不同LEDs光质对黄秋葵组培苗生理特性的影响

摘要" 为筛选适合黄秋葵组培苗的最优光质，以黄秋葵品种五福为试验材料，采用单因素随机区组设计试验，将其顶芽外植体（1.5 cm）接种到1/2 MS基本培养基上，分别转入荧光灯（CK）、蓝光（B）、红光（R）、黄（Y）、绿（G）和远红光（FR）下进行光照射处理，测定其鲜样质量、干样质量，根系活力，叶绿素a等光合色素含量，超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶活性，以及蔗糖等碳水化合物含量。结果表明，各光质处理下，黄秋葵组培苗的鲜样质量和干样质量变化趋势较一致，以B处理最大，分别为2.54 g和0.46 mg；B处理下幼苗的根系活力最强；B处理的组培苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量均最高，分别为1.09、0.48、1.47和0.38 mg/g，CK处理下叶绿素a/b含量较高；叶片中SOD和过氧化物酶（POD）的活性在B处理下最大，分别为362.75和189.69 U/（g·min）；叶片中蔗糖、淀粉、可溶性糖和可溶性总糖含量以R处理最高。综上，单色蓝光处理能有效提高黄秋葵鲜样质量、干样质量、根系活力和叶片中光合色素的含量，单色红光和单色蓝光处理均可促进叶片中蔗糖等碳水化合物的积累。因此，可采用单色蓝光作为黄秋葵离体培养的单色光质。本研究为黄秋葵离体快繁中光质的利用提供参考。

关键词" 光质；黄秋葵；组培苗；生理特性；离体培养

中图分类号" S649"""""" 文献标识码" A"""""" 文章编号" 1007-7731（2025）01-0039-05

DOI号" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.009

Effects of different LEDs light quality on physiological characteristics of Abelmoschus esculentus tissue culture seedlings

Abstract" To select the optimal light quality suitable for tissue culture seedlings of Abelmoschus esculentus， Wufu variety was used as experimental material， and a single factor randomized block design experiment was carried out. The terminal bud explants （1.5 cm） were inoculated on 1/2 MS basic medium. Under fluorescent （CK）， blue （B）， red （R）， yellow （Y）， green （G） and far red （FR） light irradiation， fresh sample weight， dry sample weight， root activity， photosynthetic pigment content such as chlorophyll a， antioxidant enzyme activity such as SOD and carbohydrate content such as sucrose were determined. The results showed that under each light quality treatment， the change trend of fresh weight and dry weight was consistent， and B treatment was the highest， which were 2.54 g and 0.46 mg， respectively. The root activity of seedlings under B treatment was the highest. The chlorophyll a， chlorophyll b， total chlorophyll， and carotenoid contents of tissue culture seedlings treated with B were the highest， which were 1.09， 0.48， 1.47， and 0.38 mg/g， respectively， and the chlorophyll a/b contents under CK treatment were higher. The activities of SOD and POD in leaves were the highest under B treatment， which were 362.75 and 189.69 U/ （g·min）， respectively. The contents of sucrose， starch， soluble sugar， and total soluble sugar in leaves were the highest under R treatment. In conclusion， monochrome blue light treatment can effectively improve the quality of fresh samples， dry samples， root activity， and photosynthetic pigment content in leaves; both monochrome red and blue light treatment can promote the accumulation of carbohydrates such as sucrose in leaves. Therefore， the monochromatic blue light can be used as the monochromatic light quality in vitro culture of Abelmoschus esculentus. This study provides references for the utilization of light in the rapid propagation of Abelmoschus esculentus in vitro.

Keywords" light quality; Abelmoschus esculentus; tissue culture seedlings; physiological characteristics; in vitro culture

秋葵（Abelmoschus esculentus）是锦葵科的一年生草本植物，广泛种植于热带和亚热带地区，其具有较高的食用和药用价值[1]。秋葵品种改良主要依靠引种和人工制种，随着对秋葵杂种种苗需求的增加，利用离体快速繁殖技术保存其杂种优势资源成为研究重点之一[2]。在植物离体快繁中，光质对植物外植体的形态建成起着关键作用。目前，植物离体快繁主要使用荧光灯作为人工光源，但其生物能效低，且光谱中可能包含对植物生长不利的波段[3]。

