光周期對(duì)芥藍(lán)生長發(fā)育的影響及相關(guān)基因的表達(dá)分析
本文選題:芥藍(lán) 切入點(diǎn):光周期 出處:《福建農(nóng)林大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:芥藍(lán)(Brassica alboglabra L.)是十字花科蕓薹屬甘藍(lán)類一年生或二年生蔬菜。'福州黃花芥藍(lán)'為福建省特色品種,以嫩莖葉為主要食用器官。目前針對(duì)黃花芥藍(lán)生長發(fā)育及品質(zhì)方面的研究還沒有開展,其工廠化栽培也受到影響。水培是工廠化蔬菜生產(chǎn)的重要模式,光照與營養(yǎng)液配方是重要的制約因子。光周期作為光照因素之一,對(duì)蔬菜的生長發(fā)育和品質(zhì)形成都具有調(diào)節(jié)作用。本文以福州特色黃花芥藍(lán)作為實(shí)驗(yàn)材料,采用LED植物燈作為光源,研究不同水培配方和光周期對(duì)其生長發(fā)育和品質(zhì)形成的影響,篩選出最適合芥藍(lán)生產(chǎn)栽培的營養(yǎng)液和光周期,為芥藍(lán)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)栽培的光照環(huán)境調(diào)控提供理論基礎(chǔ);鑒于隱花色素CRY在光形態(tài)建成中的重要作用,獲得隱花色素相關(guān)基因序列,對(duì)其進(jìn)行生物信息學(xué)分析,并測定其在不同光周期下的表達(dá)變化,初步明確隱花色素在光周期調(diào)控芥藍(lán)形態(tài)建成中的作用。1、芥藍(lán)水培營養(yǎng)液配方篩選10 d芥藍(lán)苗在7種不同水培配方營養(yǎng)液(F1:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜A配方;F2:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜B配方;F3:1/2劑量的Hoagland和Armon通用配方;F4:法國國家農(nóng)業(yè)研究所好酸性植物通用配方;F5:法國國家農(nóng)業(yè)研究所好中性植物通用配方;F6:日本山崎配方1;F7:日本山崎配方2)中處理30d后,發(fā)現(xiàn)不同營養(yǎng)液配方下芥藍(lán)都可正常生長,形態(tài)上存在差異。植株葉片數(shù)量較多的為F6和F7,多數(shù)已達(dá)到5片真葉,其他處理的植株最多只有4片真葉;F4、F5、F6配方中芥藍(lán)的株高差異不大,但都屬于優(yōu)勢配方,最小為F3;F7配方中芥藍(lán)株幅最高,其次是F2、F4、F6,最小為F3;F6配方中芥藍(lán)的莖粗值和生物重最大,F3最小。不同水培營養(yǎng)液配方處理下,芥藍(lán)的根系總長中F2、F6的高于其他處理,最短為F1;根系的總投影面積中,F5最大,其次是F4、F6,最小為F7;根系表面積中F2最大,其次是F3、F6。從根系情況來看,F6的整體情況要優(yōu)于其他處理配方下生長的芥藍(lán)。結(jié)果表明,F6號(hào)配方在各項(xiàng)指標(biāo)中屬于優(yōu)勢配方,并且其所需大量元素種類及用量最省,所以篩選出最適合芥藍(lán)生長的水培配方是F6號(hào),即日本山崎配方1,并用于后續(xù)試驗(yàn)。2、光周期對(duì)芥藍(lán)生長發(fā)育的影響水培芥藍(lán)在兩種組合光(白光W;紅藍(lán)光RB)下經(jīng)不同光周期(長日照16L/8D;中日照12L/12D;短日照8L/16D)處理,發(fā)現(xiàn)隨著光照長度的延長,不論是白光還是紅藍(lán)光處理,芥藍(lán)的鮮重、冠幅、莖粗都增加;而芥藍(lán)株高的變化與所用組合光的配比有關(guān),白光下株高隨著光照時(shí)間的延長而增加,紅藍(lán)光下的株高則沒有表現(xiàn)出與光周期的相關(guān)性。在白光與紅藍(lán)光的不同光周期下,隨著光照長度的延長,芥藍(lán)的根系總長與根系表面積也都不斷增加,白光光周期較紅藍(lán)光光周期的增量大。