LED不同光质对草莓组织培养的影响

吴鹏飞++王丽娟++刘昭++切岩祥和

摘要：以京藏香草莓（Fragaria ananassa Duch. cv. Jingzangxiang）匍匐茎茎尖为试验材料，以LED白光为对照，研究了红光、蓝光、组合光（红∶蓝∶远红=1∶1∶1）不同LED光质对草莓茎尖组织培养的影响。结果表明，在茎尖诱导分化阶段，丛生芽分化时间快慢依次为红光>组合光>白光>蓝光；诱导分化率高低依次为组合光>白光>红光>蓝光；增殖系数大小依次为组合光>白光>红光>蓝光；生根率高低依次为组合光>白光>蓝光>红光，植株生长势强弱依次为组合光>白光>红光>蓝光。综合而言，LED组合光质有利于草莓茎尖组织培养。

关键词：草莓（Fragaria ananassa Duch.）；LED光质；组织培养

中图分类号：S668.1+8 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）10-1895-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.024

Effects of Different Light Quality of LED on Tissue Culture of Fragaria ananassa

WU Peng-fei1，WANG Li-juan1，LIU Zhao1，KIRRIIWA Yoshikazu2

（1. College of Horticulture and Landscape， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China；

2. Faculty of Agriculture， Shizuoka University， Shizuoka 422-8529， Japan）

Abstract： Taking Fragaria ananassa Duch. cv. Jingzangxiang stem tip as the experimental material， LED white light as the contrast， the effect of different LED light， red， blue， combination of light（red/blue/far red=1∶1∶1） on tissue culture of F. ananassa stem tip was studied. The test results showed that on the stem tip differentiation stage， the time of multiple shoot clumps differentiation ranked form short to long as red light， composite light， white light， blue light； differentiation rate ranked as composite light>white light>red light>blue light； proliferation rate ranked as composite light>white light>red light>blue light； rooting rate ranked as composite light>white light>blue light>red light； plant growth power ranked as composite light>white light>red light>blue light. In combination， LED composite light is conducive to F. ananass shoot tissue culture.

Key words： Fragaria ananassa Duch.； LED light； tissue culture

近年來LED光源被广泛使用，LED灯由于寿命长、能耗低、光谱可调，因而引起人们的普遍关注[1]。LED不同光质对植物的生长有很大影响，研究表明，长波长的光（红光）能够促进植物地上部茎的伸长，而短波长的光（蓝光）抑制地上部茎的伸长[2，3]；不同波长的光质对植物离体培养中次生代谢物的产生和积累也有较大的作用，在一定程度上影响着植物愈伤组织的分化与器官生长[4，5]。试验在前人工作的基础上，通过比较LED不同光质对草莓（Fragaria ananassa Duch.）在组织培养中生长的影响，以期探索利于草莓组织培养的LED光质成分。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用草莓品种京藏香（F.ananassa cv. Jingzangxiang）于2016年3月取自天津农学院园艺园林学院试验基地。

1.2 方法

1.2.1 材料消毒 取生长健壮、无病虫害的草莓匍匐茎（留取顶端3～4 cm），加入少量洗衣粉浸泡后，置于自来水下冲洗1 h，Tween-80浸泡5 min后再用自来水冲洗30 min，将冲洗干净的匍匐茎在超净工作台上用去离子水冲洗3～4次，75%乙醇消毒30 s，去离子水冲洗3～4次，再用0.1%升汞继续消毒7 min，然后去离子水冲洗4～5次，浸泡于去离子水中待用。

1.2.2 诱导分化培养 将已消毒好的匍匐茎剥取生长点（茎尖0.3～0.5 mm），接种于诱导分化培养基（MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L，pH 5.8）中。试验设不同LED光质为处理，LED光质有红光、蓝光、组合光（红∶蓝∶远红=1∶1∶1），以LED白光为对照，每个处理接种10瓶，每瓶接种3个茎尖，重复3次。培养箱温度设置为25 ℃±1 ℃，光照时间16 h/d，光照度3 000 lx。接种培养后30 d统计茎尖分化率、褐化率（若有污染则转接至备用无污染的培养基中）。

分化率=萌发芽的茎尖数/接种茎尖数×100%，

褐化率=（褐化的茎尖数+污染茎尖数）/接种茎尖数×100%。

1.2.3 继代增殖培养 切取各处理茎尖分化的丛生芽于继代增殖培养基（MS+6-BA 0.25 mg/L+NAA 0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L，pH 5.8）中，每处理接种10瓶，每瓶接种2个丛生芽，重复3次。接种培养后30 d统计各处理的增殖系数，

增殖系数=接种培养后30 d丛生芽总数/接种丛生芽总数[6]。

1.2.4 生根培养 切取长3～5 cm的继代增殖丛生芽（无菌苗），接种到生根培养基（1/2 MS+NAA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L，pH 5.8）中，每处理接种20瓶，每瓶接种3个无菌苗，重复3次。每隔 5 d统计生根情况，接种培养30 d后统计各处理的生根率，

生根率=接种后30 d后的生根苗数/接种继代增殖丛生芽数×100%。

1.3 数据处理

试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2010程序处理，并用其制表；运用SPSS 16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 LED光质对草莓茎尖诱导分化的影响

