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不同光质对剑麻组培苗生长的影响研究

作者:组培架 发布时间:2019-12-31 16:05 浏览次数:

文章来源:组培架

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  剑麻属龙舌兰科龙舌兰属,其叶片内富含优质纤维,质地坚韧、拉力强、抗撕裂、耐磨、耐腐蚀等特性,广泛用于制造生活用品和环保用品。剑麻组培苗是利用组织培养技术,采用性状优良的外植体,在无病无毒的环境中繁育出来的种苗,具有遗传性状相对稳定、种性优良纯正、不带病毒及病原菌、个体均匀、长势一致等优点,是优良的种植材料。剑麻组培苗对剑麻产业的持续发展起到关键的作用。

  植物对光有选择性吸收作用,研究表明植物光合作用主要利用波长为610~720纳米的红橙光和波长为400~510纳米的蓝紫光,黄光和蓝绿光吸收较少,传统人工光源的红橙光和蓝紫光所占比例较小,导致剑麻组培苗有机物积累少,生长缓慢,延长了培育周期。由此可见,不同光质在植物生长发育中起着不同的作用,设定特定波长的光质有利益提高组培苗的品质。

  本实验在自主研发的高效智能LED灯组培系统的基础进行,该系统能对组培室内光环境进行精确控制,实现输出不同波长光的输出,研究不同光质对剑麻组培苗的影响。

  1 试验方案

  本试样的剑麻组培苗是由广东省湛江农垦科学研究所提供,为我国主打产品“东1号”。将形态基本一致的剑麻组织置于培养基上后密封于聚丙烯薄膜袋,然后置于自研发的LED组培系统内,在9种不同光质、但光强和光周期相同的光照环境下,生长26天后取出对比其发芽数和干重。为了提高数据的准确性,每种光质下均有9袋;本试验测定试样的发芽数量和干重都是指取平均后的值。实验期间,培养室温度控制在26±1℃,相对湿度50%~70%。

  自研发的LED组培系统基于ZigBee无线网络,由终端控制器、LED灯板、上位机控制软件组成,可实时操作和设置定时任务完成对组培室内部光质、光照强度和光周期的精确控制。该组培系统可以提供九种不同波长组合的光质,蓝光和红光的强度比为3∶7,蓝光和红光的中心波长分别如下:A:440纳米+620纳米、B:440纳米+650纳米、C:440纳米+660纳米、D:450纳米+640纳米、E:450纳米+650纳米、F:450纳米+660纳米、G:460纳米+640纳米、H:460纳米+650纳米、I:460纳米+660纳米。

  2 结果与分析

  在9种不同光质环境里,剑麻组培苗均有新生芽,但数目各不相同。其中,在光质450纳米+660纳米处理下,剑麻组培苗的发芽数达19.3,而440纳米+640纳米光质下的剑麻组培苗发芽数仅为15.4。同时发现中心波长为650纳米的光照射的剑麻组培苗的发芽数均较低,这可能是该波段对发芽有一定的抑制作用。由此可知,光质450纳米+660纳米有利于促进剑麻组培苗发芽,增加其发芽率。

  


  图1 不同种光质下剑麻组培苗发芽数量

  干重是组培苗有机物的积累量,可作为研究光合作用强度的指标,能体现剑麻组培苗生长发育优劣的指标之一。我们把剑麻组培苗从聚丙烯薄膜袋取出,清洗培养基后置于干燥箱内80℃下烘干一定时间后,称其质量即为干重。图2为不同光质下剑麻组培苗的干重值。在光质450纳米+660纳米照射下,剑麻组培苗的干重高达0.871克,远大于440纳米+640纳米和460纳米+660纳米光质下的干重值。从图2中可以发现,整体上中心波长为450纳米的光质有利于增大剑麻组培苗的干重。

  


  图2 不同光质下剑麻组培苗的干重值

  3 结论

  本文基于自主研发的智能LED组培系统研究不同光质对剑麻组培苗的发芽数量和干重影响。结果表明,中心波长分别为450纳米+660纳米的组合光质下,剑麻组培苗的发芽数量和干重均为很大;而中心波长为650纳米的红光对剑麻组培苗发芽有一定的抑制作用,中心波长为450纳米的蓝光有利于剑麻组培苗干重。

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