LED光质对‘都克’蓝莓组培苗增殖与生根的影响_杨艳敏.pdf

中国果树 2021 7 48 5048 本文于 2020 08 27 收到 2020 11 10 收到修改稿 辽宁省科技特派项目 2020JH5 10400045 一带一路 联合实验室 2020JH2 10500005 国家自然科学基金项目 31701881 辽宁省重点 实验室 2020JH13 10200051 辽宁省农业科学院学科建设计划 2019DD164924 杨艳敏电话 15940722119 E mail yymzcb 刘成为通信作者 电话 13940711808 E mail s tevecliu DOI 10 16626 ki issn1000 8047 2021 07 010 LED 光质对 都克 蓝莓组培苗增殖 与生根的影响 杨艳敏 1 刘有春 1 魏 鑫 1 王 莉 1 李 阳 2 罗梅秀 2 刘 成 1 1 辽宁省果树科学研究所 营口 115009 2 福建省中科生物股份有限公司 摘 要 以 都克 蓝莓为试验材料 探究 LED 光质对蓝莓组培苗生长和增殖 生根的影响 探索有利于提 高蓝莓组培育苗效率的较佳光质 结果表明 红光处理的蓝莓株高较高 但鲜干重较低 长势纤弱 蓝光处理使 蓝莓组培苗矮壮 含蓝光比例高的处理不利于蓝莓组培苗增殖和生根 在 R 红光 B 蓝光 4 29 基础上 添加 10 绿光处理的蓝莓组培苗整体长势较佳 且增殖倍数和生根率均显著高于对照荧光灯及其他光质处理 该 光质可推荐作为 都克 蓝莓组培育苗的较佳光质配方 关键词 LED 光质 蓝莓 组培 中图分类号 S663 9 文献标志码 A 文章编号 1000 8047 202 1 07 0048 03 蓝莓学名越橘 Vaccinium corymbosum 为 杜 鹃花科 Ericaceae 越橘属 Vaccinium 多年生落 叶或常绿灌木 1 果实酸甜可口 富含花青素 在 改善视力 抗氧化和增强免疫力等方面具有较好的 效果 2 深受市场欢迎 种植面积日渐扩大 对种 苗的需求量也逐渐增大 传统的种子繁殖和扦插繁 殖方式耗时长 效率低 要采用植物组织培养技术 来快速繁殖蓝莓种苗 蓝莓组培育苗生产中多数以 荧光灯为照射光源 但经前人多次试验发现 人工 光 LED 与荧光灯相比 具有光谱可调 光电转换率 高及节能等特点 3 在组培育 苗方面更具优势 如 王婷婷等试验表明 在 LED 红蓝光基础上添加适量 绿光的光照条件下 白及组培苗长势显著优于荧光 灯处理 4 王玉英等以百合组培苗为试验材料 研 究发现 LED 红蓝绿复合光较白色荧光灯更有利于 百合组培苗小子球增殖 5 李湘阳等也发现 LED 红 蓝混合光更适宜奇楠沉香组培苗的增殖培养 与普 通荧光灯处理相比存在显著差异 6 LED 半导体技 术发展已达到一定阶段 但 LED 光质在蓝莓组培育 苗方面的应用鲜有文献报道 主要有万如萌和潘美 娜研究了 LED 复合光质对蓝莓品种 莱格西 组培 苗生长发育 生理特性的影响 7 8 但缺乏较为系统 的光质处理布置 本研究以蓝莓品种 都克 为试 验材料 探究 LED 单色光质和复合光质对蓝莓组培 苗生长 增殖和生根的影响 以期为提高蓝莓组培 育苗效率提供借鉴 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试蓝莓品种为 都克 Duke 建立无菌组 培苗扩繁体系后 选取相同批次的组培苗进行 LED 光质试验 1 2 试验光源 试验 LED 光源由福建省中科生物股份有限公 司自主研发 设置 7 个 LED 光质处理 蓝光 B 绿光 G 红光 R 等 3 个单色光质处理 1R1BG 在 R B 1 00 基础上添加 10 绿光 2R1BG 