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LED光周期和光质对黄瓜离体生长及叶绿素荧光的影响Cunninghamia lanceolata.

摘要

背景

杉木(C. lanceolata)是中国南方的主要快速增长的木材物种。作为传统照明系统的替代方案,已经证明了LED是用于商业微驻化的人工柔性照明源。LED的应用可以提供快速传播C. Lanceolata.体外培养。

结果

采用双因素随机区组设计,研究了LED光周期和光质对水稻生长和叶绿素荧光的影响C. Lanceolata.离体培养植株。本试验采用20 μmol·m的辐照处理− 2.·S.− 1.三个复合灯下的三个光周期,8,16和24小时的辐照度,88.9%红色+ 11.1%蓝色(r / b),80.0%红色+ 10.0%蓝色+ 10.0%紫色(r / b / p),72.7%红色+ 9.1% blue+ 9.1% purple+ 9.1% green (R/B/P/G), as well as white light (12.7% red+ 3.9% blue+ 83.4% green, W) as control. The results showed that: (1) Plant height, dry weight, rooting rate, average root number, length, surface area and volume, chlorophyll, and chlorophyll fluorescence parameters were significantly affected by photoperiods, light qualities and their interactions. (2) Plantlets subjected to photoperiod 16 h had longer root, higher height, rooting rate, root number, and the higher levels of chlorophyll, chlorophyll a/b, Y (II), qP, NPQ/4 and ETR与光周期8相比 h和24 h、 而Fv/Fm在光周期16 h低于8 h和24 H暴露于R/B/P/G的植株产生更多的根系,表现出更高的叶绿素、Fv/Fo、Y(II)、qP和ETR在光周期8和16 h期间比w。(3)总叶绿素含量和ETRFv/Fm和ETR与株高、平均根数、根表面积显著相关。(4) 16-R/B/P/G最适宜生长C. Lanceolata.植物体外。

结论

本研究表明了使用LED用于微扑卸的光周期和轻质质量的有效性C. Lanceolata..16-R/B/P/G处理下收获效果最佳。不同光周期和光质量下,其生长与叶片叶绿素和叶绿素荧光存在一定的相关性。这些结果可为改善该物种的快繁过程提供参考。

背景

在商业快繁实验室中,光作为一种信号和能量来源,是植物生长发育最重要的环境因子之一。光质量(光谱质量)、光周期和光通量(光子通量)对植物细胞、组织和器官培养物的形态发生和生长有着深远的影响[1].作为用于体外植物生长的传统光源的替代,发光二极管(LED)出现了几种独特的优点,包括可定制的光谱,小质量和体积,能耗,较低的辐射散热,可调节光强度,更长的寿命和高能量转换效率[23.]. 因此,将LED应用于植物设施栽培,解决了传统光源如高压钠灯、荧光灯、金卤灯、白炽灯等的发光效率高、散热量大、能耗高、光谱混合等问题[3.].

led与植物光感受器匹配波长的灵活性可能提供更优的产量,影响植物的形态和生理[24].不同LED波长对不同植物离体植株生长发育影响的评估越来越受到关注[5].然而,不同植物种类和生长阶段的反应不同。单色红光能促进黄花的体胚萌发赤松6].kwon等人。[7]指出R/B(1:1)能促进细胞分裂杨树euramericana对离体培养比单色光或荧光。同样地,植物的茎和根的生物量Vaccinium corymbosum用R / B(1:1)处理的体外植物显着高于单色红色和蓝光[8]. 与白光(W)相比,桉树穆萨, 和spathiphyllum.在红色和蓝光的组合下,植物在体外生长的较高生长(R / B,4/1)[9].黄等人[10]的研究表明,R/B(5:5)对苹果砧木JM7的离体萌发有促进作用,而R/B(6:4)对JM7的增殖和根生长效果最好。在“Favorita”土豆(Solanum Tuberosum.离体培养植株,单色红光下株高最大,R/B(8/2)下根长和鲜重最大,R/B(7/3)下叶绿素含量最大[11]. Cho等人[12]指出,红绿光组合(R/G, 80/20)比W增加了2倍以上的根和干质量。属scutellarioides)体外培养,以及暴露于红色,绿色和蓝光(R / G / B,40/20/40)的组合显着增加了叶绿素含量。LED可以通过不同轻质质量的最佳组合来影响体外培养的小植物的生理过程,从而促进生长和提高植物的质量。

