不同LED光源对蝴蝶兰增殖和壮苗培养的影响

闫海霞，何荆洲，黄昌艳，张自斌，邓杰玲，卜朝阳

（广西壮族自治区农业科学院 花卉研究所，广西 南宁 530007）

蝴蝶兰Phalaenopsis ssp.为兰科蝴蝶兰属的植物，素有“洋兰皇后”的美誉，是大众十分喜爱的高档年宵花卉，市场需求极大。蝴蝶兰的种子极其微小，没有胚乳，自然条件下萌发困难，因此生产上主要采用组织培养的方法进行繁殖。组织培养是种苗快速繁殖的有效途径，目前已在多种经济林木、花卉上得到了广泛的应用，如南洋楹[1]、欧美杨[2]、非洲菊[3]等。组织培养的传统光源采用白色荧光灯为主。但荧光灯存在光谱范围广、生物光效低、耗电量大、空间利用率低的缺点，而发光二极管（light-emitting diode，LED）具有体积小、质量轻、寿命长，且具有节能、光质纯、可调节性强的优点，已在植物组织培养中得到广泛应用。国内外学者研究了不同LED光源对植物生长的影响，并在部分植物的培养中得到肯定：如结球莴苣[4]、菊花[5-7]、红掌[8-9]。近年来，对LED光源在蝴蝶兰组培中的研究也逐渐增多[10-11]，尤其是红蓝光对蝴蝶兰生长的影响已成为蝴蝶兰组培的研究热点之一。某些研究指出：红光在蝴蝶兰的生根诱导培养中可以促进干质量、鲜质量和叶面积的增加[12]，蓝光则更有利于根的生长[13]；红光在增殖培养中更有利于单芽增殖、干质量、鲜质量以及株高的增加，蓝光则有利于叶片叶绿素的增加，并对根系活力的提高有促进作用，远红光对根长和根系活力的增加也具有显著作用[14]。虽然对LED光源在蝴蝶兰组培上的研究很多，但LED在蝴蝶兰壮苗培养上的研究尚未见报道。本研究以蝴蝶兰‘大辣椒’‘ 柳林黑玫瑰’‘文景天使’3个栽培品种为培养材料，采用5种不同的LED作为光源，通过连续性照射和间歇性照射，比较分析不同LED光源对蝴蝶兰的增殖培养、壮苗培养的影响，并筛选出各个蝴蝶兰品种组培的适宜光源，为其生产过程中选择适宜的组培光源、减少能源消耗、降低生产成本、提高组培苗质量提供依据。

1 材料和方法

1.1 材 料

蝴蝶兰植株以及光源由广西壮族自治区农业科学院花卉研究所提供，蝴蝶兰品种见表1，不同光源具体参数见表2。实验在广西壮族自治区农业科学院花卉研究所观赏植物研发推广中心完成。

表1 不同蝴蝶兰品种的主要特性Table1 Main characteristics of different Phalaenopsis ssp.cultivars

表2 不同LED光源的主要技术参数Table2 Major technique parameters of different LED illuminants

1.2 培养条件

培养条件：温度（25±1）℃、光照时间12～14 h·d-1。

1.3 方 法

1.3.1 不同LED光源连续性照射对蝴蝶兰增殖培养的处理

将3个不同品种的蝴蝶兰切成单芽接种在增殖培养基中，置于不同的5种LED光源下进行连续培养，培养周期为45 d，观察蝴蝶兰的增殖情况，计算增殖系数，比较分析该处理对蝴蝶兰增殖培养的影响。

1.3.2 不同LED光源间歇性照射对蝴蝶兰增殖培养的处理

将3个不同品种的蝴蝶兰切成单芽接种在增殖培养基中，先在T5-白光下培养1个周期（45 d），然后转入其他4个不同的光源下再培养1个周期（45 d），如此往复培养4个周期（180 d），观察蝴蝶兰的增殖情况，计算增殖系数，比较分析该处理对增殖培养的影响。

1.3.3 不同LED光源连续性照射对蝴蝶兰壮苗培养的处理

将具有2～4片叶片、高约为3.5～5 cm的3个不同品种的蝴蝶兰组培苗接种在壮苗培养基中，置于不同的光源下进行连续培养，培养周期45 d，观察蝴蝶兰的生根、植株生长情况，计算生根率，比较分析该处理对蝴蝶兰壮苗培养的影响。

