一种基于UV-A耦合对小白菜中花色苷积累的分子机理研究方法

一种基于uv
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a耦合对小白菜中花色苷积累的分子机理研究方法
技术领域
1.本发明涉及光调控技术领域，具体涉及一种基于uv
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a耦合对小白菜中花色苷积累的分子机理研究方法。


背景技术：

2.植物通过叶片的光合色素捕获光能并经过电子传递链转化为化学能，用于体内有机物的合成，植物完成一系列生命活动离不开能量作用和信号转导，因此，植物营养生长和生殖生长的整个历程依赖于光照环境。随着研究者们对植物光质生理及机理的不断深入，正逐步探索满足植物生长和品质调控的光照配方，并由此总结出许多重要的结论。
3.目前通过自然光照以能量和信号的形式作用于植物，影响着植物的光合作用和形态建成。然而温室受自然光的约束不能给予植物充足的光照，因此，温室补光是现代农业生产的一项重要技术手段。其次，不同光质对植物的生长及营养品质的影响多以生理层面的研究较多，而缺乏代谢水平、基因水平上的研究。


技术实现要素：

4.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的第一目的在于提供一种基于uv
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a耦合对小白菜中花色苷积累的分子机理研究方法，通过本发明利用led不同波长的红光和蓝光交替间隔补光、蓝光与uv
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a耦合照明，探究不同光照对小白菜生长和营养品质的影响，分析和总结试验结果，初步获取光对小白菜生长及营养品质的作用规律，进而通过光调控提高小白菜中含有的花色苷含量，增加小白菜的营养价值。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种基于uv
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a耦合对小白菜中花色苷积累的分子机理研究方法，包括以下步骤：
7.s1、选取实验所需的小白菜种子，并精选出优良的、成活率高的小白菜种子，然后将种子使用无菌水浸泡，随后点缀到发芽纸上，转移至黑暗中进行催芽后，之后选取露白的种子播在湿润的海绵块上，进行育苗工作；
8.s2、对步骤s1中的培育出的小白菜幼苗，选取健壮一致的幼苗定值到水培箱中，并对育苗间和气候室的温湿度进行人工干预，实验中试验的光处理为不同光强的uv
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a与蓝光；
9.s3、针对步骤s1中培育出的小白菜幼苗，调配小白菜生长所需的营养元素，并进行每5天更换一次，光照处理5天后对小白菜叶片进行取样检测；
10.s4、针对上述步骤所得的小白菜中，随机选取6株长势一致且具代表性的绿叶和红叶小白菜，分别用千分之一天平称取3克小白菜叶片，得到新鲜植物组织样品；
11.s5、将上述新鲜植物组织样品中，分别使用千分之一天平秤取0.5克样品放置在0.1％浓度的盐酸甲醇中浸提，放置在黑暗的环境下提取20min，使用离心机进行对混合物进行分离获得分离液，分别在ph1.0和4.5缓冲液中稀释定容至10ml，放置在20ml刻度试管
中，最后使用紫外分光光度计于510nm和700nm处测定提取液的吸光度；
12.s6、通过单因素方差分析进行数据处理，然后进行多重检验，评估各处之间的显著性差异，获得对比数据。
13.通过采用上述技术方案：本发明在进行实验时首先通过获取优良的小白菜种子，进行培育实验工作，使得最后获取的实验数据更加精准，增加实验的信服度，然后将种子放置在无菌水中浸泡，通过对种子进行浸种，使得种子可以较快地吸收水分缩短种子萌发时间，同时使用无菌水进行浸种，可以在种子吸收水分时降低细菌对种子的影响，增加种子的存活率，之后在幼苗进行水培工作时，通过对培育温度进行控制增加幼苗的成长效率，同时通过使用不同光强的uv
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a耦合和蓝光进行光调控工作，随着时间的变化，增加小白菜中富含的花色苷成分，在幼苗进行成长时，通过使用调配的营养液，可以为幼苗成长获取成长所需的养分，进而缩短幼苗成长的所消耗的时间，当幼苗成长完成后，通过获取小白菜叶片进行数据检测工作，在进行检测时，首先通过盐酸甲醇浸泡叶片，可以增大细胞膜通透性，更好的解离分子结构，之后使用离心机对混合物进行分离工作，将混合液物中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开，取出10ml毫升的提取液放放置在刻度试管中，最后使用紫外分光光度计在510nm和700nm处分别进行吸光度测试，整体上通过三次上述步骤进行重复实验统计，获得相应的对比数据进行统计工作，通过统计测量结果获得精确的花色苷含量参数。
14.本发明进一步设置为：所述步骤s1中所用的小白菜种子为紫玉油菜和红钻油菜两种。