Cunninghamia lanceolata.(羊)。钩。(杉科,杉木)是我国建筑、家具等行业中最受欢迎的用材树种之一,因其生长快、材质柔软、质地平直、易于加工。它在中国已经种植了3000多年 年。目前,种植面积超过1100万公顷,占中国商品木材总产量的20-30%[1314].克隆林学在某些地区的商品木材人工林栽培中发挥着越来越重要的作用。克隆造林既能保持母本的优良特性,又能建立稳定的森林。离体再生在植物繁殖过程中起着重要作用,产生大量与亲本植株具有相同特性的植株。最近,几种体外再生方案已被提出C. Lanceolata.,通过选择优良基因型,提高这些快速生长的优质树木的生物量[15].目前,对体外培养的研究C. Lanceolata.主要集中在传统方法上,例如调整基本培养基和生长调节剂,其人造光源通常是传统的荧光灯,这具有根源增长缓慢的问题,导致生产效率低,经济低劣的效益[1516]. LED在这一领域的应用尚不多见,仅在以下两个方面进行了研究。丁等人[17]表明增长率C. Lanceolata.在继代培养阶段,单色红光可促进离体植株生长,而在生根阶段,单色蓝光可促进离体植株生长。Zhou等人[18]指出,与单色蓝光和绿灯相比,C. Lanceolata.单色红光下试管苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量、光系统II光化学效率(Fv/Fo)和光系统II最大量子产率(Fv/Fm)最高。然而,目前还没有将光周期和光质同时考虑的研究报道C. Lanceolata..另一方面,叶绿素荧光是植物光合作用的敏感探针,近年来得到了广泛的应用。它可以用来测量和研究光合作用的动态变化,检测各种外部因素对植物生长的影响[19].我们感兴趣的是如何响应生长和叶绿素荧光的响应C. Lanceolata.试管苗对LED光周期和光质的影响。什么是最佳的光周期和光质量的体外培养C. Lanceolata.? 在LED下,生长与叶绿素荧光是否有一定关系?因此,本研究的目的是:1)研究LED复合光、光周期及其相互作用对植物生长和叶绿素荧光的影响C. Lanceolata.离体组织培养;2)体外培养光周期和光质量的最佳组合确定C. Lanceolata.;3)研究生长与叶绿素荧光之间的关系。我们期待本研究的结果可能提供数据参考,用于讨论LED对微扫描过程的影响C. Lanceolata.有助于优化该商品树种大规模生产离体培养的技术途径。

结果

光周期和光质对生长的影响

的增长C. Lanceolata.发现体外小植株受到光周期,轻质性和它们的相互作用的显着影响。高度,干重,生根率,平均根数,根长,根表面积和体积在大多数轻质质量下最高,在光电周期16小时(表1).在这个光周期下,植株的根和叶数量多、长度长、分布均匀(图1)。1).在光周期为8和16 h时,R/B/P/G处理的根高、生根率、根长、根表面积和根体积均显著高于R/B、R/B/P和W (P< 0.05)。与W处理相比,3个光周期R/B/P组的干重均显著提高(P <0.05)。生根率,根长,表面积和体积达到16-R / B / P / G处理的最高点。

表1光周期和光质对水稻生长的影响C. Lanceolata.离体培养植株
图1
图1

的增长C. Lanceolata.在不同光周期和轻质性下的体外培养植物。图8,16和24分别是指光周期8,16,24小时;r / b,r / b / p,r / b / p / g,w是指光质量R / B(红色+ 11.1%蓝色),r / b / p(80.0%红色+ 10.0%蓝色+ 10.0%紫色),r / b / p / g(红色+ 9.1%蓝+ 9.1%紫色+ 9.1%绿色),w(12.7%红色+ 3.9%蓝色+ 83.4%绿色)

光周期和光质对叶绿素的影响

光周期和轻质质量显着影响叶绿素A,叶绿素B,总叶绿素含量和叶绿素A / B的叶子C. Lanceolata.植株(表2).光周期和光质质量之间存在显着的相互作用。暴露于光周期16h的小植物在大多数轻质质量上表现出最高叶绿素A,叶绿素B,总叶绿素含量和叶绿素A / B.在光周期8和16 h期间,与R / B / P和W中的那些相比,R / B和R / B / P / G.处理中叶绿素A,叶绿素B,总叶绿素含量和叶绿素A / B显着较高团体 (P< 0.05)。叶绿素A,叶绿素B,总叶绿素含量和叶绿素A / B分别在光周期24小时内达到R / B处理中的最高点。