在 R B 2 21 基础上添加 10 绿光 3R1BG 在 R B 3 29 基础上添加 10 绿光 4R1BG 在 R B 4 29 基础上添加 10 绿 光 等 4 个复合光质处理 以荧光灯为对照 CK 各处理不同光质光子数所 占比率见表 1 光 照 强 度 为 40 5 mol m 2 s 1 光周期 12 h d 1 3 试验方法 试验所用培养基是 都克 蓝莓最适增殖与生 根培养基 增殖培养基为 WPM 0 5 mg L ZT 0 1 杨艳敏 刘有春 魏 鑫 等 LED 光质对 都克 蓝莓组培苗增殖与生根的影响 49 本文于 2020 08 27 收到 2020 11 10 收到修改稿 辽宁 省科技特派项目 2020JH5 10400045 一带一路 联合实验室 2020JH2 10500005 国家自然科学基金项目 31701881 辽宁省重点 实验室 2020JH13 10200051 辽宁省农业科学院学科建设计划 2019DD164924 杨艳敏电话 15940722119 E mail yymzcb 刘成为通信作者 电话 13940711808 E mail stevecliu DOI 10 16626 ki issn1000 8047 2021 07 010 LED 光质对 都克 蓝莓组培苗增殖 与生根的影响 杨艳敏 1 刘有春 1 魏 鑫 1 王 莉 1 李 阳 2 罗梅秀 2 刘 成 1 1 辽宁省果树科学研究所 营口 115009 2 福建省中科生物股份有限公司 摘 要 以 都克 蓝莓为试验材料 探究 LED 光质对蓝莓组培苗生长和增殖 生根的影响 探索有利于提 高蓝莓组培育苗效率的较佳光质 结果表明 红光处理的蓝莓株高较高 但鲜干重较低 长势纤弱 蓝光处理使 蓝莓组培苗矮壮 含蓝光比例高的处理不利于蓝莓组培苗增殖和生根 在 R 红光 B 蓝光 4 29 基础上 添加 10 绿光处理的蓝莓组培苗整体长势较佳 且增殖倍数和生根率均显著高于对照荧光灯及其他光质处理 该 光质可推荐作为 都克 蓝莓组培育苗的较佳光质配方 关键词 LED 光质 蓝莓 组培 中图分类号 S663 9 文献标志码 A 文章编号 1000 8047 2021 07 0048 03 蓝莓学名越橘 Vaccinium corymbosum 为 杜 鹃花科 Ericaceae 越橘属 Vaccinium 多年生落 叶或常绿灌木 1 果实酸甜可口 富含花青素 在 改善视力 抗氧化和增强免疫力等方面具有较好的 效果 2 深受市场欢迎 种植面积日渐扩大 对种 苗的需求量也逐渐增大 传统的种子繁殖和扦插繁 殖方式耗时长 效率低 要采用植物组织培养技术 来快速繁殖蓝莓种苗 蓝莓组培育苗生产中多数以 荧光灯为照射光源 但经前人多次试验发现 人工 光 LED 与荧光灯相比 具有光谱可调 光电转换率 高及节能等特点 3 在组培育 苗方面更具优势 如 王婷婷等试验表明 在 LED 红蓝光基础上添加适量 绿光的光照条件下 白及组培苗长势显著优于荧光 灯处理 4 王玉英等以百合组培苗为试验材料 研 究发现 LED 红蓝绿复合光较白色荧光灯更有利于 百合组培苗小子球增殖 5 李湘阳等也发现 LED 红 蓝混合光更适宜奇楠沉香组培苗的增殖培养 与普 通荧光灯处理相比存在显著差异 6 LED 半导体技 术发展已达到一定阶段 但 LED 光质在蓝莓组培育 苗方面的应用鲜有文献报道 主要有万如萌和潘美 娜研究了 LED 复合光质对蓝莓品种 莱格西 组培 苗生长发育 生理特性的影响 7 8 但缺乏较为系统 的光质处理布置 本研究以蓝莓品种 都克 为试 验材料 探究 LED 单色光质和复合光质对蓝莓组培 苗生长 增殖和生根的影响 以期为提高蓝莓组培 育苗效率提供借鉴 