光质对康乃馨组培苗生长的影响

仇学文 许建民 史金兰 郑荣晶 杨海明 滕向东

摘 要：该文以‘马斯特康乃馨组培苗为试材，以荧光灯为对照（CK），采用LED为光源，研究红光、蓝光和不同红蓝复合光处理下，光质对康乃馨组培苗生长和生理的影响。结果表明：（1）康乃馨组培苗的株高最高在红光处理下最高，蓝光处理下最低，红蓝1∶3的株高明显高于荧光对照处理；单色光处理下根数显著高于对照处理。（2）蓝光处理下叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量显著高于其他处理，蓝光能增加康乃馨组培苗光合色素的含量；复合光质处理和对照荧光灯处理下叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量没有显著差异；（3）红蓝3∶1处理下，可溶性糖含量和游离氨基酸含量最高；蓝光处理下蔗糖含量最高；红蓝1∶3处理下，游离氨基酸的含量最低；红光下可溶性蛋白最高。LED光源的的光质组合可以作为康乃馨组培苗育苗的光质。

关键词：光质；康乃馨；生长

中图分类号 S681 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）09-0045-03

The Effects of Light Quality on the Growth of Carnation in Vitro

Qiu Xuewen et al.

（Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry，Zhenjiang 212400，China；Jiangsu Engineering and Technology Center for Modern Horticulture，Zhenjiang 212400，China）

Abstract：The "Master" carnation seedlings were selected as materials.Effect of light quality on carnation plantlets growth and physiology under fluorescent lamp（CK），using LED as light source，red light，blue light and red blue light under different composite processing research were studied.The results showed that：（1）the height of carnation plantlets was the tallest under the red light and the lowest under blue light.Plantlets height under 1：3 red and blue were significant higher than CK.Root numbers under single light treatments was significantly higher than control.（2）Under the blue light，chlorophyll a，chlorophyll b and carotenoid content was significantly higher than other treatments.Blue light increased the content of photosynthetic pigments；there was no significant difference between the treatment and control of composite light under fluorescent lights on chlorophyll a，chlorophyll b and carotenoid content.（3）The content of soluble sugar and free amino acid content was the highest and free amino acid was lowest under treatment of red and blue 3：1；sucrose content was the highest under blue light；the red and blue 1：3；soluble protein is the highest under the red light.LED light source light combination can be used as breeding of carnation plantlets.

Key words：Light quality；Carnation；Growth

康乃馨（Dianthus caryophyllus），又名香石竹，是石竹科石竹屬常绿亚灌木，因茎叶清秀，花型端庄大方，芳香清幽，与月季、菊花和唐菖蒲并称为四大切花。康乃馨的繁殖分有性繁殖和无性繁殖，有性繁殖由于结子率低，种子性状分离变异大，且幼苗生长缓慢，因此在生产上很少应用；无性繁殖主要通过压条繁殖和扦插繁殖，但长期无性繁殖过程中容易病毒积累，花型变小，影响品质，目前已通过组培脱毒技术来生产种苗。

光环境对植物生长发育至关重要，植物的形态建成、光合作用、新陈代谢以至基因的表达都受到光环境的调控。光环境对植物的调控主要表现在光强、光质和光周期3个方面，其中光质是最新的研究热点，因为随着科技的进步和新型技术在农业方面的应用，人们对植物生长过程中光源的利用已经突破了太阳光的限制，荧光灯、钠灯、镝灯等人工光源在农业生产中的应用已经成为环境控制植物生长发育的重要手段。但是这些光源很难做到单色光质，对研究不同光质对植物生长的影响有所限制。发光二极管（Light Emitting Diode，LED）的出现为解决这一问题提供了契机，LED光源具有体积小、性能稳定、波长固定，光电转化效率高等优势，为研究光质对植物生长发育提供了巨大的发展空间。