表2光周期和光质对叶绿素含量的影响C. Lanceolata.离体培养植株

光周期和轻质质量对叶绿素荧光的影响

光周期和光质显著影响光系统Ⅱ的光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学量子产率(Fv/Fm)、有效光化学量子产率(Y(II))、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ/4)和相对电子输运速率(ETR))的叶子C. Lanceolata.植株(表3.).光周期和光质质量之间存在显着的相互作用。暴露于光周期16h的小植物表现出较高的Y(II),QP,NPQ / 4和ETR与含有光周期8h和24h的相比,最轻的品质,但光周期16小时的FV / FM低于8小时和24小时。不同治疗的FV / FM值在0.784-0.854之间。在光周期8和16小时期间,FV / FO,Y(II),QP和ETR在R / B / B / B,R / B,R / B / P和W(P< 0.05)。另一方面,在光周期16小时下R / B,R / B / P,B / R / P / G和W之间的FV / FM之间没有显着差异。

表3光周期和轻质质量对叶绿素荧光的影响C. Lanceolata.离体培养植株

生长与叶绿素荧光参数的关系

在环境条件中,光是植物光合作用的主要能量来源,也是植物生长发育的重要信号[20].LED下植物生长和叶绿素荧光之间的关系可以预先揭示Plantlets对光环境的响应机制。所以,我们使用生长参数(植物身高,干重,生根率,平均根,根长,根表面积和根体积)作为依赖变量,以及叶绿素A,叶绿素B,总叶绿素含量,叶绿素A /B和叶绿素荧光参数(FV / FO,FV / FM,Y(II),QP,NPQ / 4,ETR)作为多变量逐步回归分析的独立变量。结果(表4)显示FV / FM,Y(II)和ETR与植物高度有显着相关(P < 0.001), while the chlorophyll and chlorophyll fluorescence parameters was not correlated with dry weight. ETR总叶绿素含量与生根速率有显着相关(P < 0.001); Fv/Fo和ETRP < 0.001)与平均根数显著相关;Fv/Fm、ETR叶绿素含量与根长呈极显著正相关(P < 0.001); Fv/Fm and ETR与根表面积显著相关(P < 0.001);ETR总叶绿素含量、叶绿素a/b比值与根体积呈极显著正相关(P < 0.001).

表4植物生长参数与叶绿素、叶绿素荧光参数的线性回归模型

主要成分分析

17个参数的主要成分分析C. Lanceolata.对不同LED处理的试管苗进行了培养。结果表明,前4个主成分PC1、PC2、PC3和PC4的特征值均大于1,累积贡献率达到89.927%,表明这4个主因子可以解释我们数据中89.927%的变异(表1)5, 图。2a).第一主成分PC1能解释总变异数的44.642%,与生根率、平均根、根长、表面积、体积等原始变量密切相关(R = 0.829-0.939),反映了植株的根系形态。第二主成分PC2能解释总变异量的25.747%,与原始变量Fv/Fo、Y(II)、ETR (R = 0.731-0.757)密切相关,反映了植株的叶绿素荧光。第三组分PC3能解释总变异量的12.479%,与原变量干重负相关(R = -0.780),反映了植株有机质的积累情况。第四个主成分PC4能解释总变异量的7.059%,与原变量NPQ/4负相关(R = -0.473),反映了幼苗天线色素系统激发能的散热情况。

表5主成分分析的旋转分量矩阵
图2
图2

神经网络17个参数的主成分分析C. Lanceolata.不同LED处理的试管苗。一个PCA Biplot。bLED光周期综合评分,光质量处理

的质量C. Lanceolata.根据PC1、PC2、PC3、PC4的综合评分,可以确定试管苗的大小。如图。2b、 光周期综合得分16分 h显著高于光周期8 h和24 H光周期16 h、 光质R/B/P/G处理的综合得分最高,为1.480,说明16-R/B/P/G处理是LED生长的最佳照明条件C. Lanceolata.离体培养植株。