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试蓝莓品种为 都克 Duke 建立无菌组 培苗扩繁体系后 选取相同批次的组培苗进行 LED 光质试验 1 2 试验光源 试验 LED 光源由福建省中科生物股份有限公 司自主研发 设置 7 个 LED 光质处理 蓝光 B 绿光 G 红光 R 等 3 个单色光质处理 1R1BG 在 R B 1 00 基础上添加 10 绿光 2R1BG 在 R B 2 21 基础上添加 10 绿光 3R1BG 在 R B 3 29 基础上添加 10 绿光 4R1BG 在 R B 4 29 基础上添加 10 绿 光 等 4 个复合光质处理 以荧光灯为对照 CK 各处理不同光质光子数所 占比率见表 1 光 照 强 度 为 40 5 mol m 2 s 1 光周期 12 h d 1 3 试验方法 试验所用培养基是 都克 蓝莓最适增殖与生 根培养基 增殖培养基为 WPM 0 5 mg L ZT 0 1 表 1 不同光质处理的光子数所占比率 处理 不同光质光子数所占比率 波峰 nm R B G B G R B 100 0 0 450 G 0 100 0 526 R 0 0 100 660 1R1BG 45 10 45 450 526 660 4 5 4 5 1 2R1BG 28 10 62 450 526 660 6 2 2 8 1 3R1BG 21 10 69 450 526 660 6 9 2 1 1 4R1BG 17 10 73 450 526 660 7 3 1 7 1 CK 白光 100 mg L IBA 6 g L 琼脂 30 g L 蔗糖 每个处理接种 10 瓶 每瓶接 2 cm 长的蓝莓茎段 6 丛 3 次重复 将转接完的试管苗置于不同光质培养架上进行培 养 60 d 后采集株高 叶片数 不定芽个数 单株 鲜重和干重以及增殖倍数等指标 生根培养基为 1 2WPM 0 3 mg L IBA 0 5 mg L NAA 3 8 g L 琼 脂 15 g L 蔗糖 每个处理接种 10 瓶 每瓶接 2 cm 长的蓝莓茎段 10 株 3 次重复 将转接完的试管苗 置于不同光质培养架上进行培养 60 d 后进行生根 率统计 1 4 数据统计分析 采用 Microsoft Excel 2016 对所测得的数据进行 整理和制图 并用 SPSS 22 0 进行多重比较和差异 显著性分析 图表中数据为平均值 标准差 2 结果与分析 2 1 不同光质对蓝莓组培苗长势的影响 从表 2 可以看出 LED 单色光质处理与 CK 比 较 B 处理和 G 处理的蓝莓组培苗各生长指标整体 无明显优势 但 B 处理的单株鲜重 2 47 g 最大 比 CK 高出 34 24 G 处理的株高较 CK 增加了 12 91 R 处理的株高 叶片数和不定芽数均显著 优于 CK 但在单株鲜干重方面显著低于 CK 反映 了红光处理的蓝莓组培苗较为纤弱 LED 复合光质 处理中 蓝莓组培苗长势整体表现为在添加 10 绿 光的基础上 红光比例越高 蓝光比例越低 组培 苗长势越好 除单株鲜重外 4R1BG 处理 的蓝莓组 培苗株高 5 83 cm 叶片数 14 94 片 不定芽 数 43 61 个 和单株干重 0 61 g 均最大 且均 与 CK 之间存在显著差异 表 2 不同光质处理对蓝莓组培苗长势的影响 处理 株高 cm 叶片数 片 不定芽数 个 单株鲜重 g 单株干重 g B 4 67 0 27 d 9 08 0 63 d 35 21 2 33 bc 2 47 0 17 a 0 49 0 03 b G 5 51 0 33 bc 9 44 0 50 d 34 61 1 81 c 2 04 0 12 c 0 42 