油茶广泛分布于我国南方丘陵地区,发展油茶产业具有重要的意义。但是随着油茶产业的不断发展,油茶种植面积持续扩大,苗木需求量日益增加。受砧木、穗条及育苗周期的影响,油茶良种苗木已经无法满足市场需求。为探索加快苗木生长、提高育苗效率的途径,本研究选用两年生‘长林4号’油茶优良无性系扦插苗为试验材料,克隆了19个油茶光合相关基因;研究了LED不同光质、光强和光照时间对其生长发育及光合相关基因表达的影响;筛选了适合油茶良种壮苗培育的LED光照条件和光合相关差异表达基因9个。主要研究结果如下: (1)以‘长林4号’油茶扦插苗叶片为材料,利用课题组现有转录组数据,结合NCBI数据库,设计特异性引物,克隆了CoRbcS1、CoRbcS2、CopsbA等19个油茶光合相关基因,并上传至GenBank(MG746996~MG747014)。19个基因序列均包含完整的开放阅读框,其编码的蛋白均不含吡咯赖氨酸(Pyl)和硒半胱氨酸(Sec)。19个蛋白中亲水性蛋白有13个,疏水性蛋白有6个;稳定性蛋白有14个,不稳定蛋白有5个。19个基因的克隆与分析为下一步研究LED光源对其表达的影响提供了基础。 (2)以LED红光、红蓝9∶1、红蓝7∶3、红蓝5∶5、红蓝3∶7、红蓝1∶9、LED蓝光和LED白光(对照)8种不同光质处理油茶苗。研究发现,红蓝1∶9复合光处理的‘长林4号’油茶苗具有最大的地径生长量、干物质含量、壮苗指数、表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pmax)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光合色素含量、玉米素核苷(ZR)含量和过氧化物酶(POD)活性,以及最高的CoFBP、Cocab7、CoTPI和CoTkt基因表达量。说明红蓝1∶9复合光是培育‘长林4号’油茶良种壮苗比较理想的光质。 (3)在筛选出LED最适光质的基础上,以LED红蓝1∶9复合光100μmol·m2·s-1、150μmol·m-2·s-1、200μmol·m-2·s-1、250μmol·m-2·s-1和300μmol·m-2·s-15种不同光强处理油茶苗。研究发现,250μmol·m-2·s-1光强处理的‘长林4号’油茶苗具有最大的苗高生长量、地径生长量、干物质含量、壮苗指数、AQY、Pmax、Gs、Tr、ΦPSⅡ、ETR、光化学淬灭系数(qP)、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、游离氨基酸含量、生长素(IAA)含量、赤霉素(GA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性,以及最高的CorbcL、CoRbcS1、CoRbcS2、CoRCA、CoFBA1、CoSBP、CopsaA、CopsaB、CopsbA、CoTPI、 Cocab、Cocab6、Cocab7和Cocab8基因表达量。说明红蓝1∶9复合光250μmol·m-2·s-1光强是培育‘长林4号’油茶良种壮苗比较理想的光强。 (4)在筛选出LED最适光质和光强的基础上,以250μmol·m-2·s-1红蓝1∶9复合光12h·d-1、14h·d-1和16h·d-13种不同光照时间处理油茶苗。研究发现,16h·d-1处理的‘长林4号’油茶苗具有最大的地径生长量、干物质含量、壮苗指数、AQY、Pmax、Gs、ΦPSⅡ、ETR、qP、可溶性糖含量、游离氨基酸含量、超氧化物酶(SOD)和POD活性,且19个油茶光合相关基因的表达量均最高。说明250μmol·m-2·s-1红蓝1∶9复合光16h·d-1光照时间是培育‘长林4号’油茶良种壮苗比较理想的光照条件。 (5) LED不同光质、光强及光照时间处理下CorbcL、CoRbcS1、CoRbcS2、CoFBA1、CoFBP、CoTkt、CoSBP、CoTP、Cocab6和Cocab7基因均表现出显著或极显著差异,说明这些基因受LED光源的影响较大,具有重要的研究意义。