讨论

增长

光周期不仅影响植物的开花诱导和花分化,而且影响植物的营养生长和生理生化特性[2122].植物可以通过光感受器感知光质的细微变化,而光感受器又通过刺激的信号通路调节植物的生长发育[23].在本研究中,与光周期8,24小时相比,我们发现光周期16h期间的植株术后16 h显示出较高的高度,干重,生根率,平均根部,根部长度,根表面积和大多数光质的体积。最好的植物被收获更多的根和叶子。Li等人报道了类似的结果。[24],植株的生长和根系的生长金素玛拉诺克朗发现在光周期下的体外培养中的最高。植物主要通过光感受器(如红色/远红光受体),蓝色/近紫外光摄像机和紫外光感受器,调节植物生长和生理代谢的光信号1925]. 结果表明,在光周期8和16下,R/B/P/G的株高、生根率、根长、根表面积和根体积均高于R/B、R/B/P和W h、 而R/B、R/B/P均低于W,说明红蓝紫绿复合光能促进植物的生长C. Lanceolata.试管苗。这可能是因为红光和蓝光是植物光合作用最有效利用的波长,因为光合色素的吸收光谱主要集中在红光光谱上(600–700) nm)和蓝色(400–500 纳米)。其中,红光可以调节植物光合系统的运转和同化物的运输[26];蓝光参与气孔开口[27];与其他波长的光相比,绿光具有更高的反射率和透光率,可以穿透植物冠层[28].此外,Phytochromes和Cryptocomes是不仅用于红色和蓝光的受体,而且还用于紫色和绿灯,这可能解释为什么红光结合蓝色,紫色和绿光(72.7%红色+ 9.1%蓝+ 9.1%紫色+ 9.1%绿色)积极影响高度和根本生长C. Lanceolata.试管苗。

叶绿素

叶绿素对光合作用至关重要,光合作用使植物吸收光的能量。叶绿素a/b比值能反映光系统的变化,与PSII:PSI含量和PSII集光天线的大小有关[2930].叶绿素a/b水平越高,说明叶绿素对光的适应能力越强,叶绿素的电子传递能力越强,卡尔文循环酶的活性越高[31].结果表明,16 h光周期处理促进了叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的积累,叶绿素a/b的增加幅度大于其他处理。结果表明,16 h光周期可促进水稻叶片的光合能力C. Lanceolata.与光周期8、24相比,试管苗能更有效地转换、捕获和转移光能 H无论是极短光周期还是长光周期都不能增加叶绿素含量和叶绿素a/b比值。此外,我们还发现,R/b/P/G处理的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和叶绿素a/b比值均高于R/b/P处理,说明红光与蓝光、紫光组合的效果不如红蓝紫绿复合光,因为复合光的增益效应不仅仅是单色光的积累,而是光谱与植物光谱色素系统相互作用的结果[3233]. 这一结果反映了郭等人的观点[34)发现牡丹安德烈。红蓝黄绿紫复合光下的植株叶绿素含量高于红蓝、红蓝黄、红蓝绿和红蓝紫复合光。

叶绿素荧光

叶绿素荧光,一种用于快速评估体内光合作用的非血压指标,广泛用于不同环境条件对植物光合作用的影响。PSI和PSII(主要是PSII)的光能吸收,利用,转移和耗散的过程可以反映叶绿素荧光参数的变化[35]. 研究表明,光质对黄瓜等植物叶片的叶绿素荧光参数有显著影响(Cucumis巨大成功R/B 8:1处理显著提高了PSII(ETR)的电子传递速率在psi(etr)分别比R处理提高176.9%和127.0%[36].王y等。[37]还发现Fv/Fm、qP和ETR石斛兰candidum红、蓝复合光下的植株均高于单色红光;Fv/Fm是衡量光抑制程度的重要指标,可用于指示PSII一次光能转换效率水平[38].以前的研究表明,最健康的血管植物的FV / FM是0.832 [39].如果该值大大降低,就意味着植物受到光抑制,反应中心被不可逆地损坏或失活[3840].虽然本研究16 h光周期的Fv/Fm低于8 h和24 h,但变异较小(0.784 ~ 0.854),表明C. Lanceolata.离体培养的植株不受光抑制或胁迫。Y(II)表示PSII吸收后用于光化学反应的部分能量[41].qP和NPQ分别反映PSII天线颜料吸收用于光化学电子转移的光能份额和以热量形式耗散的光能份额[384243]. 在本研究中,Y(II),qP,NPQ/4和ETR光周期16 h在8和24时高于这些指标 h在大多数光照组合处理下,表明叶片吸收的光能C. Lanceolata.在光周期16 H处理中的体外培养植物可以很好地用于光合电子输送。此外,上述变化可能表明PSII功能增强了来自反应中心的激发能量,这有利于提高光合效率。我们还发现FV / FO,Y(II),QP和ETR在光周期8和16,R/B/P/G比R/B、R/B/P和W高 h、 说明R/B/P/G条件下的PSII反应中心比R/B、R/B/P和W条件下的PSII反应中心开放更多,吸收更多的光能进行光合作用,且植株具有更高的电子传递效率和更强的光合能力。这可能是R/B/P/G光照下植株高、叶根大的原因。

