光谱分布对铁皮石斛组培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）

1.国内外研究概况

光照提供植物生长和光合作用所需的能量，也影响着植物生产及幼苗生长^[1]。光质是光合系统中一个关键因素。自1955年de capite^[2]报道了光因子对植物组织培养有巨大影响以来，人们对于光,包括光强、光质、光周期等在组织培养中的效应进行了广泛研究。1975年,serbert^[3]在光强和光质的相互作用方面得到了有说服力的实验结果,于是正式提出了在植物组织培养中的光质概念。在最近的研究中，araceli ^[4]等提出，龙舌兰体细胞胚胎发生受诱导时期和表达时期光质处理相互作用的影响。在樱桃体外培养中，红蓝复色光诱导不定根的形成并促进根的伸长，而红外光抑制根的数量及伸长^[5]。macedo ^[6]等指出空心莲子草在光处理下形态上有很强的可塑性，高质量的植株是在红蓝组合光下体外培养得到。

近年来，照明技术正日趋发展，植物培养中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。然而这些光源的光谱能量分布是依据人眼对光的高效需求原则设计生产的，含有很多不必要的波长，因此对植物生长促进作用很少^[7]。led是一种将电能转化为光的固态半导体装置，作为新一代的照明设备，led凭借着高发光效率和有限区域多芯片集成赢得越来越广泛的关注^[8]，并且具有低能耗、寿命长、小型化、低电压、易操作、高效低碳等理想特性，必会成为将来主要照明装置。led现已应用在光生物学研究很多领域，如叶绿素的合成^[9]、光合作用^[10]、藻类光－生物反应器^[11]和形态建成^{[12] [13] [14]}等，也早已成功应用于多种植物的栽培系统，如莴苣^[12]、胡椒^[15]、黄瓜^[16]、小麦^[17]、菠菜^[18]、马铃薯^[19]等。近年来，led在植物生理生态研究上的应用也日益广泛，不论是实验取材的多样性还是led处理的创新与改进都较以往有更好更快的发展。li ^[20]等研究得出由led发射出的不同光质可以有效地提高油麦菜营养价值及质量。在对诺丽这一植物的研究中，红蓝组合光和红、蓝单色光均可促进愈伤组织的形成，所有光处理的光源都由led辐射产生^[21]。lin ^[22] 等指出led蓝光和33%红和67%蓝光 led可显著促进铁皮石斛原球茎出芽，并在体外培养中增加原球茎及芽的干物质。kim^[23] 等研究得出不同波峰的led光源 (385 nm, 470 nm, 525 nm, and 630 nm) 影响草莓主要成分和品质。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究的目标

本研究以铁皮石斛为材料，采用led辐射的不同光谱及能量配比组合进行照射，系统研究不同光谱对铁皮石斛组培苗生理生长特性等的研究，阐明不同光谱能量分布对其光合作用、生长影响的生理机制以及不同光谱能量分布对品质形成的调控机理，研究建立适宜的光因子调控参数组合。采用不同的光谱能量分布组合对铁皮石斛诱导、增殖、分化及生根、开花进行照射，系统深入探讨无菌苗整个生长周期内对光质的响应，并总结出适于组培苗不同生长时期快速繁殖的最佳光谱。同时，将led照明光源运用于植物生长，并为植物组培专用led光源的研发提供理论支持。

2.研究内容

3. 研究的方法与方案

1.研究方法

实验从2014年在南京农业大学农学院led植物光源研究中心进行，铁皮石斛由南京农业大学中药实验室提供。

光源由南京农业大学农学院led光学实验室研制，以荧光灯为对照。光照培养架为钢架结构,光源设于顶部,高度可调,培养架内层即各处理间光源用镀铝反光板进行隔断。培养环境下的光密度可通过调节电压、电流、占空比以及光源与植株的距离使之一致。

4. 研究创新点

1.特色

led是一种将电能转化为光的固态半导体装置，作为新一代的照明设备，led凭借着高发光效率和有限区域多芯片集成赢得越来越广泛的关注，并且具有低能耗、寿命长、小型化、低电压、易操作、高效低碳，普遍等理想特性，是将来主要照明装置。而铁皮石斛（dendrobium officinale kimura et migo）又是我国特有的名贵药材,1987年已被国家列为重点保护的药用植物之一。由于铁皮石斛对生长环境的要求较高，且受到自身繁殖方式的限制及近年来过度采挖野生药材和整体生态环境的不断破坏，野生铁皮石斛资源已接近枯竭。目前铁皮石斛已被列为国家重点保护药用植物、中国珍稀濒危二级保护植物和世界二类保护植物。在野生状态下，铁皮石斛繁殖速率低下、生长缓慢，加之掠夺性采挖，使其野生资源日益减少，远远不能满足国内外市场经济发展和临床医学的需要，因此铁皮石斛人工种植的规模迅速扩大。

将普遍常见和便宜的led 为光源作为珍贵的铁皮石斛组织培养光源系统，对铁皮石斛种苗优质、低碳、高效生产有理论价值与现实意义，即以较低成本的设备的条件下研究珍贵的高效益的铁皮石斛，为优质药材生产给出了有益的提示。

5. 研究计划与进展

1.研究计划

2014.07 － 2014.08 理论学习阶段，掌握应有的实验方法及研究技术，同时查阅相关文献，收集资料。为实验做准备；

2014.08 － 2015.01 正式实验阶段，测定相关指标；