随着农业科技水平的提升和组培技术的普及，新型节能高效光源对植物的调控作用成为研究的热点。LEDs是一种新型节能半导体光源，能通过蓝光、红光、黄光、绿光和远红光等光源组合，实现光环境的人工调控[4]。相关学者对LEDs光源在植物离体快繁上的应用进行了研究，如李茹等[5]研究表明，LED光质红蓝绿复合光有利于铁皮石斛组培苗在瓶内开花，开花率较高；冼康华等[6]研究认为，日光灯照射10 h/d处理有利于金线莲组培苗株高、茎粗和鲜重等的提高。杨贞等[7]研究发现，不同光质对彩色马蹄莲组培苗形态指标和生理特性的影响存在差异，红蓝光组合R/B（2/1）是该组培苗繁育和生长的最适光质。光质显著影响组培苗的生长和生理特性，但不同植物对光质的反应呈现多样性。虽然荧光灯在离体快繁中被广泛应用，但关于LEDs单色光质对秋葵组培苗的研究有待进一步探讨。本试验采用荧光灯（CK）、蓝光（B）、红光（R）、黄光（Y）、绿光（G）和远红光（FR）6种不同的单色光质，对黄秋葵组培苗进行光照射处理，测定其鲜样质量、干样质量，根系活力，叶绿素a等光合色素含量，超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）等抗氧化酶活性，以及蔗糖等碳水化合物含量，寻找适合黄秋葵离体培养的优质光源，为有效筛选并利用新型人工光源，优化黄秋葵离体培养体系及植物离体培养中新型光源的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以黄秋葵品种五福为试验材料。利用流水冲洗黄秋葵种子1.5 h，75%无水乙醇处理30 s，0.15%升汞处理10 min，无菌水反复冲洗5～6次。然后将消毒后的种子转入MS基本培养基（30 g/L蔗糖和6 g/L的琼脂粉），培养至子叶展平。

1.2 试验处理

使用黄秋葵顶芽（1.5 cm）作为外植体，在1/2 MS基本培养基上进行接种。试验采用单因素随机区组设计，在荧光灯（CK）、蓝光（B）、红光（R）、黄光（Y）、绿光（G）和远红光（FR）（飞利浦照明工业有限公司）6种不同光质下照射处理。照射光照强度设置为45 μmol/（m2·s），光周期12 L∶12 D，培养周期30 d，设定温度25～26 °C，湿度55%～60%，每个处理设置60瓶，每瓶3株苗，试验重复3次。

1.3 测定指标与方法

幼苗培养30 d后，测定其鲜样质量，并在烘干后测定干样质量；根系活力通过TTC（2，3，5-三苯基氯化四氮唑）法测定；叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量采用80%丙酮提取法测定；SOD的活性通过氮蓝四唑法测定；POD的活性采用愈创木酚法测定；可溶性糖和淀粉的含量通过蒽酮比色法测定；蔗糖的含量采用水合茚三酮比色法测定；可溶性总糖的含量为可溶性糖、蔗糖和淀粉含量的总和[8-10]。

1.4 数据分析

数据处理使用Microsoft Excel 2019软件，利用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析，利用Tukey法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 对黄秋葵组培苗生物量的影响

由图1可知，不同光质处理下黄秋葵组培苗的鲜样质量和干样质量变化趋势较一致，以B处理鲜样和干样质量最高，为2.54 g和0.46 mg，较CK分别增加61.78%和58.62%，差异具有统计学意义（Plt;0.05）；其次为R处理，分别为2.26 g和0.41 mg，较CK处理分别增加43.95%和41.38%。Y和G处理的鲜样质量与CK处理差异无统计学意义（Pgt;0.05），FR处理的鲜样和干样质量较CK分别减少了12.10%和10.34%，差异具有统计学意义（Plt;0.05）。说明蓝光处理对黄秋葵组培苗生物量的积累具有明显的促进作用。

2.2 对黄秋葵组培苗根系活力的影响

由图2可知，B处理黄秋葵组培苗的根系活力最强，为189.81 mg/（g·h），较CK处理增加47.43%，其次为R处理，较CK处理增加34.66%，二者与CK处理差异具有统计学意义（Plt;0.05）。说明蓝光处理明显增强了黄秋葵组培苗的根系活力。

2.3 对黄秋葵组培苗色素含量的影响

由图3可知，不同光质处理的黄秋葵组培苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量趋势较为一致，Y和G处理对组培苗色素含量的影响基本相同；B处理的组培苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量均最高，分别为1.09、0.48、1.47和0.38 mg/g，较CK分别增加10.10%、50.00%、12.21%和22.58%，差异具有统计学意义（Plt;0.05）。CK处理的叶绿素a/b含量最大，为3.09 mg/g，与其余处理差异具有统计学意义（Plt;0.05）。说明蓝光处理明显增加了黄秋葵组培苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量。