0 02 c R 5 79 0 26 ab 13 32 0 71 ab 36 28 1 75 b 1 68 0 09 e 0 33 0 02 d 1R1BG 4 30 0 29 e 8 57 0 56 d 37 43 1 69 b 1 36 0 11 f 0 30 0 01 d 2R1BG 5 24 0 35 c 12 08 0 88 c 37 40 2 01 b 1 85 0 15 d 0 30 0 01 d 3R1BG 5 79 0 21 ab 12 40 0 97 bc 43 56 2 18 a 2 35 0 20 ab 0 46 0 03 bc 4R1BG 5 83 0 40 a 14 94 1 03 a 43 61 2 51 a 2 24 0 14 b 0 61 0 05 a CK 4 88 0 31 d 12 27 0 82 c 31 80 1 87 d 1 84 0 16 d 0 45 0 02 bc 注 同列数据后不同小写字母表示在 0 05 水平差异显著 2 2 不同光质对蓝莓组培苗增殖的影响 增殖倍数可以直观地反映出组培育苗效率 如 图 1 所示 LED 复合光质处理中 3R1BG 4R1BG 的蓝莓组培苗增殖倍数较高 分别为 5 32 5 28 倍 较 CK 分别提高了 28 50 2 7 54 且与 CK 及其 他 LED 光质处理之间差异均达显著水平 其次是 G 处理 增殖倍数为 4 86 倍 比 CK 高出 17 39 B 处理和 1R1BG 处理的增殖倍数相对较低 分别为 4 58 4 23 倍 表明蓝光比例较高的光质处理不利 于蓝莓组培苗 的增殖 2 3 不同光质对蓝莓组培苗生根的影响 c b bc d b a a d 0 1 2 3 4 5 6 7 B G R 1R1BG 2R1BG 3R1BG 4R1BG CK 增殖倍数 倍 光质处理 注 图上不同小写字母表示在 0 05 水平差异显著 下图同 图 1 不同光质处理对蓝莓组培苗增殖的影响 50 杨艳敏 刘有春 魏 鑫 等 LED 光质对 都克 蓝莓组培苗增殖与生根的影响 不同 LED 光质处理对蓝莓组培苗生根的影响 差异较大 图 2 LED 单色光质处理中 R 处理的 蓝莓组培苗生根率较高 与 CK B 处理 G 处理之 间均存在显著差异 而 G 处理的生根率与 CK 差异 不显著 B 处理的生根率最低 仅 45 13 含蓝光 比例较高的 1R1BG 处理的蓝莓组培苗生根率也较 低 为 44 28 与增殖的结果相似 不同 LED 复 合光质处理的生根率大小表现为 4R1BG 3R1BG 2R1BG 1R1BG 4R1BG 处理的生 根率最高 为 95 16 比 CK 高出 21 77 除与 R 处理差异不显 著外 与其他处理差异均达显著水平 d c ab d c b a c 0 20 40 60 80 100 B G R 1R1BG2R1BG3R1BG4R1BG CK 生根率 光质处理 图 2 不同光质处理对蓝莓组培苗生根的影响 3 结论与讨论 光对植物的形态建成起着重要的调控作用 例 如影响种子萌发 茎叶生长和花芽分化 不同光质 对植物生长发育的影响并不一致 同类植物不同品 种对光质的反应也存在差异 9 本研究中 R 红光 处理的蓝莓组培苗株高 叶片数和不定芽数等均明 显高于其他 LED 单色光质处理 但单株鲜干重较 低 与杨忠义等 10 试验得出的单色红光处理的葡萄 试管苗株高显著高于其他 LED 光质处理的结果相 似 可能与 LED 红光对茎的伸长具有促进作用有 关 茎的生长速度加快 但有机物质积累速度并没 有协同进行 所以植株鲜干重提升并不明显 11 本 研究中 LED 复合光质处理中 含红光比例较高的 4R1BG 在 R B 4 29 