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香蕉(Musa spp.),作为我国南方四大佳果之一,在热带地区广泛栽培。香蕉组培苗与传统吸芽繁殖相比,具有无病毒、变异率小、生长一致、种苗便于运输等优点。自推广以来,随着需求量日益增大,香蕉组培苗的工厂化育苗也在不断发展。光是香蕉工厂化育苗重要环境因素之一,因此,研究补光对香蕉组培苗生长发育的影响具有重要的意义。本研究以’天宝蕉’为实验材料,通过调控光质和光周期对香蕉组培苗进行补光培养,筛选出光照最佳培养条件,研究补光对香蕉生长的影响。同时,对光信号传递途径关键基因之一(HY5)进行了克隆及生物信息学以及定量表达分析。本研究可为光调控在香蕉的工厂化育苗领域中的应用提供一定理论依据。1光质对香蕉组培苗生长发育的影响为研究补充不同光质的LED光源对香蕉组培苗增殖和相关生理生化指标的影响,本研究以‘天宝蕉’为材料,通过设置普通荧光+LED红光(R)、普通荧光+LED蓝光(B)、普通荧光+LED绿光(G)、普通荧光+LED白光(W)、普通荧光+LED暖白光(WW)、普通荧光+LED暖黄光(WY),对照组普通荧光7种处理,比较了不同LED补光对香蕉组培苗的增殖率、相关生理指标、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:WY处理下香蕉组培苗的增殖系数最大,B处理下香蕉苗的增殖系数最小;R处理下,植株高度最大,B处理下,植株假茎最粗,WW处理下,有最大的根长,W处理下根数、根粗、叶数、叶宽、叶长的数值最大,同时鲜重和含水量最高,壮苗系数最优。与CK相比,R、B和G处理会降低叶绿素以及类胡萝卜素含量,而补充LED白光可以提高叶绿素以及类胡萝卜素含量。此外,LED补光,尤其是R、W和G补光会引起香蕉组培苗叶片Fv/Fo、Fv/Fm和NPQ参数的显著增加和Y(Ⅱ)、ETR、和qP等参数的降低。研究结果表明:在增殖培养阶段补充LED暖黄光,香蕉组培苗的增殖率最高;在生根培养阶段补充LED白光,香蕉组培苗的叶绿素含量、chla/chlb比值、类胡萝卜素含量最大,同时光合效率和壮苗系数最高。本研究为香蕉组培苗增殖和生根阶段的光质选择奠定基础。2光周期对香蕉组培苗生长发育的影响经过不同光周期处理30d后,可以发现适当补光对香蕉组培苗生长具有积极促进作用。本研究结果表明,8 h/d补光处理下香蕉组培苗根长、根数、根粗、叶数、叶宽、株高和茎粗有最大值,同时有最大的鲜重以及最优的壮苗系数。同时可以发现,8 h/d补光处理后,香蕉组培苗的叶绿素a,叶绿素b,叶绿素a+b,类胡萝卜素,以及叶绿素a与叶绿素b的比值均最高。延长光周期,香蕉组培苗的花青素均高于CK组,且与CK差异明显。在经过不同补光处理后,香蕉组培苗的Fv/Fo、Fv/Fm、PSⅡ实际光合效率Y(Ⅱ)值、qP以及电子传递速率ETR的参数值最高的是8h/d补光处理组;非光化学淬灭系数NPQ值,香蕉组培苗在经过不同补光周期处理后均小于CK组。综上可以看出:8 h/d的LED白光补光周期有利于香蕉组培苗的生长发育。不同光周期处理30d后,再对香蕉组培苗进行12小时低温处理。可以发现:低温胁迫下,各光周期处理的香蕉组培苗的PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光合效率(Fv/Fo)、PSⅡ光化学淬灭系数(qP)、实际光合效率[Y(Ⅱ)]和电子传递速率(ETR)均呈现下降的趋势,而非光化学淬灭系数(NPQ)呈现上升的趋势,同时可以发现,低温胁迫下,延长光周期香蕉组培苗的的叶绿素荧光参数除非光化学淬灭系数(NPQ)外,均显著高于CK组。研究结果说明低温胁迫损伤了香蕉组培苗的光合系统,降低了光合效率,延长光周期,可以适当缓解低温胁迫对香蕉组培苗光合作用的影响。3香蕉MaHY5基因的克隆与表达分析通过对香蕉MaHY5基因进行克隆验证与生物信息学分析发现:MaHY5含有3个内含子和4个外显子,分子量是18.036 kDa,等电点为9.74,分子式为C740H1240N252O263S5,原子总数2500,不稳定系数76.41,为稳定蛋白,脂肪酸系数为50.98,平均疏水指数(GRAVY)是-1.256,是亲水蛋白,无信号肽;MaHY5蛋白可能主要在细胞核上发挥作用,有27个磷酸化位点,含有完整的bZIPHY5like结构域,含有DNA和多肽结合位点,属于转录因子bZIP超家族。MaHY5含有52.76%的无规则卷曲,42.33%的α-螺旋,2.45%的延伸片段,2.45%的β-折叠。通过对不同光质处理下花青素含量测定及MaHY5定量表达分析发现:在暖白光处理下(WW)和蓝光(B)处理下,最有利于香蕉组培苗花青素合成,HY5基因可能参与调控香蕉花青素的生物合成。4香蕉MaHY5基因密码子的偏好性分析为了解香蕉MaHY5基因密码子的使用特性,本研究利用Codon W、EMBOSS在线程序、Excel、SPSS以及Origin等软件,分析了香蕉MaHY5基因的密码子使用偏好性,并分别与其它31个物种HY5以及模式生物基因组进行比较。结果显示:香蕉MaHY5基因密码子选择偏性弱且较好以G/C结尾;自然选择的作用对香蕉MaHY5密码子偏性影响最大;多数双子叶植物HY5密码子可能偏好A/T结尾,而单子叶植物HY5密码子可能偏好G/C结尾;基于HY5的CDS序列聚类结果比密码子使用频率分类结果更能反映物种间的进化规律;大肠杆菌原核表达系统更适用于香蕉MaHY5的异源表达试验,拟南芥可能为香蕉MaHY5转基因的最为理想受体。