三種光周期對(duì)PSⅡ反應(yīng)中心都沒有明顯破壞,qN值上升不明顯,表明芥藍(lán)光合機(jī)構(gòu)的損傷較小,并未導(dǎo)致熱耗散大量增加。綜合衡量各項(xiàng)指標(biāo),篩選出LED光源下適合芥藍(lán)生長的光周期為W16L/8D。3、光周期對(duì)芥藍(lán)品質(zhì)的影響不同光周期處理黃花芥藍(lán)30 d后,進(jìn)行品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的分析,發(fā)現(xiàn)芥藍(lán)中芥子油苷的種類為脂肪類與吲哚類,不同光周期條件下芥藍(lán)脂肪類芥子油苷的含量影響不顯著,吲哚類芥子油苷含量對(duì)光周期的響應(yīng)則與光照配比有關(guān),W12L/12D時(shí)吲哚類芥子油苷含量最高,W16 L/8 D最低,而在RB16 L/8 D下吲哚類芥子油苷含量最低。與芥子油苷不同,延長光照有利于對(duì)芥藍(lán)多酚含量的積累,并且白光長光照條件W16 L/8 D比紅藍(lán)光RB16 L/8 D光照條件更有利于芥藍(lán)多酚含量的積累。植物利用抗氧化物質(zhì)將自由基清除的能力或還原Fe3+的能力反映出植物的抗氧化能力,本試驗(yàn)通過ABTS、DPPH和FRAP三種方法來檢測不同光周期處理后芥藍(lán)的抗氧化能力。ABTS法和DPPH主要反映植物清除自由基的能力,FRAP法主要反映植物三價(jià)鐵的還原能力。三種方法的結(jié)果均表明延長光照時(shí)間可以提高芥藍(lán)的抗氧化能力,這種促進(jìn)作用在W16L/8D條件下比RB16L/8D更加明顯。在短日照條件RB8 L/16 D下,紅藍(lán)光更有利于芥藍(lán)抗氧化能力的提高。綜合分析各項(xiàng)指標(biāo)后,最適合芥藍(lán)品質(zhì)形成的光周期為W16 L/8 D。4、芥藍(lán)CRY基因的生物信息學(xué)分析及其表達(dá)檢測利用芥藍(lán)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)經(jīng)比對(duì)分析后獲得芥藍(lán)中存在1條CRY1,2條CRY2和3條CRY3。生物信息學(xué)分析結(jié)果表明,CRY1和CRY2定位在核內(nèi),參與植物的光形態(tài)建成,CRY3定位在葉綠體和線粒體中,功能不明確。利用qRT-PCR分析芥藍(lán)CRY1和CRY2在不同光周期處理后的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)CRY1均在12L/12D時(shí)的表達(dá)量最高,可能是由于短光照不能促進(jìn)CRY1的表達(dá),長日照會(huì)抑制CRY1的表達(dá)。CRY2在白光光周期和紅藍(lán)光光周期下表現(xiàn)出截然相反的趨勢,白光下CRY2的表達(dá)水平隨著日照長度的延長而增強(qiáng),在紅藍(lán)光下則相反。分析白光和紅藍(lán)光的光譜后可知,白光下藍(lán)光比例高,紅藍(lán)光下藍(lán)光的比例低,CRY2在白光和紅藍(lán)光光周期下截然相反的趨勢可能是與藍(lán)光在各組合光中的比例有關(guān),即高比例藍(lán)光下CRY2的表達(dá)隨著光照時(shí)間的延長而增強(qiáng),低比例藍(lán)光下CRY2的表達(dá)隨著光照時(shí)間的延長而增強(qiáng)。這也與不同光周期下芥藍(lán)株高的變化特點(diǎn)相似,說明光周期對(duì)植物形態(tài)建成的影響與其配比有關(guān)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:S635.9
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1692849
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