华东华南岗位

李春霞 陶建敏

　　植物组织培养是现今植物生物技术中应用最广泛的技术。植物遗传工程和分子生物学所取得的进展都是应用组织培养各种技术的结果。而在植物组织培养中，光质对植物离体培养、形态建成、生物量与干重均存在着重要调控作用。植物组培主要依靠电光源，传统电光源光照用电约占整个电费成本的65%，是植物组织培养中较高的非人力成本之一。LED(light-emitting diodes)，即发光二极管，是一种可以有效地把电能转变成电磁辐射的装置。

　　LED具有体积小、重量轻、固态、寿命长、波长特殊、驱动电压较低、光效率高、能耗小、安全、可靠耐用等优点。另外，LED具有较窄的波谱，波谱半宽范围从几纳米到几十纳米，在±20nm左右，波长正好与植物光合成和光形态形成的光谱范围相吻合。在植物组织培养中采用LED提供照明，调控光质和PPFD，不仅能够调控组培植物的生长发育和形态建成、缩短培养周期、提高品质，而且能够大大减少能耗，降低成本。

　　本研究利用荧光灯及LED灯对美人指葡萄试管苗进行处理，系统地研究不同光质对美人指试管苗形态建成及生物量积累的作用，旨在确定美人指葡萄试管苗离体快繁的适宜光质条件，以期为植物组培专用LED光源的研发提供数据支持和理论依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料与培养条件

　　试验于2012年10月至2012年12 月在南京农业大学LED培养室中进行，以南京农业大学园艺学院果树生物技术实验室继代保存的美人指葡萄为试验材料，以3/4MS为基本培养基，附加0.35mg/L IBA。

试验将接种了美人指单芽茎段的120瓶（每瓶1个单芽茎段）材料分别置于荧光灯及波长为445nm(蓝光)、520nm(绿光)、630nm(红光)的LED灯4种光质下，每种光质下30 瓶，光源光通量密度均为50μmol/ (m2•s)， 光周期为昼14h，夜10h， 25摄氏度下培养35天，如图1。

图1 不同光质处理下的美人指葡萄离体试管苗

　　1.2 检测及统计

　　试管苗培养35d过程中，每7d 统计一次试管苗主根数、节间数、叶片数，培养35d后，统计试管苗地上部鲜重、地下部鲜重、根冠比、地上部干重、地下部干重、总鲜重、总干重、干鲜重比率。

　　叶片数为试管苗新生的完全展开的叶片数。

　　根冠比为地下部鲜重与地上部鲜重的比值。

　　干鲜重比率为总干重与总鲜重的比值。

　　2 结果与分析

　　2.1 不同光质对试管苗形态建成的影响

　　由图2a可知，不同光质处理30d左右的试管苗主根数并没有太大差异，30d后差异较大，其中红光主根数最多，蓝光次之，荧光灯、绿光居后。说明红光利于试管苗主根分化生长，绿光相对于荧光灯较不利于试管苗主根的分化。由图2b可看出，绿光下，试管苗的节间一直维持着较多的数量，且处理35d后其节间数显著高于其他光质处理的试管苗。荧光灯处理过程中试管苗的节间数一直稳定的增长， 蓝光下试管苗节间数在处理14d后开始增加，而红光处理下的试管苗在21d后节间数才开始增加，荧光灯、蓝光、红光下的节间数在35d 时达到一致，但都明显低于绿光处理的。说明绿光利于试管苗节间的分化生长，而红光、蓝光与荧光灯的效果无明显的差异。由图2b与图2c可知，不同光质处理下的叶片数与节间数增长的效果基本一致，只是因为叶片数是按完全展开的叶片数计算的，所以其增长的时间稍微滞后。

　　2.2   不同光质对试管苗生物量积累的影响

　　由图3d可知，绿光处理下试管苗的地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重相对于其它3个处理皆处于最高水平。绿光外其它3个处理下试管苗的地上部鲜重与干重基本一致皆处于较低水平。红光处理下试管苗的地下部鲜重也处于较高水平，荧光灯、蓝光下试管苗的地下部鲜重基本一致处于最低水平。蓝光处理下试管苗地下部干重处于最低水平，其它3个处理下试管苗地下部干重水平基本一致。说明绿光处理下试管苗根茎叶的生长较快， 含水量较高，干物质积累量也相对较多；红光处理下地上部的生长较弱，根系生长较旺，所以根系干物质积累量也相对较多；蓝光下试管苗的根茎叶生长最弱，干物质积累量也最低；而作为对照的荧光灯下试管苗与蓝光一样根茎叶的生长较弱，但是其根系的干物质积累能力与绿光、红光相当。

　　由图3e可知，红光处理的试管苗根冠比显著高于其它3个光质处理的试管苗，绿光较荧光灯、蓝光高些，但也显著低于红光，蓝光与对照并无太大差异。说明红光处理下试管苗地上部的生长显著弱于地下部生长，结合图3d可知，红光利于根系生长，但地上部生长弱于绿光。

　　由图3f可知，绿光下试管苗的总干重最高，红光、荧光灯次之， 蓝光最低；绿光下试管苗的总鲜重最高，红光次之，荧光灯、蓝光最低。说明绿光下试管苗的生长最快，干物质积累最多；红光相对对照试管苗的生长较快，对干物质积累的作用与对照一致；蓝光相对对照试管苗的生长无太大差别，但是对干物质积累的作用弱于对照。

　　由图3g可看出，荧光灯下试管苗的干鲜重比率最高，蓝光次之， 绿光、红光最低。说明，荧光灯下试管苗含水量最低，蓝光稍多，绿光、红光含水量最高。

　　3 小结

　　相对于荧光灯处理，绿光处理下试管苗的主根数量少，节间数及叶片数较多，出现徒长现象，试管苗生长较快，含水量较高，主根少须根多，对干物质有较好的吸收和积累能力；相对于荧光灯对照，红光处理下试管苗的主根数最多，节间数和叶片数与对照无太大差异， 试管苗地下部即根系生长也较旺， 地上部生长较快，含水量较高，对干物质的积累量与对照相当；蓝光处理下试管苗的主根数比对照多， 节间数与叶片数与对照无太大差异，试管苗地下部生长最弱，地上部生长与对照相当，含水量低且干物质积累能力弱。综上所述，LED 红光（630nm）是此次实验较适合美人指葡萄离体试管苗生长的光质。