1.3.4 不同LED光源间歇性照射对蝴蝶兰壮苗培养的处理

将具有2～4片叶片、高约为3.5～5 cm的3个不同品种的蝴蝶兰组培苗接种在壮苗培养基中，先在T5白光下培养一个周期（45 d），然后转入其他4个不同的光源再培养一个周期（45 d），如此往复培养4个周期（180 d），观察蝴蝶兰的生根、植株生长情况，计算生根率，比较分析该处理对蝴蝶兰壮苗培养的影响。

1.4 测定指标的计算

增殖系数=单芽数/接种芽数；

生根率（%）=生根数/接种数×100。

1.5 数据处理

每次接种单芽100个，每个实验重复3次。采用SPSS 19.0软件的Duncan’s方法检验不同处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同LED光源连续性照射对蝴蝶兰增殖培养的影响

不同LED光源连续性照射对蝴蝶兰增殖培养的影响情况见表3。由表3可知，于‘大辣椒’，不同LED光源连续照射对增殖率和增殖系数的影响不同：在T5-红蓝光与T8-红蓝光下的增殖率、增殖系数显著高于T5-白光、T5-暖白光及LED-暖白光，其中T5-红蓝光的最高，增殖率为91.33%，增殖系数为5.82，但与T8-红蓝光下的增殖率、增殖系数均无显著差异；对‘柳林黑玫瑰’，T8-红蓝光下的增殖率、增殖系数显著高于T5-白光和T5-暖白光下的，其增殖率为98.33%，增殖系数为5.33，但与T5-红蓝光下的增殖率、增殖系数均无显著差异，T5-红蓝光下的增殖系数与T5-白光、T5-暖白光及LED-暖白光下的增殖系数均存在显著差异；‘文景天使’在T5-红蓝光连续照射后，其增殖率与T8-红蓝光、T5-暖白光均无显著差异，但与T5-白光、LED-暖白光均存在显著差异，其增殖系数与T8-红蓝光、T5-白光、T5-暖白光及LED-暖白光均存在显著差异。由此可知，增殖率与增殖系数因品种、光源不同而不同，但是当光源为T5-红蓝光、T8-红蓝光时，有利于增殖率与增殖系数的增加。‘大辣椒’在T5-红蓝光或T8-红蓝光的连续照射下，其增殖率和增殖系数可显著提高，‘柳林黑玫瑰’在T8-红蓝光的连续照射下，其增殖率和增殖系数可显著提高，‘文景天使’在T5-红蓝光的连续照射下，其增殖率和增殖系数可显著提高。因此，在增殖培养过程中，对‘大辣椒’可采用T5-红蓝光或T8-红蓝光连续照射，对‘柳林黑玫瑰’可采用T8-红蓝光连续照射，对‘文景天使’可采用T5-红蓝光连续照射。

2.2 不同LED光源间歇性照射对蝴蝶兰增殖培养的影响

不同LED光源间歇性照射对蝴蝶兰增殖培养的影响情况见表4。由表4可知，‘大辣椒’在T5-红蓝光、T8-红蓝光间歇性照射后，增殖系数显著高于其他光源，但在T8-红蓝光下的增殖系数最高，为4.99；‘柳林黑玫瑰’在间歇性照射后，在各光源下的增殖率无显著差异，但各光源下的增殖系数有所不同，其中在T5-白光下的增殖系数低于其他光源， 在T5-红蓝光下的增殖系数最高，为5.20；‘文景天使’在间歇性照射后，在T5-红蓝光下的增殖率、增殖系数显著高于T5-白光，T5-红蓝光下的增殖率、增殖系数，分别为91.00%、4.26。由此说明，对于单一的白光照射来说，间歇性照射在一定程度上有利于增殖培养，但因品种不同而不同：‘大辣椒’在T5-红蓝光、T8-红蓝光的间歇性照射下，增殖系数显著提高，‘柳林黑玫瑰’在除LED-暖白光的其余光源的连续照射下，增殖系数显著提高，‘文景天使’在T5-红蓝光的连续照射下，增殖系数显著提高。因此，在增殖培养过程中，对‘大辣椒’可采用T5-红蓝光或T8-红蓝光的间歇性照射，对‘柳林黑玫瑰’可采用T5-红蓝光的间歇性照射，对‘文景天使’可采用T5-红蓝光的间歇性照射。