LED不同光质处理对草莓茎尖诱导分化的影响情况见表1。从表1可知，LED白光与LED组合光处理的草莓茎尖分化率均极显著高于LED红光和LED蓝光处理（P<0.01），并且草莓茎尖褐化率均极显著低于LED红光和LED蓝光处理（P<0.01），而且丛生芽后期生长势最好；LED组合光处理的茎尖分化率显著高于对照LED白光处理（P<0.05），茎尖褐化率显著低于LED白光处理（P<0.05），部分丛生芽有生根现象发生；LED白光处理的茎尖分化时间较长，后期丛生芽生长健壮；LED红光处理茎尖分化率显著高于LED蓝光处理（P<0.05），茎尖褐化率显著低于蓝光处理（P<0.05），有生根现象发生，可能与LED红光有利于促进生根有关[7]，并且LED红光处理后的茎尖生长点最早诱导出丛生芽，但是后期幼芽长势最弱，部分幼芽出现黄化现象；LED蓝光处理的茎尖分化率最低，茎尖褐化率最高，幼芽生长最慢，伴有玻璃化现象发生，幼芽附近产生水渍状愈伤组织，严重影响丛生芽的生长。

2.2 LED光質对草莓丛生芽增殖的影响

LED不同光质处理对草莓丛生芽增殖的影响情况见表2。由表2可知，LED白光和LED组合光处理后丛生芽增殖系数均极显著高于LED红光和LED蓝光处理（P<0.01），丛生芽后期均生长健壮，其中LED组合光处理显著高于LED白光处理（P<0.05），并且叶片大于其他3个处理；LED红光、LED蓝光处理后丛生芽的玻璃化现象较为严重，甚至出现褐化现象，LED蓝光处理下丛生芽附近产生红色水渍状愈伤组织，严重影响丛生芽的生长，增殖系数最低。

2.3 LED光质对草莓无菌苗生根的影响

LED不同光质处理对草莓无菌苗生根的影响情况见表3。由表3可知，LED白光和LED组合光处理后草莓的无菌苗生根率极显著高于LED红光和LED蓝光处理（P<0.01），其中LED组合光处理后无菌苗生根率显著高于LED白光处理（P<0.05），并且生根后植株生长最旺盛；LED白光处理后植株生根时间较晚，但生根后植株生长旺盛；LED红光处理后生根时间最早，生长早期根茎部有水渍状愈伤组织发生，但随着培养时间的增加该现象逐渐消失，不过生根过程中生长势弱，无根苗枯萎现象严重；LED蓝光处理后部分植株新生根呈现褐色，根茎部有水渍状愈伤组织，无根苗枯萎现象严重，植株生长势较弱。

3 小结与讨论

光质对植物生长发育的影响研究一直是光生物学研究的重点，光对植物生长发育及其产品品质具有广泛的调节作用。张真等[8]在对葡萄愈伤组织生物量的增殖研究中，发现黄光促进生物量的增加为5.7倍，白光为4倍，增殖效果由高到低为黄光>绿光>红光>蓝光>白光。王亚丽等[9]在对玛伽愈伤组织的增殖中发现，红光最快，其次是白光和黄光，绿光和蓝光下愈伤组织生长最慢。光质通过与其相关的色素基因作用影响植物体内的激素平衡，从而不同波长的光对不同植物愈伤组织的生长产生不同的影响[10]。

试验中除了研究LED单一光质外，还增加了LED组合光质，以此来比较对草莓茎尖组织培养初代诱导阶段、继代增殖阶段和生根阶段生长的影响。结果发现，在初代诱导阶段，LED组合光处理可以显著提高茎尖的诱导分化率，且丛生芽生长势强；LED红光处理下能提早茎尖的诱导时间，但是后期丛生芽生长缓慢，甚至出现黄化现象。LED组合光和LED红光处理后丛生芽生根现象较多，这可能与LED红光能够促进植物体细胞生长有关。LED白光处理后诱导分化时间较长，但是丛生芽后期长势旺盛；LED蓝光处理后丛生芽生长缓慢，甚至有玻璃化现象发生。在继代增殖和生根阶段，LED组合光处理不仅能够提高丛生芽的增殖系数，同时还能够提高生根率，植株生长势显著优于其他3个单一光质处理；LED白光处理下增殖系数和生根率仅次于LED组合光处理；LED红光、蓝光处理下增殖系数不高，部分丛生芽有褐化现象，生根阶段根茎基部出现水渍状愈伤组织，植株长势较差。

综合而言，LED组合光质有利于草莓茎尖组织培养，LED红光、LED蓝光单一光质在一定程度上不利于草莓组织培养。试验结果可为生产上草莓组织培养、快速繁殖提供参考，而不同LED光质对草莓组织培养的作用机理还有待进一步研究。

参考文献：

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[3] 赵 根，潘 月，杨 钰，等.LED光源在设施园艺生产中的应用与前景[J].浙江农业科学，2013（9）：1110-1112.

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[5] 王爱民，肖 炜，杜文雪，等.光质对缕丝花试管苗生长发育的影响[J].徐州师范大学学报（自然科学版），2001，19（4）：56-58.

[6] 董敬超.“红颜”草莓茎尖组织培养快繁技术研究[J].北方园艺，2014（24）：106-108.

[7] 刘 媛，李 胜，马绍英，等.不同光质对葡萄试管苗离体培养生长发育的影响[J].园艺学报，2009，36（8）：1105-1112.

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[9] 王亚丽，王晓东，赵 兵，等.光质对玛咖愈伤组织生长、分化的影响[J].过程工程学报，2007，7（4）：782-785.

[10] 徐 凯，郭延平，张上隆，等.不同光质膜对草莓果实品质的影响[J].园艺学报，2007，34（3）：585-590.