综合分析

以前关于体外培养的研究C. Lanceolata.主要是调整基本生长培养基。大多数光源是荧光灯和白炽灯。试管苗生根率约为30~70%,平均根数约为2~4根。另外,最佳培养时间为40~45天 天[16].我们的结果表明,16-R / B / P / G最适合增长C. Lanceolata.试管苗。生根率为95.50%,平均根数为4.45,培养时间为30天 天。根长、根表面积和根体积最高。结果表明,可以缩短培养时间,提高生根率,获得最佳的生根效果C. Lanceolata.利用适当的LED光周期和光质,使植株具有更多的叶和根。这表明光周期16 h和光质R/B/P/G(72.7%红色+ 9.1%蓝色+ 9.1%紫色+ 9.1%的绿叶(绿叶)使植株的地上部和根系生长C. Lanceolata.离体培养植株优于其他处理,对光信号的接收、识别、传递和响应的各种信号受体产生最佳的协同效应。叶绿素总含量和ETR的变化规律Fv/Fm和ETR与株高、平均根数、根表面积显著相关,说明C. Lanceolata.不同光周期和光质条件下试管苗及其叶片的叶绿素和叶绿素荧光。这可能是因为高等植物有一套优良的光接收系统和光信号转导系统,能够检测光周期和光质的变化,做出适应性反应。光周期和光质可能会影响植物地上部和根系的生长C.披针形通过两种方式的体外培养植物:一个是通过颜料系统的光合作用,另一个是由光感受器接收的光信号引起的一系列生理和生化反应[44].光可能与碳氮代谢途径的基因表达有关[45].光条件(包括光周期和光质)的变化可以诱导对蔗糖代谢酶的光敏颜料的调节,增加相关蔗糖代谢酶的活性,并使植物积聚更多光合物[46].此外,光合碳代谢为氮代谢提供能量和碳框架[47]光照虽然不直接影响植物根系的生长,但可以通过影响光合作用和光合产物的合成和运输来影响根系的形态发生和生长,但其机制有待进一步探讨。

结论

植物的生长、叶绿素和叶绿素荧光C. Lanceolata.体外培养的植株受光周期、光质量及其相互作用的影响显著。光周期为16 h的离体培养植株根长、高、生根率、根数均显著增加,叶绿素、叶绿素a/b、Y(II)、qP、NPQ/4和ETR水平均显著提高而光周期16 h时Fv/Fm均低于8 h和24 h。R/B/P/G处理下的植株根系数量增加,叶绿素含量、Fv/Fo、Y(II)、qP和ETR均显著升高在光周期8和16时大于W H总叶绿素含量和ETRFv/Fm和ETR与株高、平均根数、根表面积显著相关。16-R/B/P/G最适合生长C. Lanceolata.植物体外。

方法

植物材料

本试验于2016年3月至6月间进行C. Lanceolata.在这项研究中使用的是由中国广西大学林业学院提供的。该植物材料由广西大学讲师荣艳登正式鉴定并保存于广西大学林学院实验室。按照Xu等人的描述对植株进行预处理[48].随后,将540个生长稳定的未生根枝条(约1.5±0.2 cm高)用于LED实验。