近年来，有学者研究了不同光质对三七[1]、花生[2]、大豆[3]、紫背天葵[4]、黄瓜[5]等幼苗生长的影响；也有学者研究了光质对菊花组培苗[6]、大花蕙兰组培苗[7]和蝴蝶兰组培苗[8]等多种花卉组培苗生长的影响。普遍的研究结果表明：红光和蓝光对植物的生长发育有积极影响，尤其是红蓝组合对植物的生长发育尤为明显，但不同的植物所需的红蓝光质配比不一，因此要对每种植物进行单独的研究。研究光质对康乃馨组培苗的生长影响，可以为设施栽培光环境的调控提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计 供试康乃馨由江苏农林职业技术学院组培中心提供，品种名称为“马斯特”。将康乃馨接种于MS培养基上，每瓶接种10株，然后将其放置于光强为50μmol·m-2·s-1，红、蓝、红蓝1∶3、红蓝1∶1和红蓝3∶1的LED面板光源下，调节电流和占空比，保证光源的一致性。培养温度25℃，光周期12h·d-1。同时设置荧光灯为对照，28d后测定数据。

1.2 测定项目与方法 用直尺测定茎长，用游标卡尺测定茎粗；电子天平测定地上部和地下部鲜重，85℃烘箱烘干至恒重后测定干重；并计数每种处理下茎段数。叶绿素的测定用80%丙酮过夜提取测定；蒽酮比色法测定可溶性糖含量；间二苯酚法测定蔗糖含量；游离氨基酸含量的测定采用茚三酮法；高氯酸加蒽酮法测定淀粉含量；酮做对照调0。可溶性蛋白的测定采用考马斯亮蓝法；60%硫酸消煮纤维素后蒽酮法测定纤维素含量

2 结果与分析

2.1 光质对康乃馨组培苗生长的影响 从表1可知，同其他处理相比，红光处理下，康乃馨组培苗的株高最高，是蓝光的2.08倍，复合光处理下，红蓝1∶3的株高明显高于荧光对照处理；单色光处理下根数显著高于对照处理，红蓝1∶1复合光处理下根数最多；红光处理下康乃馨组培苗的茎段数最多，明显高于其他处理下的，但是其茎粗缺较细，显著低于藍光和其他复合光处理。

从表2可知，红蓝1∶1和红蓝3∶1的复合光有利于康乃馨组培苗的生物质积累，其鲜重和干重较高，蓝光和红光相比，其干鲜比较高，证明蓝光可以积累更多的干物质。

2.2 光质对康乃馨组培苗光合色素含量的影响 从表3可知，蓝光处理下叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量显著高于其他处理，分别是红光的1.79倍、2.0倍、1.75倍，说明蓝光能增加康乃馨组培苗光合色素的含量；几种复合光质处理和对照荧光灯处理下叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量没有显著差异。

2.3 光质对康乃馨组培苗光合产物的影响 康乃馨组培苗在不同光质下其光合产物含量差异明显，红蓝3∶1处理下，可溶性糖含量和游离氨基酸含量最高；蓝光处理下蔗糖含量最高，是荧光灯对照处理的2倍；红蓝1∶3和红蓝1∶1处理下淀粉含量相对于其他处理较高，红蓝1∶3处理下，游离氨基酸的含量最低；红光下可溶性蛋白最高；纤维素的含量在荧光灯对照下最高，LED处理中红光的纤维素含量也较高。

3 讨论

目前已有很多关于单色光或复合光对组培苗生长发育及生理生化特性的研究报道，主要的光质是红、蓝、绿和黄4种单色光，复合光的研究主要集中于红蓝复合光，因为红蓝光谱和叶绿素的吸收光谱一致。

3.1 光质对康乃馨组培苗生长的影响 光质对植物的形态建成有重要影响。本文研究发现康乃馨试管苗在红光下株高的值最大，但是茎粗最小，这证明康乃馨试管苗在红光下发生徒长，蓝光处理下康乃馨的株高最低，但是茎粗最大，根数也相对较多，证明蓝光可以是康乃馨组培苗矮壮；与前人在菊花组培苗[6]、蝴蝶兰组培苗[8]的研究结果一致。在株高、根数和茎段数几个指标方面，红蓝复合光明显优于荧光灯对照，这说明荧光灯不适合康乃馨组培苗的生长，这与李慧敏在陆地棉组培苗的实验结果一致[9]，主要是由于荧光灯中含有许多无用的光谱，这些光谱对康乃馨组培的生长产生了抑制作用。本试验中发现红蓝1∶1的复合光其干鲜重比其他几种光质处理高，证明这种光质配比有利于康乃馨组培苗干物质的积累。

