不同光质的LED对2种金线莲组培苗增殖、生根及生长的影响

李杰 王再花 刘海林 徐晔春

摘要 以东源金线莲和福建金线莲品种‘红霞为材料，研究了白光（w）、红光（R）、蓝光（B），以及组合光R882、R783、R585、R387、R288共8种光质的LED对金线莲组培增殖与生根的影响，并比较了株高、鲜重、干重、叶绿素和类胡萝卜素含量等生长指标。结果表明：组合光R882和红光（R）显著提高了东源金线莲增殖系数，而所有LED处理对福建金线莲‘红霞的增殖系数差异不显著。白光、红光、组合光R882和R783有利于2种金线莲的生根和株高的增加，白光、组合光R882和R783促进了鲜重和干重的增加和叶绿素和类胡萝卜素的积累，而蓝光（B）显著抑制了2种金线莲的生根，生根率、根数和平均最长根长显著低于其他处理，试管苗的干重和鲜重也较低。综合来看，金线莲增殖阶段最适LED光质为R882和红光，生根诱导阶段最适LED光质为R882和R783，该研究结果为LED光源在金线莲组织培养中的应用奠定了基础。

关键词 LED；光质：金线莲：组织培养

中图分类号 Q813.12 文献标识码

A

金线莲（Anoectochilus roxburghii）为兰科开唇兰属多年生草本植物，分布于中国台湾、福建、广东、广西、海南、云南和贵州等地区，可全草人药，是一种珍稀的民间草药和室内观叶珍品，具有调节内分泌、清热凉血、抗氧化和降血糖等药用价值。金线莲属阴性植物，对温度和光照等环境条件要求较高。生产上广泛采用组织培养技术进行快速繁殖，常以白色荧光灯作为光源。发光二极管（LED）是一种能发光的半导体电子元件。因具有光谱陸能好、节能环保、寿命长和可调节性强等优点，在设施农业中进行了广泛应用，而不同植物在不同生长发育阶段对光质和光强的需求不同。因此生产实践中LED光源的运用需要对不同物种进行研究，才能确定有效的LED配方。

前人对LED在金线莲上的应用已有所报道。吕镇城等发现蓝光处理显著提高金线莲鲜质量、根系活力和可溶性蛋白及黄酮累积，蓝光处理下福建金线莲长势较好，红光和黄光利于其株高增长。但叶绿素含量较低。而周锦业等则认为红光利于福建金线莲株高生长，蓝光抑制株高生长。这些研究多针对的是单色LED对福建金线莲生长的影响。而LED对组培阶段的快繁增殖与生根涉及甚少。刘敏玲曾比较了B1R3（蓝：红=1：3）、B1R5（蓝：红=1：5）和B1R1（蓝：红=1：1）3种红蓝组合光，发现B1R3对福建金线莲的不定芽诱导效果最好，而其它组合光和金线莲种质则尚不清楚。因此，本研究在此基础上以福建金线莲品种‘红霞和产自广东的东源金线莲为试材。采用2种不同波长的红光和蓝光LED组合成不同光质配比。探讨不同LED光质对2种金线莲组培苗增殖、生根及生长的影响。旨在了解金线莲组织培养对光质的需求并获得精细的LED组合配方，为生产中降低能源消耗并提高试管苗质量提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料 试验在LED光照培养室进行。供试材料为福建金线莲品种‘红霞（Anoectochilusroxburghii‘HongXia）和东源金线莲（Anoectochilusroxburghii），其中东源金线莲采自广东东源县野外，由东源县隆号种植专业合作社提供。经前期外植体消毒后。建立无菌组培苗并扩繁。随后选取相同批次的组培苗进行LED试验。

1.1.2 光源 不同波长的红光、蓝光LED以及光质的不同配比见表1。Red（R）是波长为630 nm的纯红光，Blue（B）是波长为450～480 nm的纯蓝光；White（w）为对照白色荧光灯，而R882，R783，R585，R387，R288是不同的红（R）蓝（B）组合光（字母后数字表示红和蓝光照强度所占比例）。LED灯管由无锡诺达克生物照明科技有限公司生产。白色荧光灯由佛山电器照明股份有限公司生产，通过调节调光器。用Apogee仪器（StellarNet，Inc，of 14390 CarlsonCir-cle Tampa，Florida USA）测定光照强度。

