弱光下荷花花芽败育的成因分析开题报告

全文总字数：3504字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着经济的飞速发展，人民生活水平提高的同时，对周围环境的关注度也在逐渐提升，尤其是对周边绿化的配植上。植物不仅能净化空气、有益身心健康，还能增添色彩，美化周边。但目前城市格局中不少绿地被建筑物包围，据统计约50%以上绿地处于荫蔽环境下，长期光照不足使植物生长受到限制，配植耐阴性局限着植物选择；加上居室内光照的不足也对室内绿化面积造成局限性，因此对耐阴植物材料提出了更高的要求。目前植物耐阴性研究较少，机理尚不明确（伍振才，2013），如果能够通过对植物耐阴性的研究，选育出适合荫蔽环境的耐阴植物，将从根本上解决荫蔽环境的利用以及室内植物养护等问题，有效地改善人类的生存环境。

荷花(nelumbo nucifera gaertn)是我国十大传统名花之一，属于重要的多年生水生花卉。荷花分布范围极广，遍及全国各地，在我国的栽培历史悠久，文化底蕴深厚，具有很高的观赏价值、经济价值和文化价值（杨梅等，2016）。目前有中国莲种系、中国莲亚种莲种系和中美杂种莲种系(王其超等, 1997)。随着园林事业的飞速发展，荷花产业化生产及其在园林景观上的应用等也愈加普遍（李春枝等，2011）。然而，荷花非常喜光，生育期需要全光照的环境。荷花在弱光环境中无法正常开花，这极大的影响了荷花走进千家万户。因此，筛选、培育耐阴种质资源及开展耐阴机制的研究有重要意义。

参考文献

2. 研究的基本内容和问题

研究目标:通过对荷花实际开花情况和败育花芽基因（dna）的研究，分析荷花花芽败育的原因，为培育耐阴性观赏荷花做出贡献。

研究内容：1、研究不同光照下，荷花的生长状况：在荷花的生长季节，通常藕鞭的每个节间处都会长出一片立叶（如图1）。花都是伴随着立叶而生长，它从立叶的基部伸长出水面。在荷花的生长季节(4-10月)，荷花在生长立叶的每个节间处都会形成花芽。但是荷花开花的数量通常比立叶的数目少的多。从种入泥土中开始，荷花的藕鞭就不断生长形成新的节间直至休眠期。在每个生长季节，每株荷花通常会在主藕鞭上产生24-25个节间(ishizunaand tsutsumi, 2014)。每个节间处，包括休眠的顶芽中都含有一个花芽。在生长末期，根状茎的尖端膨大成藕，作为储存营养的器官。研究发现日照长度和光敏色素是调控荷花地下茎膨大的两个主要因素(masuda et al., 2006; masuda et al., 2007)。最近，ishizuna和tsutsumi(2014)对荷花的花芽进行了细致的观察，发现荷花花芽的形成受日照长度的影响较小，在生长季中虽然每个节间处都会形成一个花芽，但是大部分花芽都会在不同的发育阶段败育。在这些败育的花芽中有的花萼还没有发育完成，有的则似乎发育完全。该研究观察了232个花芽，其中只有16个花芽（7%）最终发育至开花。对于荷花为何会产生如此多败育花芽的原因仍不清楚。2、研究分析弱光下败育荷花细胞程序性死亡情况，分析荷花在弱光逆境下有自我调控机制。弱光下花芽的败育可能是荷花开花数量远少于立叶数目的主要原因。如果能解决弱光下花芽败育的问题，不仅能增加单株荷花的开花数目，提高其在弱光下的开花能力，也为荷花及其他植物耐阴性问题的解决提供很好的思路。

3. 研究的方法与方案

研究方法：采取理论与实践相结合，实验验证分析的方法。

技术路线：第一步查阅相关资料、文献，调查市场需求；第二步种植不同光照下的荷花，观察分析荷花生长开花情况；第三步采集不同光照下荷花败育花芽，试验分析败育花芽细胞死亡程序；第四部综合分析，推断弱光下荷花生长机制。技术路线图如下：

4. 研究创新点

目前对于植物耐阴性的机理研究尚不明确，荷花的耐阴性研究还停留在对于荷花在缺少阳光下的生理反应上。目前可以得出的结论是荷花在遮阴条件下立叶高度显著增高,叶径显著增大,形态发生明显变化。同时,在开花习性上也受到较为显著的影响,表现为花量变少,花期缩短，本试验从分子生物学角度探讨荷花在遮阴条件下花量减少的原因，是一创新之处。由于目前的研究不能确定荷花花芽的死亡是由于环境胁迫导致的坏死还是细胞程序性死亡，查阅资料后，发现在细胞败育以及DNA梯状条带法方面的研究已经比较成熟，如范作晓等研究的植物细胞凋亡的检测方法，但目前还尚未有对于荷花败育花芽的败育原因分析的研究，因此用DNA 梯状条带法检测确定荷花的败育花芽是否是细胞程序性死亡这是本实验的一大亮点和创新。通过本次实验，可以从而判断出荷花是否在逆境下有自我调控机制，从而为荷花耐阴性基因的研究提供基础研究。

5. 研究计划与进展

研究计划：

1、2017年9月-2018年2月，查阅学习荷花研究的相关文献资料，调研国内外市场对荷花的喜好需求；

2、2018年3月-8月，种植不同光照下的荷花，观察分析不同光照下荷花的生长开花状况；