15.通过采用上述技术方案：采用小白菜作为主要实验材料，其生长周期短，且较耐高温和低温，可采用土培、基质培和水培等方式种植，几乎可以实现全年生产，同时小白菜叶片也因口感佳、富含营养保健成分而广受人们的青睐，在进行实验时，采用“紫玉油菜”和“红钻油菜”较为容易受到uv
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a耦合光照产生变化。
16.本发明进一步设置为：所述步骤s1中无菌水浸泡时间为1小时，所述黑暗催芽时间为24小时。
17.通过采用上述技术方案：由于小白菜种子较小，且种皮较薄，因此使用无菌水浸泡1小时，避免浸泡时间较长对种子造成损伤，由于黑暗中光度降低湿度增加，将种子放置在黑暗中放置24小时等待种子发芽可以使得种子发芽率较高。
18.本发明进一步设置为：所述步骤s2中育苗间和人工气候室的温度为22℃～25℃，湿度为75℃～85℃。
19.通过采用上述技术方案：通过将苗间和人工气候室的温湿度为进行调整，人工手动调整至小白菜生长较为合适的温湿度，可以增加小白菜的成长速度，从而缩短小白菜的成长时间。
20.本发明进一步设置为：所述步骤s2中光照周期为每天十六小时。
21.通过采用上述技术方案：通过使用光调控对小白菜进行每天十六小时的光照工作，避免光照时间较长，对小白菜的生长造成影响，同时使得小白菜的光照时间获得最大的吸收率。
22.本发明进一步设置为：所述步骤s3中小白菜配制的培养液为二分之一霍格兰营养液。
23.通过采用上述技术方案：通过采用培养液，为小白菜在水培过程中，为小白菜的营
养成分大大增加，避免了水培过程中，小白菜缺少营养而导致成长缓慢的问题，通过作为水培小白菜的重要工具，同时在使用时，每次滴入3
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5滴营养液，每天一次，保证小白菜的营养获取工作。
24.本发明进一步设置为：所述步骤s3中配制的营养液由硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢铵和硫酸镁制成，其中，可溶离子浓度为1.2～1.3ds/m、酸碱度为5.8～6.0。
25.通过采用上述技术方案：通过使用硝酸钾，可以促进小白菜对氮、钾的吸收，具有生根、促进花芽分化，通过钾元素促进光合作用，促进碳水化合物的合成和运输，同时可以提高小白菜的抗倒伏、抗病、防止早衰等作用，提高小白菜的健康，通过使用硝酸钙有利于小白菜对营养元素的吸收，促进早熟的效果，通过使用磷酸二氢铵，可以增加营养液的营养成分，通过使用硫酸镁可以促进小白菜的新陈代谢同时再次提高作物的抗病能力，防止病菌的侵入。
26.本发明进一步设置为：所述步骤s5中离心机的离心温度为4℃，所述离心机的转速为12000转，所述离心机的分离时间为15分钟。
27.通过采用上述技术方案：通过离心机的高转速可以使得经过浸泡过的样品中细胞成分进行分离工作，提高离心机的细胞分离效果，便于后续进行检测工作，同时通过使用低温进行分离工作，避免了细胞分离时对细胞造成影响，进而提高检测的精准度。
28.有益效果
29.采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
30.本发明在进行实验时首先通过获取优良的小白菜种子，进行培育实验工作，使得最后获取的实验数据更加精准，增加实验的信服度，然后将种子放置在无菌水中浸泡，通过对种子进行浸种，使得种子可以较快地吸收水分缩短种子萌发时间，同时使用无菌水进行浸种，可以在种子吸收水分时降低细菌对种子的影响，增加种子的存活率，同时通过将苗间和人工气候室的温湿度为进行调整，人工手动调整至小白菜生长较为合适的温湿度，增加小白菜的成长速度，在生长时使用不同光强的uv
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a耦合和蓝光进行光调控工作，随着时间的变化，增加小白菜中富含的花色苷成分，配合使用调配的营养液，可以为幼苗成长获取成长所需的养分，进而再次缩短幼苗成长的所消耗的时间，当幼苗成长完成后，通过获取小白菜叶片进行数据检测工作，首先通过盐酸甲醇浸泡叶片样品，增大细胞膜通透性，便于解离分子结构，之后通过离心机的高转速可以使得经过浸泡过的样品中细胞成分进行分离工作，提高离心机的细胞分离效果，便于后续进行检测工作，同时通过使用低温进行分离工作，避免了细胞分离时对细胞造成影响，离心机工作完成后，取出10ml毫升的提取液放放置在刻度试管中，最后使用紫外分光光度计在510nm和700nm处分别进行吸光度测试，整体上通过三次上述步骤进行重复实验统计，获得相应的对比数据进行统计工作，通过统计测量结果获得精确的花色苷含量参数。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
33.实施例1
34.以小白菜为实验原料，对其进行小白菜光调控及花色苷含量测量的方法，包括以下步骤：
35.s1、选取实验所需的小白菜种子，并精选出优良的、成活率高的小白菜种子，然后将种子使用无菌水浸泡，随后点缀到发芽纸上，转移至黑暗中进行催芽后，之后选取露白的种子播在湿润的海绵块上，进行育苗工作；
36.s2、对步骤s1中的培育出的小白菜幼苗，选取健壮一致的幼苗定值到水培箱中，并对育苗间和气候室的温湿度进行人工干预，实验中试验的光处理为不同光强的uv