表3 不同LED光源连续性照射对3个蝴蝶兰品种增殖培养的影响†Table3 Effects of continuous irradiation with different LED illuminants on multiplication culture of 3 Phalaenopsis ssp. cultivars

表4 不同LED光源间歇性照射对3个蝴蝶兰品种增殖培养的影响Table4 Effects of intermittent irradiation with different LED illuminants on multiplication culture of 3 Phalaenopsis ssp. cultivars

2.3 不同LED光源连续性照射对蝴蝶兰壮苗培养的影响

不同LED光源连续性照射对蝴蝶兰壮苗培养的影响情况见表5。由表5可知，‘大辣椒’在壮苗培养中，经过T5-红蓝光、T8-红蓝光、T5-暖白光、LED-暖白光连续照射后，其生根率、每株平均根数均有显著提高，其中，以T5-红蓝光提高得最多，生根率为97.33%，每株平均根数为3.60，每株平均叶片数虽然比T8-红蓝光下的少，但两者间无显著差异。在‘柳林黑玫瑰’的壮苗培养中，T5-白光下的生根率、每株平均根数显著低于其他光源下的， T5-红蓝光下的生根率、每株平均根数最高，分别为98.00%、3.95，但各光源间的每株平均叶片数无显著差异。‘文景天使’在进行壮苗培养时，T5-红蓝光、T8-红蓝光下的生根率显著高于其他光源的，T5-红蓝光下的每株平均根数显著高于T5-白光、LED-暖白光，各光源间的每株平均叶片数无显著差异。由此表明，在壮苗培养中，对‘大辣椒’可采用T5-红蓝光或T8-红蓝光连续照射，对‘柳林黑玫瑰’可采用T5-红蓝光连续照射，对‘文景天使’可采用T5-红蓝光连续照射。

2.4 不同LED光源间歇性照射对蝴蝶兰壮苗培养的影响

不同LED光源间歇性照射对蝴蝶兰壮苗培养的影响情况见表6。由表6可知，5种光源间歇性照射对‘大辣椒’壮苗培养的生根率的影响无显著差异，但在T5-红蓝光、T8-红蓝光间歇性照射下的每株平均根数、每株平均叶片数显著高于T5-白光的，其中，T5-红蓝光间歇性照射下的最高；‘柳林黑玫瑰’在壮苗培养中，5种光源间歇性照射下的每株平均叶片数的差异不显著，但在T5-红蓝光间歇性照射下的生根率、每株平均根数显著高于T5-白光的，分别为100.00%、2.85；‘文景天使’在壮苗培养中，5种光源间歇性照射下的每株平均叶片数的差异不显著，但T5-白光下的生根率、每株平均根数显著少于其余4种光源的，其中生根率、每株平均根数以T5-红蓝光间歇性照射的最高，分别为94.33%、2.68。由此表明，在壮苗培养中，3个品种均可采用T5-红蓝光间歇性照射。

表5 不同LED光源连续性照射对3个蝴蝶兰品种壮苗培养的影响Table5 Effects of continuous irradiation with different LED illuminants on seedling strengthening culture of3Phalaenopsis ssp. cultivars

表6 不同LED光源间歇性照射对3个蝴蝶兰品种壮苗培养的影响Table6 Effects of intermittent irradiation with different LED illuminants on seedling strengthening culture of3Phalaenopsis ssp. cultivars

2.5 2种照射方式对蝴蝶兰增殖培养的影响

2种照射方式对蝴蝶兰增殖培养的影响情况见表7。由表7可知，对同一品种，不同的照射方式对增殖培养的影响不同，通过方差分析可知，对‘大辣椒’和‘柳林黑玫瑰’的2种照射方式间无显著差异，而对‘文景天使’的2种照射方式的区别主要体现在：连续性照射的增殖率显著高于间歇性照射的。由此说明，在增殖培养过程中，对‘大辣椒’采用连续性的T5-红蓝光或连续的T8-红蓝光的照射更有利，采用T5-红蓝光和T5-白光间隔照射或T8-红蓝光和T5-白光间隔照射也有利；对‘柳林黑玫瑰’采用连续性的T8-红蓝光照射更有利，采用T5-红蓝光和T5-白光间隔照射或T8-红蓝光和T5-白光间隔照射也有利；对‘文景天使’采用连续性的T5-红蓝光照射更有利。