1.1.3 培养基芽增殖培养基为MS+6-BA 3.Omg/LNAA 0.5 mg/L；生根培养基为1/2MS+NAA 0.5 mg/L。培养基中均添加30 g/L蔗糖和7.0 g/L琼脂，pH6.0，121℃高压灭菌30 min。

1.2 方法

1.2.1 增殖和生根培养 增殖培养时。将组培苗切掉叶片，切割成含2个节间的茎段，接种至增殖培养基，每处理接种40个茎段（每10个茎段为一重复），随机置于8组不同光质的LED灯下培养60 d。生根培养时，将生长状态基本一致的单芽接种至生根培养基，每处理接种48个单芽（每12个芽为一重复），随机置于8组不同光质的LED灯下培养75 d。各处理除光源不同外，其他条件一致。光强均为20 μmol/（m²·s），光照时间12 h/d，培养温度25℃。

1.2.2 形态和生理生化指标测定 叶绿素采用95%乙醇黑暗条件下提取48 h直至叶片发白。参照张文林等的方法测定和计算叶绿素和类胡萝卜素含量。株高为每重复测定5株苗（重复4次）；鲜重和干重（70℃烘干48 h至恒重）用电子天平称量，为每个重复中10株苗的重量（重复4次）；统计每株苗的根数和最长根长。计算平均根数和平均最长根长。其他指标的计算公式为：增殖系数：单芽总数/接种芽数；生根率/%=（生根的芽数量/接种芽数）×100。

1.3 数据处理

采用SAS8.0软件的Duncan方法检验不同处理间的差异显著性，显著水平p<0.05。

2 结果与分析

2.1 LED不同光质配比对金线莲增殖的影响

增殖系数是金线莲种苗扩繁试验中最重要的指标。不同LED光质条件下，各处理增殖系数见表2和图1。对东源金线莲而言，除R783、R585和R387处理外。其他处理的茎段增殖系数较白光对照均有一定程度的增加：增殖系数在R882处理下最大。比对照提高了23.5%。纯红光和R288处理次之，但与R882处理差异不显著。R585处理的增值系数最低，显著低于除R783外的其他处理和白光对照。芽数量≥5的外植体比例同样是R882处理下最高，与增殖系数一致。福建金线莲品种‘红霞各處理的增值系数均低于东源金线莲。且与白光（对照）均差异不显著，而R882处理和白光（对照）芽数量≥3的外植体最多。

2.2 LED不同光质配比对金线莲生根的影响

由表3可知，白光、纯红光、R882、R783和R288 5个处处理下，东源金线莲的生根率均为100%，而R585和R288处理的生根率则显著下降。纯蓝光处理的生根率最低，仅56.3%，显著低于其他处理。红光成分较多的2个组合光R882、R783处理的东源金线莲平均根数最多。显著高于其它处理。而白光和纯红光处理的平均最长根长最大，R882次之。但与纯红光差异不显著。对福建金线莲‘红霞而言。除纯蓝光外。其他处理的生根率均为100%，白光、组合光R882、R783、

R585和R288的生根率较高。但5個处理间无显著差异。且白光和R288的平均最长根长显著高于其他处理，而R882处理次之。纯蓝光处理下，2种金线莲的生根率、平均根数和平均最长根长均低于其他处理，可见，纯蓝光不利于金线莲生根（图2）。

2.3 不同光质LED对金线莲生长的影响

由表4可知。纯红光处理东源金线莲的株高显著高于其他处理。其次是R882、R783和R387处理；R882、R783和白光的鲜重也显著高于其他处理。白光和组合光R882处理福建金线莲‘红霞后，其株高、鲜重和干重均高于其他处理。综合来看。红光成分较多的R882处理对金线莲生根和生长最好，纯红光虽然促进植株长高，但2种金线莲均呈现茎发白。长势偏弱的现象（图2）。导致其干重较低。而纯蓝光同样不利于2种金线莲试管苗生长，其鲜重和干重相对较低。

