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LED不同光质对洋桔梗组培苗增殖的影响



全 文 :·生物技术· 北方园艺2011(18):154~156
第一作者简介:杨长娟(1985-),女,云南大理人,在读硕士,研究方
向为园林植物利用与创新。E-mail:yangchangjuan7@126.com。
责任作者:李枝林(1955-),男,硕士,教授,研究方向为园林植物种
质资源利用与创新。E-mail:lzl-yn@sohu.com。
基金项目:云南省科技基金资助项目(2009BB013)。
收稿日期:2011-05-04
LED 不同光质对洋桔梗组培苗增殖的影响
杨 长 娟1,凌   青2,任 兴 平3,杨 红 飞3,李 枝 林1
(1.云南农业大学 花卉研究所,云南 昆明650201;2.云南省农业职业技术学院,云南 昆明650031;3.云南电子工业研究所,云南 昆明650031)
  摘 要:以切花洋桔梗组培苗为试材,采用LED红光、蓝光、绿光及无色光进行不同光质配比
组合,对组培苗增殖量及增殖率进行差异比较。结果表明:红蓝复合光(2RB)处理的组培苗增殖
量最高,为42.7123株/瓶,红蓝复合光(1RB)处理的组培苗增殖量较高为36.1429株/瓶,蓝光(B)
处理的组培苗增殖量最低,为20.7143株/瓶。红蓝配比光(2RB)处理的组培苗增殖率是蓝光处
理的2.062倍,是对照组日光灯处理的2.047倍,是红蓝复合光(1RB)处理的1.181倍。因此,红
蓝配比光(2RB)是洋桔梗组培苗增殖阶段的最佳光源。
关键词:LED;洋桔梗;光质;植物组织培养
中图分类号:S 567.23+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2011)18-0154-03
  LED(Light-Emitting Diode),又称发光二极管,由
Ⅲ-Ⅳ族化合物,如 GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、
GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成,其核心是PN结。这
个结由P型半导体和N型半导体物质通过一定工艺
“连接”而成,当两端加上正向电压时,半导体中的载流
子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可
见光[1]。它是一种能够将电能转化为可见光的固态的
半导体器件,可直接把电转化为光。
作为第四代新型照明光源,LED具有节能环保、
安全可靠、使用寿命长、体积小、重量轻、发热量少、易
于分散和组合控制等许多不同于其它光源的重要特
点[2]。传统植物设施栽培中使用的光源一般是金属卤
化物灯、白炽灯等一些光源,这些光源是依据人眼对光
的适应性所选择的,其光谱有很多不必要的波长,对植
物生长的促进作用少[3]。
光是植物生长发育的一个重要环境因子,对植物
的影响主要有二方面:光是绿色植物光合作用必需的
一个元素;光对植物整个生长发育过程起着调节的作
用。目前,已知至少存在3种光受体:其一是光敏色
素,感受红光及远红光区域的光;其二是隐花色素和向
光素,感受蓝光和近紫外光区域的光;其三是UV-B受
体,感受紫外光B区域的光[4]。
光合色素的吸收光谱主要集中在红橙光及蓝紫光
2个区域,而传统日光灯发射的光谱对光合作用起关
键作用的红光区域辐射却很低。无色光LED发射的
光谱也与植物光合色素吸收光谱吻合。此外,LED光
源能区分出不同的光质,不同的光质对植物生长的影
响显著不同[5-7]。因此,国内外已有一些科学家尝试用
LED光源作为组培光源来提高组织培养效果[8-10]。洋
桔梗(Eustoma grandiforum)是世界花卉产业发展中
的切花新秀,其种苗需求量与日俱增,供不应求,而组
培快繁是解决的最好途径。随着LED技术的不断发
展,各种波段及不同高亮度的LED纷纷被用于植物组
织培养,但未见用于洋桔梗的研究报道。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为洋桔梗“701”品种组培苗。由侧芽培
养得到的株高1.5cm,有2对小叶的组培苗接种在增
殖培养基 MS+0.05mg/L NAA+0.01mg/L BA+
30g/L蔗糖+7g/L琼脂上,培养瓶容积为250mL,每
瓶5株。高压灭菌前调节酸碱度至pH 5.8。培养室
相对湿度(75±5)%,温度(25±2)℃。
1.2 试验方法
试验于2010年5~9月在云南农业大学园林园艺
学院花卉研究所LED组培室进行。
1.2.1 光质控制系统 LEDs的光质控制系统如表1
所示,预培养3d后随机分8组,每组12瓶,每瓶5株
苗,分别置于7种LEDs光源小区和1个日光灯对照
区。调节电流及光源与植株的距离,使光强保持一致
(800lx);12h/d光照周期。
1.2.2 指标测定 洋桔梗组培苗在各光质下生长
45d后测量增殖率,6次重复。采用Excel 2003进行
数据整理,SAS 13进行方差分析,采用LSD进行多重
比较,P<0.05。
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北方园艺2011(18):154~156 ·生物技术·
  表1 LEDs光质控制系统
光处理 光质 光量比例 峰值波长/nm 波长半宽/nm
RBG 红+蓝+绿 4∶2∶1  625+475+530  20
R 红 100%红 625  20
1RB 红+蓝 定值 625+475  20
B 蓝 100%蓝 475  20
RBW 红+蓝+白 6∶1∶1  625+475+720  20
2RB 红+蓝 2∶1  625+475  20
W1 白 100%白 720  20
W2 日光灯 - 白光 -
2 结果与分析
由表2可知,光质对洋桔梗组培苗的增殖率影响
显著。红蓝配光(2RB)处理的组培苗增殖量最高。红
蓝绿(RBG)、红蓝白(RBW)、红蓝复合光(1RB)处理的
组培苗增殖量较高,均高于单色红光和单色蓝光。单
色红光比单色蓝光处理的洋桔梗组培苗的增殖量高。
LED白光处理的组培苗的增殖量显著高于日光灯处
理。红蓝配比光(2RB)处理的组培苗增殖率是蓝光处
理的2.062倍,是对照组日光灯处理的2.047倍,是红
蓝复合光(1RB)处理的1.181倍。LED白灯处理的组