基础上添加 10 绿光 处 理的蓝莓组培苗株高较高也与该观点相符合 且 4R1BG 处理的蓝莓组培苗长势较佳 与潘美娜试验 得出红蓝绿复合光可促进蓝莓幼苗生长的结果吻 合 8 B 蓝光 处理的蓝莓组培苗较矮 单株鲜重 和干重较 大 反映了蓝光可使蓝莓组培苗矮壮 与 邸秀茹的观点相似 蓝 光促进蛋白质和游离氨基酸 的合成 促进植株矮壮 12 本研究中 3R1BG 在 R B 3 29 基础上添加 10 绿 光 和 4R1BG 处理的 蓝莓增殖和生根效果较佳 含蓝光比例高的处理增 殖和生根效果均较差 王玉英等也发现红蓝绿复合 光有利于提高百合小子球增殖率 5 但同是蓝莓组 培试验 万如萌试验得出的是 1R1B 50 蓝光 50 红光 更有助于提高野生蓝莓组培苗生物量和增殖 系数 7 廖多思等在开展 LED 光质对 2 种黄花高山 杜鹃组培效果的影响试验中也得出差异 较大 的结 果 红光和蓝光分别适宜不同种高山杜鹃增殖 生 根 13 侧面佐证了不同基因型品种对光质配比的需 求不一致 综上所述 在本研究中 以在 R B 4 29 基 础上添加 10 绿光的 4R1BG 处理 更适宜 都克 蓝莓组培苗的生长和增殖 生根 参考文献 1 中国科学院中国植物志编辑委员会 中国植物志 第五十七卷第 3 分册 北京 科学出版社 1991 156 2 徐国辉 闫东玲 王丽金 等 中国引进蔓越桔品种的花色苷特征 及遗传多样性分析 分子植物育种 2020 18 6 2034 2040 3 Guo S Liu X Ai W et al Development of an improved ground based prototype of space plant growing facility Advances in Space Research 2008 41 5 736 741 4 王婷婷 占 卓 马 健 等 不同光质对白及组培苗生长及光合 特性的影响 广西植物 2 021 41 4 5 84 590 5 王玉英 白晓云 段正瑞 等 不同 LED 光源对百合组培苗小子球 繁育的影响 北方园艺 2019 24 68 73 6 李湘阳 曾炳山 奇楠沉香组培苗在不同光质下的增殖效率及光保 护反应 分子植物育种 2021 19 1 291 298 7 万如萌 LED 混色光源对蓝莓苗木生长及生理特性的影响 北京 北 京林业大学 2017 8 潘美娜 不同光质对蓝莓幼苗矿质元素和光合作 用的影响 北 京 北 京林业大学 2018 9 Kwesiga F Grace J The role of the red far red ratio in the response of tropical tree seedlings to shade Annals of Botany 1986 57 283 290 10 杨忠义 郭雯岩 李戌彦 等 不同光质对 秋红宝 葡萄试管苗 生长的影响 果树学报 2020 3 7 6 838 847 11 Nhut D T Takamura T Watanabe H et al Responses of strawberry plantlets cultured in vitro under superbright red and blue light emitting diodes LEDs Plant Cell Tissue and Organ Culture 2003 73 43 52 12 邸秀茹 不同光谱能量分布的 LED 光源在植物组培中的应 用 南 京 南京农业大学 2008 13 廖多思 彭绿 春 林开文 等 不同 LED 光质对两种黄花高山杜鹃 组培增殖和生根的影响 云南农业大学学报 自然科学 2019 34 5 826 832