【摘要】：光譜和不同的LED光的變化可以引起不同植物的生長發(fā)生變化。本研究的目的在于研究不同的LED光質(zhì)對非洲菊離體培養(yǎng)及光響應(yīng)基因表達的影響。1 LED光源對非洲菊體外培養(yǎng)的影響1.1 LED光源對非洲菊愈傷組織誘導(dǎo)的影響本試驗研究2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)和LED對非洲菊愈傷組織生長的影響。將葉柄和外植體接種于添加3%蔗糖和0.5,1.0,1.5或2.0 mg/L2,4-D的MS培養(yǎng)基中,置于LED白光和黑暗下處理,誘導(dǎo)出愈傷組織。以葉柄為外植體時,愈傷組織誘導(dǎo)率、大小、鮮重和干重均較高效。添加了 1.5 mg/L 2,4-D的MS培養(yǎng)基對愈傷組織誘導(dǎo)效果最好,誘導(dǎo)率達96.70%。在光下誘導(dǎo)的愈傷組織生長量較大。研究結(jié)果表明,1.5 mg/L的2,4-D和光對以葉柄為外植體誘導(dǎo)非洲菊愈傷組織效果更好。1.2 LED光源對非洲菊組培芽苗增殖的影響不同光照強度和光質(zhì)處理下,在添加2.0 mg/L BA(芐基-6-腺嘌呤)和0.1 mg/L NAA(萘乙酸)的MS培養(yǎng)基上進行芽增殖培養(yǎng)比較。不同光照強度處理包括:低熒光(L-FL,2.664 lux),高熒光(H-FL,92.5 lux);低白色 LED(L-W,2.664 lux)和高白色 LED(H-W,92.5 lux)。光質(zhì)處理包括:由藍(B)和紅(R)LED(2.664 lux),以熒光燈作為對照(FL)。研究結(jié)果表明,藍光LED(B-LED)和低強度白光(L-W)處理下,組培苗生長旺盛,株高較短,莖更加強壯,葉干重最大。1.3 LED光源對非洲菊芽苗生根的影響以添加0.5 mg/L NAA的1/2MS為生根培養(yǎng)基,將接種芽苗置于不同光照強度和光質(zhì)下處理。不同光照強度比較,采用高(92.5 lux)和低強度(2.664 lux)的熒光燈和L-W對小苗進行處理;不同LED光質(zhì)比較,在2.664 lux下,以藍色(B-LED)和紅色(R-LED)LED光源處理,熒光燈作為對照(FL)。結(jié)果表明,低光照強度下L-W更適合生根;藍色LED光質(zhì)下根的生長狀態(tài)最好。2 LED光源對組培苗生理生化變化的影響在添加2.0 mg/L BA和0.1 mg/L NAA的MS培養(yǎng)基上進行芽增殖培養(yǎng)。將組培苗置于不同光質(zhì)和光照強度下處理,以B-LED和R-LED為光質(zhì)處理,光照強度為2.664 lux,熒光燈用作對照(FL)。采用高(92.51ux)和低(2.664lux)的熒光燈和L-W對其進行處理。分析了葉綠素熒光、葉綠素含量、氣孔密度和可溶性糖等指標的變化。結(jié)果表明:低光照強度時,L-W下植株φPSⅡ、Fv/Fm和qP最高。R LED處理下,植株中φPSⅡ、Fv/Fm和qP有所減少。然而,B-LED有利于提高φPSⅡ、Fv/Fm和qP。L-W和B-LED有利于葉綠素合成和可溶性糖的積累。在B-LED和L-W下,葉片氣孔較小、葉面積較大,這可能對葉片氣孔開放有重要影響。3非洲菊光響應(yīng)基因的克隆以及生物信息學(xué)分析以熒光燈下培養(yǎng)的組培苗為材料,采用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)結(jié)合RT-PCR的方法,進行了CRY1、CRY2和PHYA等光響應(yīng)相關(guān)基因的克隆,獲得了具有完整ORF的CRY1、CRY2和PHYA的cDNA序列,長度分別為2020 bp,2005 bp和3763 bp。它們的登錄號分別為KY968644,KY968645和KY964410。生物信息學(xué)分析結(jié)果表明:CRY1、CRY2的蛋白理化性質(zhì)較為相似,均屬于穩(wěn)定的沁水性蛋白,CRY1,CRY2和PHYA屬于跨膜蛋白,可能分別定位于細胞核、細胞質(zhì)、線粒體。CRY1和CRY2擁有相同的結(jié)構(gòu)域FAD,但是PHYA卻屬于BAES超級家族。4非洲菊組培苗光響應(yīng)基因的表達的qPCR分析將組培苗置于不同光強和光質(zhì)的處理下,進一步對其CRY1,CRY2以及PHYA基因的表達進行分析。所有光照處理下的非洲菊中,都能檢測到CRY1和CRY2的表達。與其它的光處理相比,弱光強度下莖、葉、根中CRY1的相對表達量較高。L-W的莖和葉中相對表達量是最高的,其次是H-W。弱光強度下,L-W的葉和莖中CRY2基因的相對表達量最高,其次是H-W。高強度熒光燈下CRY2基因在根中的表達量較高。然而,在B-LED條件下,CRY1的相對表達量在葉,莖和根中的表達量最高。另一方面,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)B-LED條件下的葉和莖中的CRY2基因是高表達的。在本研究中,試驗中外植體的不同,2,4-D的濃度以及光條件的差異會導(dǎo)致愈傷組織重量和誘導(dǎo)的差異。不同處理條件下植株的生長與基因的相對表達量具有相關(guān)性。紅色LED(R-LED)以及高光強導(dǎo)致低水平的葉綠素、可溶性糖、根活性、φPSⅡ、qP、Fv/Fm,表明該條件對非洲菊的根、葉、莖的生長以及干重累積不利。L-W和藍色LED(B-LED)有利于非洲菊組培苗的生長,能夠提高了 CRY1和CRY2的相對表達量�？傊�,本研究結(jié)果表明,弱光強的B-LED以及L-W更有利于非洲菊植株生長,可為非洲菊組培及栽培的光質(zhì)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。
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【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S682.11

【參考文獻】

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本文編號：2407685