2.4 对黄秋葵组培苗抗氧化酶活性的影响

由图4A可知，B处理的黄秋葵组培苗叶片中SOD活性最高，为362.75 U/（g·min），较CK处理增加17.29%；R和Y处理较CK处理分别增加5.40%和2.20%，除G处理外，其余处理间差异均具有统计学意义（Plt;0.05）。

由图4B可知，B处理的叶片POD的活性最强，为189.69 U/（g·min），其次是R处理，二者较CK处理分别增加72.56%和61.66%，差异具有统计学意义（Plt;0.05）。说明蓝光和红光处理均有利于黄秋葵组培苗叶片SOD和POD的活性增强，以蓝光处理效果较好。

2.5 对黄秋葵组培苗碳水化合物含量的影响

由图5A可知，不同光质对黄秋葵组培苗蔗糖和淀粉含量的影响基本相同。R处理的叶片蔗糖含量最高，为5.90 mg/g，其次为B处理，二者较CK处理分别增加109.96%和82.92%，与其余处理间差异均具有统计学意义（Plt;0.05）；R处理叶片淀粉含量最高，为2.83 mg/g，其次是B处理，二者较CK处理分别增加272.37%和217.11%，与CK处理差异均具有统计学意义（Plt;0.05）。

由图5B可知，叶片可溶性糖和可溶性总糖含量的变化趋势相似，以R处理最高，其含量分别为52.06和60.79 mg/g，较CK处理分别增加了58.04%和66.50%，各处理与CK处理差异均具有统计学意义（Plt;0.05）。结果显示，红光和蓝光处理均能促进黄秋葵组培苗叶片中碳水化合物含量的积累。

3 结论与讨论

本研究发现，单色蓝光处理下黄秋葵组培苗的鲜样质量、干样质量较大，根系活力较强，较荧光灯（CK）处理增加了61.78%、58.62%和47.43%。单色蓝光对黄秋葵组培苗生物量的积累和根系活力的增强有促进作用。综合来看，不同植物对光谱的生物学响应存在差异。杨俊杰等[11]研究发现，蓝光处理能显著提高香蕉组培苗植株的干重；Kurilčik等[12]研究表明，蓝光对菊花试管苗的生物量积累有明显的促进作用；雒佳铭等[13]研究认为，蓝光处理下马铃薯受旱植株的根长增加。本试验结果与以上结果一致。

光质对黄秋葵组培苗的抗氧化酶活性产生不同程度的影响。试验表明，单色蓝光和红光处理均能增强黄秋葵组培苗叶片中SOD和POD的活性，以蓝光处理效果较好。苏俊等[3]研究发现，蓝光处理的烟草组培苗叶片SOD活性较高，POD活性降低。郝俊江等[14]研究表明，灵芝POD的活性在红光和蓝光处理下有所提高。本试验结果与此基本一致。王立华等[15]研究提出，POD和SOD是生物体内主要的保护酶，其具有清除自由基、保持膜系统完整性和减轻不良环境对生物的伤害等功能。因此，本研究认为，单色蓝光处理下黄秋葵组培苗较高的SOD和POD活性可能有利于其适应环境，进而促进幼苗的生长。

王丹等[16]研究发现，蓝光处理有利于兰花可溶性糖含量的积累。杨贞等[7]研究表明，在红光处理下，彩色马蹄莲苗的可溶性总糖含量最低；而在蓝光处理下，淀粉含量最高。本试验表明，在单色红光处理下，黄秋葵组培苗叶片中的蔗糖、淀粉、可溶性糖和可溶性总糖含量均最大，说明红光对黄秋葵组培苗碳水化合物含量的积累促进效果较好。

综上，不同光质处理使黄秋葵组培苗在生物量、根系活力、光合色素含量、抗氧化酶活性和碳水化合物等生理指标上呈现出多样化的响应特征。单色蓝光处理能有效提高其鲜样质量、干样质量、根系活力和叶片中光合色素的含量，而单色红光和单色蓝光处理则明显促进了叶片中的蔗糖、淀粉、可溶性糖和可溶性总糖含量的积累。因此，在黄秋葵的离体培养中，单色蓝光可以作为首选光源。本研究为黄秋葵离体培养的光调控提供参考。

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