高中生物學STEAM校本課程教學實踐研究（四）

2021-09-10 07:22:44姜曉麗

高考·上 2021年1期

摘要：菊花是我國的名花，近年來隨著園藝事業和菊花文化的發展，為菊花的栽培、應用開拓了廣闊的市場。本論文借助課題研究和師生的課外實驗開展，探究了光照時間對組織培養菊花開花率的影響，實驗中利用人工控制光周期，控制組培培養瓶內菊花的開花時間和開花率。通過大量實踐操作，獲得初步成果。

關鍵詞：組織培養;光周期;開花率

菊花是我國的名花，近年來隨著園藝事業和菊花文化的發展，為菊花的栽培、應用開拓了廣闊的市場。目前菊花的栽培和繁殖，不光運用了誘變、嫁接、組織培養等新技術，還開始通過人工控制培養條件，如光照、溫度、營養等控制菊花的營養生長和花芽分化，控制菊花的開花時間和花頭數量。本論文借助課題研究和師生的課外實驗開展，探究了光照時間對組織培養菊花開花率的影響，實驗中利用人工控制光周期，控制組織培養瓶內菊花開花時間和開花率。通過大量實踐操作，獲得初步成果。

一、理論基礎

（一）植物組織培養概述

植物組織培養是利用植物細胞的全能性，在人工控制條件下將植物組織、器官、細胞等再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術[1]。在近幾十年的時間里，植物組織培養技術成為生物工程技術應用最廣和最具發展前景的分支之一，已經滲透到了農業、林業和醫藥業等多個領域[2]。

（二）光周期與光周期現象

光周期現象是植物對周期性的、特別是晝夜間的光暗變化及光暗時間長短的生理響應特點，清楚植物開花與日照長度的關系，對于植物種植、引種、控制開花、提高產量等實踐生產具有重要指導意義。

依據植物對光周期的反應，菊花是典型的短日照植物，即日照長度只有短于其所要求的臨界日長（一般在12—14小時以下），或者說暗期超過一定時數才能開花。如果在發育期每天只有8～12小時的日照時數，就能加快它們的發育，提前開花;如果處于長日照條件下，則只能進行營養生長而不能開花[3]，借助這個理論基礎，我們對組織培養中的菊花苗進行光周期控制，以探究光照時間、溫度等條件對菊花花芽的分化和組織培養菊花開花率的影響。

二、實驗材料、試劑和儀器

（一）實驗材料：無菌菊花苗

（二）實驗試劑：植物組織培養試劑盒、70%酒精、1摩爾/升 NaOH

（三）實驗儀器：剪刀、鑷子、消毒棉、酒精燈、火柴、培養皿、pH試紙、組培瓶、玻璃棒、量筒、塑料燒杯、電磁爐、不銹鋼鍋、高壓滅菌鍋、微量移液器、全光譜光照培養架，定時器，超凈工作臺，人工氣候培養箱。

三、實驗步驟

（一）培養基配置、分裝、滅菌為了簡化實驗步驟，節省實驗操作時間，提高實驗成功率，本實驗選用了市面上采購的植物組織培養試劑盒。按照試劑盒中操作說明，配置一定量的培養液，PH調節為6;將配置好的培養液分裝到組織瓶，每瓶30 mL～40mL。分裝的培養液后，蓋上蓋子，放入高壓蒸汽滅菌鍋滅菌，滅菌條件0.1～0.15MPa，121℃，20min。

（二）無菌菊花苗繼代培養及光周期誘導花芽分化 ?接種前30分鐘，緩沖間、接種間進行紫外燈滅菌，同時打開超凈工作臺風機及紫外燈。上工作臺后，先用70%酒精對雙手、工作臺面及所用鑷子、剪刀進行擦拭滅菌;點燃酒精燈后，對鑷子和剪刀從頭至尾過再進行灼燒滅菌。總之，整個接種過程一定要保證無菌操作。接種時，選取長勢良好的無菌苗，將帶有側芽的莖段修剪為“Y”狀，接種于培養瓶中，也可用頂芽或側芽。這種微型扦插，不經過脫分化和愈傷組織的再生，可以在較短時間內直接發育為幼苗，這樣便保證了操作方便以及容易成活。營養生長期，把接種好的培養瓶放入人工氣候培養箱內光照培養，光周期為12小時光照，12小時黑暗，光照強度100%，培養室溫度一般保持22℃ 濕度為80%，誘導植物根和芽的分化、生長。誘導花芽分化，待菊花苗生長出4～8個葉片再進行光周期處理，將光周期改為8小時光照，16小時黑暗，其它培養條件不變，使其由營養生長向生殖生長轉化，引起花芽基的分化。待花芽完全分化，花蕾形成，將培養瓶移到光照培養架上繼續培養。

四、實驗結果分析及經驗總結

（一）實驗結果分析

實驗探究了光照時間對組織培養菊花開花率的影響，實驗中利用人工控制光周期，對組織培養瓶內菊花進行人工誘導花芽分化，使菊花在培養瓶內開花，通過實驗條件的控制，

實現了組培植物開花和花期的控制，既驗證了現有的理論知識，又獲得了實踐操作經驗，為以后相關內容的研究提供了經驗指導和理論支持。

實驗是在高中生實驗操作中進行的探究，由于我校實驗的不連續性、資金投入及指導老師專業水平的限制，實驗結果缺少穩定性，開花率很低，通過網絡查找，可借鑒的技術指導極少，可是該技術在研究光周期對植物的開花、結果、繁殖的研究都有重要的意義，希望有更多人能夠繼續該實驗技術的探究。

（二）經驗總結

1.培養基配制時注意生長素及細胞分裂素的比例和含量，營養生長期間應控制好培養溫度和光照，避免經段生長過快，幼苗長滿培養瓶，影響后期實驗進行。

2.菊花對日照長度的反應是在其自身發育到一定的生理年齡時才能開始，所以先進行營養生長培養，待其生長出4～8個葉片再進行光周期處理，使其由營養生長向生殖生長轉化，引起花芽的分化。

3.植物的光周期反應需要在一定的溫度、良好的生長狀態和充足的營養條件才能發生，也可能需要多次光周期處理才能引起花芽分化，我校采用的是北京川布蘭提供的植物組織培養試劑盒，那么營養成分及激素種類、含量對這個過程的影響有待進一步探究。

4.花芽形成后，需要繼續光周期誘導形成花蕾，否則，形成的花芽又會恢復營養生長，發育為葉片，這一現象在實驗探究過程中多次出現。

參考文獻

[1]沈惠國. 觀賞菊花的栽培[J]. 園林科技 2011（3）：32-35.