培苗增殖率是日光灯处理的1.726倍。增殖率变化规
律同增殖量变化规律:2RB>W1>1RB>RBG>
RBW>R>W2>B。
  表2 不同光质对洋桔梗组
培苗增殖量及增殖率的影响
光处理 增殖量/株 增殖率/%
RBG  35.8571ab  717.14
R  26.7143bc  534.29
1RB  36.1429ab  722.86
B  20.7143c 414.29
RBW  34.2857ab  685.71
2RB  42.7123a 854.29
W1  36ab  720.00
W2  20.8571c 417.14
注:其中小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
3 结论与讨论
该研究结果表明,红蓝复合光(2RB)处理的组培苗
增殖量最高,为42.7123株/瓶,红蓝复合光(1RB)处理
的组培苗增殖量较高为36.1429株/瓶,蓝光(B)处理的
组培苗增殖量最低,为20.7143株/瓶。红蓝配比光
(2RB)处理的组培苗增殖率是蓝光处理的2.062倍,是
对照组日光灯处理的2.047倍,是红蓝复合光(1RB)处
理的1.181倍。因此,红蓝配比光(2RB)是洋桔梗组培
苗增殖阶段的最佳光源。增殖率变化规律同增殖量变
化规律:2RB>W1>1RB>RBG>RBW>R>W2>B。
光对植物组织培养的影响主要表现在3个方面,
光质、光强和光周期。光质即不同波长的光谱成分,对
植物细胞的分裂和器官的分化作用不同[11]。该试验
中培养基的激素成分及浓度比例均为洋桔梗离体培养
中合适的配比组合,在相同培养基中,经不同光质处
理,芽的增殖率出现明显差异,说明光质在洋桔梗的组
织培养中具有重要作用。近几年来,国内外许多学者
相继开展了有关光质在植物组织培养中的作用方面的
工作,有的人认为光是茎的发端和根生长的关键因
子[12],有的人则认为光抑制许多植物根、芽的生长[13],
还有人认为光质对组织培养物的生长及器官分化的影
响只表现在数量上的差异及器官分化的影响,而不影
响质的变化,影响质变的是光的有无和培养基中的激
素种类[14]等。该研究认为,可能是不同光质的作用差
异和不同植物对不同因素处理产生的差异所致。LED
无色光与红蓝复合光比对照的日光灯增殖率更高,增
殖率可能与植物愈伤组织增殖率有关系,这部分机理
尚未明确,有待进一步研究。
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·生物技术· 北方园艺2011(18):154~156
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The Effects of Different Light Qualities on Growth of Eustoma grandiforum
YANG Chang-juan1,LING Qing2,REN Xing-ping3,YANG Hong-fei 3,LI Zhi-lin1
(1.Institute of Flowers and Plants,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201;2.Yunnan Agriculture Vocational and
Technical Colege,Kunming,Yunnan 650031;3.Yunnan Institute of Electronics Industry,Kunming,Yunnan 650031)
Abstract:Tissue culture seedlings of Eustoma grandiflorumwere used as test material,using diferent combination of
LED red,blue,green and colorless of light quality.The efects of diferent light qualities on growth of Eustoma
grandiforum in vitro under light-emitting diodes(LEDs)were investigated.By arraying the diferent wave length and
ratio of LEDs,the 7kinds of light quality were built.The morphological and physiological characteristic,such as
proliferation rate,rooting,chlorophyl content,carbon-nitrogen and metabolism of Eustoma plantlets breeding under
the 7kinds of light quality,were compared with fluorescent lamp on the proliferation rate,morphology,root,
chlorophyl content,carbon and nitrogen metabolism of tissue culture seedlings were compared.The results showed
that 2Red-blue(2RB)light wil be the major light source for plant tissue culture of Eustoma in future.The
proliferation rate of plant tissue was the highest under 2Red-blue(2RB)light distribution of LED.Under the LED
white light(W1),proliferation rate of plant tissue was significant higher fluorescent lamp.
Key words:light emitting diode;Eustoma grandiflorum;light quality;plant tissue culture
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