一种使用LED光源室内培养小青菜开花的方法

摘要

本发明公开了一种使用LED光源室内培养小青菜开花的方法，属于生物技术领域。小青菜种子在催芽2-3天露白后，直播入装有基质为蛭石+草炭（1V∶1V）的营养钵（高25cm×宽12cm）中；7-8天子叶展平后，将小青菜幼苗放置于单色红光和蓝红组合2:7的发光二极管（LED）下培养90天。单色红光和蓝红组合2:7的光源最适合小青菜开花。本发明具有操作简单，植株开花快、育性好，节省能源环保等优点，可以应用于小青菜的室内快速育种、种子的工厂化生产等领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用LED光源室内培养小青菜开花的方法，属于生物技术领域。

背景技术

青菜是我国南方最主要栽培和喜食的绿叶菜之一。但是目前小青菜育种现状不容乐观，育种的手段落后、增产潜力低、抗性和品质不理想、种质退化快。在环境可控的室内采用LED光源进行小青菜开花培养，可以打破小青菜育种工作的季节限制，能够使小青菜在一年中的任何时候开花，有利于小青菜的杂交育种和生殖研究。

光敏感于光质、光强、光向及光周期是因为植物中有一系列的光受体。光形态建成是依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变、最终汇集成组织和器官的建成，亦称光控制发育过程。它是一个低能的反应，光作为环境信号去激发光受体，推动细胞内一系列反应，最终表现为形态结构的变化。随着科学技术的进步以及农业与生物产业的快速发展，植物对有效光的利用已经突破单纯依靠太阳光的限制，人工光源代替或补充自然光源的不足已经成为环境控制植物生长发育的重要手段。长期以来在农业及生物领域使用的人工光源主要有荧光灯、白炽灯、钠灯和镝灯等，其中高压钠灯和镝灯是发光效率和有效光合成效率较高的光源，但是耗电量大，发射光谱不能很好地与植物的光合作用吸收光谱相吻合，用做补光效率低；而且产生很多的热辐射，不能对植物接近照射，对植物生长光激励效率不高，用做人工光源成本很高。因此，引进节能、发光性能好、产热量低、使用寿命长的新型光源，对提高植物工厂内的电能利用率和空间利用率、降低耗电成本具有重要意义。

发光二极管 (Light Emitting Diodes，LED) 作为第四代新型照明光源，具有节能环保、光电转换效率高、寿命长、发热低、冷却负荷小、光量与光质可调节、易于分散或组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点。由于这些显著的特征，LED适合应用于可控环境中的植物培养或栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生保系统等。与白炽灯、荧光灯等人工光源相比，LED的优势在于：(1)使用电源电压低、节能高效；(2)可发出光波较窄的单色光；(3)冷光源；(4)可以在极短的时间内发出脉冲光；(5)体积小，稳定性强，响应时间快；(6)对环境无污染；(7)结构紧凑且寿命长。在同样光照效果的情况下，LED耗电量是白炽灯的八分之一，是荧光灯的二分之一，对节约能源、减少温室效应十分有利。同时，LED作为冷光源，可以近距离地照射植物，将大大提高空间的利用效率。与荧光灯和高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯等含有金属汞的人工光源相比，LED为全固体发光体，不含汞，耐冲击，不易破碎，废弃物可回收利用，是一种无污染的绿色光源。此外，LED的使用寿命可达50,000h以上，是普通光源的数十倍。因此，利用LED的特性开发出的光源适用于可控环境中的植物培养或栽培。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用LED光源室内培养小青菜开花的方案，为小白菜的科学研究提供节能、高效的平台。

技术方案

一种使用LED光源室内培养小青菜开花的方法，包括以下内容：

1.幼苗的制备：挑选小青菜种子要选择纯度、净度好，发芽率高，籽粒饱满。为促进种子发芽，还需要先用30℃的洁净清水将种子淘洗2-3遍，进行浸种3-4小时。浸种结束后将种子再淘洗2-3遍，沥去多余水分，在塑料苗盘底铺2层旧报纸或吸水纸进行播种催芽。种子在催芽2-3天露白后，直播入装有基质为蛭石+草炭（1V∶1V）的营养钵（高25 cm×宽12 cm）中，7-8天后子叶展平。

2.光照处理：子叶展平的小青菜幼苗放置于LED光源下培养90天。

3．光照处理的条件：

①光源为单色红光和蓝红组2:7；

②光强为150 μmol·m^-2·s^-1；

③光周期为12小时；

④培养温度22-24℃。

4．控制方法：

①所述的光强是通过调整灯的数量和灯到植株冠层的距离来控制；

②所述的光周期采用一个定时装置来控制。

5．小青菜种子为抗热型小青菜。

有益效果

本发明提供了一种使用LED光源室内培养小青菜开花的方法。本发明的培养技术具有以下优点：1）操作简单，效果好；2）植株开花快、多，育性好；3）节省能源环保。本发明方法和结果为小青菜室内育种提供了可靠的技术方案，也为小青菜相关的蔬菜学研究提供了良好的平台。

附图说明

图1，单色红光和蓝红组合光下叶绿素含量显著高于荧光灯处理。

图2，蓝红组合光下可溶性蛋白明显高于对照处理。

图3，单色红光和蓝红组合光下抗坏血酸显著高于对照处理。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行进一步的详细说明。

下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法，所述百分含量如无特别说明均为体积百分含量。

1.实施材料：

①小青菜种子：抗热605（生产用种）。

②光源：发光二极管（LED）。

2.实施方法：

①幼苗的制备：小青菜种子在催芽2-3天露白后，直播入装有基质为蛭石+草炭（1V∶1V）的营养钵（高25 cm×宽12 cm）中，7-8天后子叶展平。

②光照处理：子叶展平的小青菜幼苗放置于LED下培养至开花。

③条件控制：光源为单色红光和蓝红组合2:7，光强为150 μmol·m^-2·s^-1，光周期为12小时，温度22-24℃，培养时间为90天。

④控制方法：由发光二极管灯提供光源，通过调整灯的数量和灯到植株冠层的距离来控制光强，一个定时装置来控制光周期。

3.处理效果：

①不同光质对小青菜开花进程的影响

小青菜的开花数目在红光和蓝红组合2:7下数目最多，显著高于荧光灯对照。蓝红组合和单色红光有利于小青菜的开花（表1）。

②不同光质对小青菜叶片光合色素的影响

小青菜叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量在蓝红组合2:7下最大，明显高于荧光灯对照。蓝红组合光有利于小青菜光合色素的积累（图1）。

③不同光质对小青菜叶片可溶性蛋白的影响

小青菜的可溶性蛋白含量在蓝红组合2:7光下最大，其次为单色红光，荧光灯对照下最小。蓝红组合和单色红光有利于小青菜叶片可溶性蛋白的积累（图2）。

④不同光质对小青菜叶片抗坏血酸（Vc）的影响

小青菜的抗坏血酸含量在蓝红组合2:7和单色红光下最大。蓝红组合和单色红光有利于小青菜叶片抗坏血酸的积累（图3）。

表1