2.4 不同光质LED对金线莲叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

东源金线莲的叶绿素a和叶绿素a+b在R882处理下最高，显著高于白光，而叶绿素b含量在各处理间差异相对较小：类胡萝卜素则在R882最高。则R387次之。但二者差异不显著。对福建金线莲‘红霞而言。白光处理下其叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量最高，而组合光R882次之（表5）。纯红光处理下。福建金线莲‘红霞的叶片出现黄化和掉叶的现象，叶绿素含量也显著低于其他处理，而东源金线莲在纯红光处理下未出现此现象（图2），可见，同种光质下不同的金线莲种质生长存在差异。

3 讨论

光照被认为是影响植物形态建成的重要因子。而不同光质对植物光合作用和形态建成的重要性是不等同的。其中红光和蓝光对植物光合作用最为重要，植物光合作用相对量子效率较高。本研究结果发现，在增殖阶段，红光和红光成分较多的组合光R882显著提高了东源金线莲的芽增殖系数。与刘敏玲报道的B1R3利于福建金线莲的不定芽诱导相似。陈菲等研究发现，红蓝光比为2：1时，玉簪组培苗生长健壮，增殖系数最大；刘晓青等研究发现。红蓝光比为3：1时。高山杜鹃的芽再生率最高。蝴蝶兰、洋桔梗、吊石苣苔上也发现红光促进芽的增殖。说明红光促进芽的增殖对植物具有一定的普遍性，但不同植物对于光质中红光占的比例则要求不同。同时。本研究中‘红霞的增殖系数远低于东源金线莲。且所有LED处理对其对增殖系数无显著差异。说明该品种在芽增殖阶段对光质不敏感，这可能与其遗传背景差异有关。

在生根培养中。光质能影响植物根的诱导与生长。陈菲等发现玉簪组培苗在红光下的生根率和根长显著高于蓝光和蓝红复合光处理。而任桂萍等则报道在不同红蓝组合光下2个蝴蝶兰品种的生根率和成活率均接近100%。本研究结果发现。白光、红光、组合光R882和R783处理金线莲生根率均达100%。且组合光R882和R783的生根数最多，纯蓝光（B）显著抑制了金线莲的生根，芽不能生根近50%。也间接导致了其鲜重和干重相对较低，这与刘敏玲等L1Q报道的大棚试验中纯蓝光（波长范围405～500 nm）处理下金线莲生长情况较好的结果不一致，这可能与金线莲不同生长阶段（组培生根阶段和大棚营养生长阶段）、蓝光波长差异以及蓝光下试管苗根系少营养吸收少等原因有关。

红光都能够促进幼苗植高的增加。前人也曾报道红光利于金线莲株高增长。但叶绿素含量较低。本研究结果与其一致。同时发现红光下。金线莲的茎呈乳白色。植株瘦弱，尤其是福建金线莲‘红霞还出现叶片枯黄并掉叶的现象。红蓝组合光R882和R783则显著的促进了鲜重和干重的增加和叶绿素和类胡萝卜素的积累。生长较好。这与陈星星等m报道的适合白掌组培苗生长的LED红蓝光最佳比例8：2的结果一致。可见，红光有助于增加株高和生根率。而蓝光与叶绿素的合成有关。虽然在红光条件下叶绿素含量较低，不利于金线莲组培苗的营养生长。但是这个作用可以通过补充一定比例的蓝光来削弱。

综上，本研究结果表明，金线莲组织培养过程中的芽增殖阶段和生根培养阶段所需的LED光质配比是不同的。且不同金线莲种质间也存在一定的差异性。结合2种金线莲的结果，芽增殖阶段最适的LED为组合光R882和红光（R），而生根培养阶段最适的光质配比为组合光R882和R783。不同LED光源对金线莲营养成分的影响则有待于下一步研究。