实验设计

采用深圳市伟新力光电有限公司生产的“T52835 LED植物管”作为栽培光源。这盏灯的尺寸是1200 毫米 × 24 毫米,额定功率为16 W每盏灯由三安光电生产的96套2835块LED芯片组成。灯珠按不同颜色比例均匀排列,额定电压为AC 85–265 五、 工作电流为100 mA,频率为50/60 赫兹。不同LED灯的发射峰值为620–630处的红光 纳米,460–470 蓝光410–420 nm nm表示紫光,520–530 nm表示绿灯。我们用了三个8的光周期 小时(8:00–16:00),16 小时/天(8:00–24:00)和24:00 在每个光周期下设置三个88.9%红光的复合光+ 11.1%蓝色(R/B),80.0%红色+ 10.0%蓝色+ 10.0%紫色(R/B/P),72.7%红色+ 9.1%蓝色+ 9.1%紫色+ 9.1%绿色(R/B/P/G),白光(12.7%红色+ 3.9%蓝色+ 83.4%的绿色(W)作为对照。试验共设12个处理,每个处理重复3次。每次复制45株,分为15瓶(每瓶3株),培养30d。每种疗法的三个复制品被放在一个单独的小室中,用一块黑布隔开。结果表明,光合光子通量密度(PPFD)为30 μmol·m− 2.·S.− 1.蓝光对离体培养的叶绿素增加效果最好C. Lanceolata.作者:Zhou等人[18],我们使用了两种光强度(20,30 μmol·m− 2.·S.− 1.)以红蓝4:1筛选最佳光强供生长C. Lanceolata.体外培养。结果表明,生根率,平均根系和根长度下为20μmol·m− 2.·S.− 1.高于30μmol·m− 2.·S.− 1.(未发表的数据)。所以,20μmol·m− 2.·S.− 1.在本研究中使用。每个室中使用2盏对应的灯,并相应地调整光源与设备的距离,使PPFD保持恒定(约20±5 μmol·m)− 2.·S.− 1.对于株高的所有处理,垂直距离约为2.5 离放置培养瓶的培养架1厘米)。采用量子传感器(LI-250A;利科公司,林肯,东北,美国)。所有培养物在25℃的受控环境中培养 ± 1. °C和60 ± 5%相对湿度。

增长

计算总植株数、生根植株数和根数,并计算生根率和平均根数(见下文)。每次复制随机选择10株植株,用Epson自动根系扫描分析仪(日本长野精工爱普生公司)测定根长、表面积和体积。使用Win-RHIZOC Pro 2004 b软件分析数据。计算公式如下:

  • 生根率=生根植物的数量/种植体总数;

  • 平均根数=总根数/总苗数;

每次复制随机抽取10株,用直尺测定株高(准确度±0.1) 厘米)。10个完整的植株每复制放置在105 °C并在80℃的烘箱中干燥 48°C h,直到达到恒定重量。使用电子天平测定植物的干重(精度±0.1) 毫克)。

叶绿素

叶绿素含量根据Porra等人估计[49]. 我们随机选择了1个 g(鲜重,FW)的叶片从每个复制均匀在一个预冷砂浆使用20 80%冷丙酮和无水乙醇的1:1(v/v)混合物mL。将匀浆转移到25℃的培养基中 mL试管,4500℃离心 10转/分 然后收集上清液。用Lambda 35紫外-可见分光光度计(Perkin-Elmer,USA)在663处测量吸光度 nm(外径663.)和645 nm(外径645)测定叶绿素a和叶绿素b。测定叶绿素含量的公式如下:

$ $ \离开(\ mathrm{叶绿素}\)\ \ mathrm{一}\ \离开(毫克\ cdotp {g} ^{1} \右)= \压裂{\离开(12.72 -2.59 \ * {OD} _ {663} \ * {OD} _{645} \) \乘以V} {1000 \ W} $ $
左(\ mathrm {chlorophylll} \右)\ \ mathrm {b} \ \ left(mg \ cdotp {g} ^ { - 1}右)= \ frac {\ left(22.88 \ times {od}_ {645} -4.67 \ times {od} _ {663} \右)\ time v} {1000 \ time w} $$