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a与蓝光；
37.s3、针对步骤s1中培育出的小白菜幼苗，调配小白菜生长所需的营养元素，并进行每5天更换一次，光照处理5天后对小白菜叶片进行取样检测；
38.s4、针对上述步骤所得的小白菜中，随机选取6株长势一致且具代表性的绿叶和红叶小白菜，分别用千分之一天平称取3克小白菜叶片，得到新鲜植物组织样品；
39.s5、将上述新鲜植物组织样品中，分别使用千分之一天平秤取0.5克样品放置在0.1％浓度的盐酸甲醇中浸提，放置在黑暗的环境下提取20min，使用离心机进行对混合物进行分离获得分离液，分别在ph1.0和4.5缓冲液中稀释定容至10ml，放置在20ml刻度试管中，最后使用紫外分光光度计于510nm和700nm处测定提取液的吸光度；
40.s6、将步骤s5进行三次重复实验统计，通过单因素方差分析进行数据处理，然后进行多重检验，评估各处之间的显著性差异，获得对比数据。
41.步骤s1中所用的小白菜种子为紫玉油菜和红钻油菜两种。
42.步骤s1中无菌水浸泡时间为1小时，黑暗催芽时间为24小时。
43.步骤s2中育苗间和人工气候室的温度为22℃，湿度为75℃。
44.步骤s2中光照周期为每天十六小时。
45.步骤s3中小白菜配制的培养液为二分之一霍格兰营养液。
46.步骤s3中配制的营养液由硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢铵和硫酸镁制成，其中，可溶离子浓度为1.2ds/m、酸碱度为5.8。
47.步骤s5中离心机的离心温度为4℃，离心机的转速为12000转，离心机的分离时间为15分钟。
48.实施例2
49.本实施例所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s1中无菌水浸泡时间为30min，黑暗催芽时间为24小时；
50.步骤s2中育苗间和人工气候室的温度为25℃，湿度为85℃。
51.步骤s2中光照周期为每天十小时。
52.步骤s3中配制的营养液由硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢铵和硫酸镁制成，其中，可溶离子浓度为1.3ds/m、酸碱度为6.0。
53.步骤s5中离心机的离心温度为4℃，离心机的转速为12000转，离心机的分离时间为30分钟。
54.实施例3
55.本实施例所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s1中无菌水浸泡时间为45min，黑暗催芽时间为24小时；
56.步骤s2中育苗间和人工气候室的温度为24℃，湿度为80℃。
57.步骤s2中光照周期为每天十三小时。
58.步骤s3中配制的营养液由硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢铵和硫酸镁制成，其中，可溶离子浓度为1.2ds/m、酸碱度为5.9。
59.步骤s5中离心机的离心温度为4℃，离心机的转速为12000转，离心机的分离时间为25分钟。
60.对比例1
61.本实施例所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s3中未使用二分之一霍格兰营养液；
62.对比例2
63.本实施例所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s3中未使用硝酸钙；
64.对比例3
65.本实施例所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤s3中未使用硫酸镁；
66.对比例4
67.本实施例所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：步骤5中未对离心机的离心温度进行调控；
68.性能测试
69.分别取等量的实施例1～3和对比例1～4所提供的小白菜光调控及花色苷含量测量，并通过总花色苷含量(mg/g)＝(a
×
v
×
n
×
m)/(ε
×
m)，式中，a＝(od520
‑
od700)ph1.0
‑
(od520
‑
od700)ph4.5；v为提取液总体积(ml)；n为稀释倍数；m为矢车菊
‑3‑
葡萄糖苷(cy
‑3‑
glu)的相对分子质量(449)；ε为cy
‑3‑
glu的消光系数(29600)；m为样品质进行测定，所得数据记录于下表：
70.[0071][0072]
通过分析上述各表中的相关数据可知，通过本发明花色苷含量较高，通过花色苷含量的增加，不仅提高小白菜中含有的花色苷含量，而且增加小白菜的营养价值。由此表明本发明提供的一种基于uv
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a耦合对小白菜中花色苷积累的分子机理研究方法具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
[0073]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。