表7 2种照射方式对3个蝴蝶兰品种增殖培养的影响Table7 Effects of different irradiation methods on multiplication culture of3Phalaenopsis ssp. cultivars

2.6 2种照射方式对蝴蝶兰壮苗培养的影响

2种照射方式对蝴蝶兰壮苗培养的影响情况见表8。由表8可知，同一品种的2种照射方式的生根率、每株平均叶数均无显著差异，但每株平均根数有所差异，连续照射后的每株平均根数均显著高于间歇性照射的每株平均根数。综上分析可得，‘大辣椒’壮苗培养以T5-红蓝光或T8-红蓝光的连续性照射更有利于根条数的增加，‘柳林黑玫瑰’和‘文景天使’则以T5-红蓝光连续性照射更有利于根条数的增加。

表8 2种照射方式对3个蝴蝶兰品种壮苗培养的影响Table8 Effects of different irradiation methods on seedling strengthening culture of3Phalaenopsis ssp. cultivars

3 讨论与结论

光源在组织培养中是必不可少的，但光源、光质的不同对植物的生长影响也有所不同。如红光有利于结球甘蓝[15]和吊石苣苔[16]的不定芽增殖，单色红光能使蝴蝶兰生根培养中的植株徒长，而单色蓝光能使蝴蝶兰生根培养中的根系活力最高[13]。除了单一光色处理对植株有显著影响外，红蓝复合光对植物组培中植株的生长也有影响：红蓝光比为3∶1时高山杜鹃的芽再生率最高[17]；红蓝光比为4∶1时甘蔗的不定芽数量最多[18]；壮苗培养中，毛地黄在LED红蓝复合光下生长健壮[19]；一种双蝴蝶属组培植物在LED红蓝复合光照下，植物的根系明显好于单色LED和荧光灯处理[20]；草莓组培苗[21]或白鹤芋组培苗[22]的叶片数、根数在红蓝光比为7∶3时最多。由本实验可知：在增殖培养过程中，对‘大辣椒’采用连续性的T5-红蓝光或T8-红蓝光的光源更有利，将T5-红蓝光或T8-红蓝光和T5-白光进行间隔照射也有利于‘大辣椒’增殖系数的提高；对‘柳林黑玫瑰’采用T8-红蓝光连续性照射或T5-白光和T5-红蓝光间隔照射或T5-白光和T8-红蓝光间隔照射更有利，对‘文景天使’采用T5-红蓝光的连续性照射更有利；而在壮苗培养过程中，对‘大辣椒’采用T5-红蓝光或T8-红蓝光连续性照射为宜，对‘柳林黑玫瑰’和‘文景天使’采用T5-红蓝光连续性照射为宜。T5-红蓝光与T8-红蓝光的光质比均为红蓝光比为4∶1，由此表明红蓝光比为4∶1时更有利于组培苗的增殖培养以及壮苗培养。这又一次验证了LED红蓝复合光对组培植物的生长发育有积极影响，但同时也说明了LED红蓝光组合的配比因不同组培植物而不同，因为不同的植物对光质配比的敏感性不同，适应性也有所不同。

在本实验中，照射方式采用了连续性照射和间歇性照射的2种方式，研究得出在增殖培养中，对‘大辣椒’和‘柳林黑玫瑰’采用连续性照射和间歇性照射均可，而对‘文景天使’仅适宜采用连续性照射；在壮苗培养中，3个品种均以连续性照射为宜。由此说明光源的协同性或间歇性因植物不同而不同，总体上，协同性的效果比间歇性的效果好，如本实验中的壮苗培养，这和Rueychi和Wei在研究马铃薯组培苗协同光照控制优于交替间歇光照控制[23]的结论是一致的。

本研究仅在3个蝴蝶兰品种中开展了相关实验，蝴蝶兰的品种繁多，还应当找出适用于多数蝴蝶兰组织培养的LED通用光源，为蝴蝶兰今后的生产提供基础。实际上，LED光源对组培苗移栽后的生长也有一定的影响，下一步将对经过LED光源照射后的组培苗移栽生长情况也要进行研究，以探讨LED光源对蝴蝶兰植株生长的影响。

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