总叶绿素含量(mg·g−1) = 叶绿素a + 叶绿素b

式中,V是丙酮-乙醇提取物的总体积(mL),W是样品的FW(g)。

叶绿素荧光

从每个处理组的每个复制品中随机抽取10株试管苗,置于暗室中适应30天 用M系列调制叶绿素荧光成像系统MAXI-imaging-PAM(德国effeltrich Heinz-Walz公司)在室温(25℃)下测量叶绿素荧光参数前min ± 2. °C)9:00–12:00 a、 m.利用Imaging-Win软件控制MAXI-Imaging-PAM测量系统计算叶绿素荧光参数。使用软件的标准程序进行测量。遮光后,从10株中随机抽取3株完整植株,快速放入IMAG-MAX/GS(10)适配体中 × 13 cm)的最大值。利用叶绿素荧光参数测定软件,在三株植株叶片上均匀地选择10个感兴趣区域(AOI)。在弱调制测量光束上测量了最小荧光(Fo)和最大荧光(Fm)产率(< 0.5 μmol·m− 2.·S.− 1.)和一个饱和光脉冲(2700 μmol·m− 2.·S.− 1.为0.8 s),分别在1 Hz。通过打开110 μmol·m的光化学光诱导荧光动力学− 2.·S.− 1.)5年 每20分钟开启一次饱和脉冲,测量光适应下的最大荧光(Fm′)和实际荧光(F) S所有相关的荧光参数,包括光系统II的光化学效率(Fv/Fo)、PSII的最大量子产率(Fv/Fm)、PSII的有效光化学量子产率(Y(II))、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ/4)和PSII的相对电子输运率(ETR))是仪器自动给出的。如上所述,每次复制测量三个植株,每次测量重复三次。三次测量的平均值是每个复制的叶绿素荧光参数值。

数据分析

单向ANOVA和DUNCHAN多重比较(P< 0.05为显著性差异)分析各实验数据的差异(补充文件1). 采用双因素方差分析对所有实验数据进行方差分析。同时,采用多元逐步回归分析了生长参数与叶绿素荧光参数之间的关系。以上分析由SPSS软件版本21.0(美国伊利诺伊州芝加哥IBM公司)进行。采用主成分分析法(PCA)对LED光周期和光质进行综合评价,筛选出LED光周期和光质的最佳组合C. Lanceolata..绘制直方图和双点使用原始2017年SR2软件(OriginLab Inc.,Hampton,MA,USA)和R v3.6.2分别与包装“GGPLOT2”。

可用性数据和材料

本研究期间生成或分析的所有数据都包含在本发布的文章及其补充信息文件中。

缩写

发光二极管:

发光二极管

收银台:

红蓝灯;

r / b / p:

红蓝紫光

R/B/P/G:

Red-blue-purple-green光

W:

白光

Fv / fo:

光系统II的光化学效率(PSII)

FV / FM:

PSII的最大量子产量

Y(二):

PSII的有效光化学量子产率

质量保证:

光化学淬火系数

NPQ / 4:

Non-photochemical猝灭系数

ETR公司:

PSII中的相对电子传输速率

个人电脑:

主成分

PCA:

主要成分分析

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下载参考资料

致谢

我们感谢陈超凡对数据分析的讨论。我们也非常感谢赵一辉、易洪涛和马松雅在本次研究中提供的一些帮助。

资金

该研究得到了广西特定授予创新驱动开发项目的支持(AA 17204087-8)。我们感谢经济支持的基础。资金组织为研究项目提供了财政支持,但没有参与研究,数据收集,数据分析或书面文章的设计。

作者信息

隶属关系

作者

贡献

YX和MY构思并设计了这个研究。YX和YL收集数据,分析数据,编写稿件。FC和SL对结果进行了讨论,并对稿件进行了修改。所有作者都阅读并批准了原稿。

通讯作者

对应到杨梅

道德宣言

伦理批准并同意参与

不适用。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

作者声明了该研究在没有任何商业或财务关系的情况下进行的,这可能被解释为潜在的利益冲突。

附加信息

出版商说明

《自然》杂志对已出版的地图和附属机构的管辖权主张保持中立。

补充信息

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引用本文

徐勇,杨敏,程福平。等等。LED光周期和光质对黄瓜离体生长及叶绿素荧光的影响Cunninghamia lanceolata.BMC植物BIOL.20,269(2020)。https://doi.org/10.1186/s12870-020-02480-7

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关键词

  • 发光二极管(LED)
  • 光周期
  • 光质
  • Cunninghamia lanceolata.
  • 增长
  • 叶绿素荧光