不同LED光质组合对马铃薯试管苗生长的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

本课题的意义

马铃薯(solanum tuberosum l.)为茄科(solanaceae)茄属(solanum)双子叶草本植物。它的栽培面积和总产量居世界粮食作物第四位，是世界第四大粮食作物^[1]，且中国在2015年启动了马铃薯主粮化战略^[2]，随着这一战略的实施，人们对马铃薯种薯的质量要求将会愈加严格。

现在，在大田生产中马铃薯种薯存在着严重的退化问题，而造成这种问题的主要原因是在长期种植过程中马铃薯容易被病毒侵染^[3],使其出现植株矮化、茎杆纤弱、叶片变小、薯块变形瘦小、薯皮龟裂等症状，且病毒世代传递，导致马铃薯产量逐年降低、品质变劣，严重限制其种植面积的扩大和产量的提高^[4]。生产脱毒种薯是解决这一问题的重要途径。随着脱毒种薯生产技术的发展及对马铃薯产量、质量要求的提高，生产上对脱毒种薯的需求也会愈加增多。脱毒种薯主要有两大来源，一是由脱毒试管苗直接移栽到隔离温室或者大棚中生产，二是通过脱毒试管苗直接在组培室内生产微型薯。这两大来源的前提都是生产优质健壮的脱毒组培苗。因此，只有在有限时间内尽量提高继代次数、繁殖速率，且尽可能地培育出更多根系发达、茎杆粗壮、叶色浓绿，抗逆性强的试管壮苗，才更有利于脱毒种薯的大量生产，推动我国马铃薯产业的迅速发展^[4]。在马铃薯试管苗诱导中，光质作为重要的环境调节因子之一，对试管苗的生长发育有重要的影响^[5，6]。传统的组织培养中大多数都以荧光灯作为主要光源，也有的以高压钠灯、金属卤化物灯和白炽灯作为补光光源，然而，在这些光源的光谱中都含有很多植物不需要的光波长，会对植物的生长造成负作用，且这些光源的能效较低，发热量大，在这些灯下生长的马铃薯试管苗会出现苗弱、徒长、叶片发黄等不足，严重影响脱毒试管苗壮苗的培育，从而影响脱毒种薯的快速生产。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

探讨不同光质组合对马铃薯试管苗生长的影响，以期为马铃薯试管苗的专用led光源研发提供理论支持和技术支撑，同时也为马铃薯脱毒种薯的规模化生产提供优质脱毒壮苗。

研究内容

3. 研究的方法与方案

研究方法

试验材料为马铃薯早熟品种费乌瑞它脱毒试管苗。取培养30d、生长状况一致的马铃薯脱毒试管苗，剪去顶端和基部，取中间部分剪成长约1-2cm带1-2片叶的茎段，接种在高压灭菌后的MS固体培养基（蔗糖40g/L，琼脂9g/L，pH=5.8）中，使用250mL的带透气瓶盖的玻璃瓶，每瓶分装30mL的培养基，每瓶接10个茎段。所有培养瓶均首先在黑暗条件下适应3天，然后采用完全随机设计分组，放在不同的LED光质组合下，每处理重复3次，培养30d。培养室的温度设为181℃，相对湿度为755%，光周期设为16h/d。

技术路线

实验方案

1、在不同光质组合下进行培养,设置四个处理，以白光（6000k）为对照。

每个处理设置三个重复

2、对不同光质组合下试管苗的形态指标和生理特性进行测定

形态指标：测定试管苗的株高、单株鲜重、干重、茎粗、根长等。

生理指标：叶绿素用无水乙醇:丙酮=1:1提取测定，游离氨基酸用茚三酮显色法测定；可溶性糖和淀粉含量用蒽酮比色法测定；可溶性蛋白用考马斯亮蓝染色法测定。

3、结果分析：对实验数据进行统计分析，比较不同光质组合对马铃薯试管苗生长的影响。

可行性分析

南京农业大学植物光生物学实验室从2007年至今，已在组培上广泛开展了LED光照的实验，先后已经在菊花、蝴蝶兰、番茄、桔梗、大豆、金线莲、马铃薯等植物上进行了相关研究，并且已经发表了相关的论文，获得了许多宝贵的数据及相应的LED光质调控参数。有进行实验所需要的各种光质LED灯以及测定实验项目的实验设备。

4. 研究创新点

特色或创新之处

LED光源较传统荧光灯等人工光源有寿命长、节能高效、稳定性强、体积小、环保等优势，是组培领域新型人工光源。目前国内外不同光质组合对马铃薯试管苗生长的影响研究较少，并偏向单色光诱导试管苗的影响的研究，本试验研究不同光质组合对马铃薯试管苗生长的影响，选择与试管苗诱导关系最为密切的红、蓝、白、黄、绿的复色LED光源进行组合，以白光为对照，从植物光形态建成等角度对马铃薯试管苗进行研究，提高马铃薯试管苗壮苗形成。

5. 研究计划与进展

研究计划

1、技能培训。2017年7月~2017年12月，对实验技能进行学习，熟悉接种操作，同时进行文献阅读；

2、选题。2017年12月27日~2018年1月10日；