冷却至环境温度，最后用紫外分光光度计测量提取溶液在410nm处的吸光度，单位鲜重样品中硝态氮的含量(μg/g)＝(X×V1)/(W×V2)。

9.根据权利要求1所述的一种光调控对小白菜生长及营养品质的作用方法，其特征在于：在所述步骤S8中，维生素C的测定方法为：

维生素C含量用2,6－二氯酚靓酚染色法进行比色测定，称量2g新鲜植物组织于研钵中，加入3mL2％(w/v)的草酸溶液研磨至匀浆，将匀浆液倒入100mL容量瓶中，用1％(w/v)草酸溶液反复冲洗残渣至容量瓶中，然后加入1mL的30％(w/v)的ZnSO4溶液和1mL15％(w/v)的亚铁氰化钾溶液混匀，以去除脂溶性色素，最终用1％(w/v)草酸溶液定容至100mL，并将提取液过滤到100mL锥形瓶中，最终在试管中加入4mL的提取液与2mL的2,6－二氯苯酚靓酚染色溶液和5mL的二甲苯混合，并迅速摇动试管约0.5min，试管静置将二甲苯与水层分离，小心地将上清液倒入1mL的比色杯中，用紫外分光光度计在500nm下测定样品溶液的吸光度，代入标准曲线计算每克鲜样的抗坏血酸含量(mg/g)＝(X×V1)/(W×V2)。