3.2 光质对康乃馨组培苗光合色素的影响 已有很多的研究证明蓝光可以比红光产生更多的光合色素含量，也有一些研究报道红光较蓝提高了叶片中的绿素含量[10-11]，本试验中蓝光的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量都是蓝光下最高，与陈星星[12]对白掌研究结果相反，而魏星[6]在对菊花的研究显示红光有利于叶绿素b的合成，蓝光有利于叶绿素a的合成。与周锦业[13]对金线莲和戴娇艳[8]对蝴蝶兰的研究结果一致；类胡萝卜除了作为光合用的辅助色素，在保护器官免于遭受破坏性氧化过程中也具有重要意义，本试验中蓝光下的类胡萝卜素含量也是最高，而红蓝复合光和荧光对照处理之间无显著差异，与王丹[14]对碧玉兰、陈光彩[15]对香蕉的研究结果不一致。可能是不同的植物对光质的需求和其起源地不同。

3.3 光质对康乃馨组培苗光合产物的影响 不同光谱能量对康乃馨试管苗的碳氮代谢具有重要影响。常宏等认为红光促进了马铃薯组培苗碳水化合物的积累，生物量增加较多；蓝光有利于蛋白质的合成和运输[16]。魏星[6]等对菊花的研究也有此发现。在本次实验中发现，红光处理下蔗糖、可溶性蛋白和纤维素含量较高，其余可溶性糖含量、游离氨基酸含量和淀粉含量等光合产物都是在复合光处理下较高，这与张欢对番茄和莴苣幼苗的研究结果相一致，证明光合产物的合成需要2种以上的复合光。但各种最高值处在不同的配比之间，因此还需进一步研究红蓝光质的配比，或在2种配比的基础上加入新的光质。

参考文献

[1]罗美佳，夏鹏国，齐志鸿，等.光质对三七生长、光合特性及有效成分积累的影响[J].中国中药杂志，2014，04：610-613.

[2]闫萌萌，王铭伦，王洪波，等.光质对花生幼苗叶片光合色素含量及光合特性的影响[J].应用生态学报，2014，02：483-487.

[3]张勇，叶芝兰，杨峰，等.不同光质配比对大豆幼苗形态及光合生理参数的影响[J].中国油料作物学报，2014，03：343-348.

[4]任锦，郭双生，杨成佳，等.紫背天葵在不同二氧化碳浓度和LED光质条件下的抗氧化应激能力研究[J].航天医學与医学工程，2014，02：122-128.

[5]崔瑾，马志虎，徐志刚，等.不同光质补光对黄瓜、辣椒和番茄幼苗生长及生理特性的影响[J].园艺学报，2009，05：663-670.

[6]魏星，顾清，戴艳娇，等.不同光质对菊花组培苗生长的影响[J].中国农学通报，2008，12：344-349.

[7]郭莹，李海燕，阮氏月，等.LED不同光质对大花蕙兰‘爱神×虎雪兰‘霞光杂交组培苗叶绿素含量的影响[J].北方园艺，2015，18：77-80.

[8]戴艳娇，王琼丽，张欢，等.不同光谱的LEDs对蝴蝶兰组培苗生长的影响[J].江苏农业科学，2010，05：227-231.

[9]李慧敏.不同光源对棉花、油菜和不结球白菜组培苗与实生苗生长的影响[D].南京：南京农业大学，2012.

[10]邢泽南，张丹，李薇，等.光质对油葵芽苗菜生长和品质的影响[J].南京农业大学学报，2012，03：47-51.

[11]江明艳，潘远智.不同光质对盆栽一品红光合特性及生长的影响[J].园艺学报，2006，02：338-343.

[12]陈星星，杨会芳，何松林.新型光源冷阴极荧光灯（CCFL）下白掌组织培养[J].中国农学通报，2015，13：139-143.

[13]周锦业，丁国昌，何荆洲，等.不同光质对金线莲组培苗叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响[J].农学学报，2015，05：67-72.

[14]王丹，杨爱宽，李光宏，等.LED光质对碧玉兰×独占春组培苗生理生化影响[J].北方园艺，2014，16：61-66.

[15]陈光彩.LED光源下香蕉和桉树组培苗的生根培养[D].湛江：广东海洋大学，2015.

[16]常宏，王玉萍，王蒂，等.光质对马铃薯试管薯形成的影响[J].应用生态学报，2009，08：1891-1895. （责编：张宏民）