光譜能量分布對組培大豆和鐵皮石斛生長的影響.pdf

1、光影響植物生長發(fā)育，并參與了植物體中生理反應(yīng)的誘發(fā)及生長發(fā)育的控制過程。目前，光譜能量分布作為重要物理影響因子已廣泛應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)中的植物光形態(tài)建成及各種反應(yīng)機(jī)理的研究。植物組織培養(yǎng)中的主要光源是熒光燈，但其光譜分布不能完全符合植株生長需求，發(fā)熱量大，生物能效較低，導(dǎo)致很大程度上的電能損耗和浪費(fèi)。發(fā)光二極管(Light emitting diodes，LED)可以發(fā)射出不同光譜能量分布的光源，可用較低的成本調(diào)控植株的光形態(tài)建成，并且

2、體積較小、波長較精確、散熱較少、壽命較長。近年來，運(yùn)用LED研究光照對組培植物生長影響的報(bào)道很多，但很少系統(tǒng)報(bào)道組培植株從愈傷階段、組培苗營養(yǎng)生長階段到生殖生長階段對不同光照的響應(yīng)，特別是離體開花方面。
　　本文首先綜述了光譜能量分布對組培植物生長發(fā)育影響的研究進(jìn)展，光調(diào)節(jié)模式，大豆和鐵皮石斛組織培養(yǎng)的研究進(jìn)展和LED在植物組培中的應(yīng)用前景等。并在此基礎(chǔ)上以大豆和鐵皮石斛為試驗(yàn)材料，研究了不同光譜能量分布對組培苗生長和發(fā)育的影響，

3、篩選出適合大豆再生體系建立以及鐵皮石斛組培苗生長和離體開花的LED光源。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.在下胚軸再生體系中，630 nm紅光有利于兩個(gè)品種大豆愈傷生物量的積累，3000 K熒光燈、黃光以及紅藍(lán)綠(R660BG)可作為南農(nóng)99-6愈傷及叢生芽誘導(dǎo)的光源，3000 K熒光燈、紅藍(lán)綠和紅藍(lán)黃(R660BG和R660BY)可作為遼鮮1號愈傷及叢生芽誘導(dǎo)的光源。在子葉節(jié)再生體系中復(fù)合光譜中630 nm紅光會抑制叢生芽

4、之間相互伸長，而660 nm紅光能顯著緩解相互抑制作用，并且有利于叢生芽形態(tài)生長、葉綠素合成和干物質(zhì)積累以及生根苗形態(tài)生長、干物質(zhì)積累和根系發(fā)育。添加綠光或黃光均抑制叢生芽相互之間的伸長，且添加黃光抑制更強(qiáng)，添加綠光可促進(jìn)叢生芽的葉綠素合成、干物質(zhì)積累及生根壯苗，添加黃光可提高菜用大豆蔗糖和游離氨基酸的含量?？傊?，R660B適宜用作大豆子葉節(jié)叢生芽誘導(dǎo)階段的光源，有利于提高叢生芽伸長率，后續(xù)的叢生芽生長和生根階段可在R660B適當(dāng)添加綠

5、光。
　　2.在光密度對大豆組培苗生長影響的試驗(yàn)中表明，在紅藍(lán)光60μmol·m-2·s-1光密度處理下，大豆子葉節(jié)再生叢生芽多，伸長率高，并且叢生芽的長度、莖粗和生物量積累達(dá)到最佳狀態(tài);在紅藍(lán)綠光60μmol·m-2·s-1光密度處理下，大豆生根苗莖粗、主根長度、生物量積累、根冠比、根系活力均顯著高于其他處理;40 mol·m-2·s-1光密度處理下叢生芽生物量積累、生根苗莖粗、主根長、根系活力、根冠比以及光合色素、蔗糖、可溶性

6、糖和游離氨基酸含量均顯著較低，而70μmol·m-2·s-1光密度處理下類胡蘿卜素和可溶性蛋白含量最高，且氣孔出現(xiàn)關(guān)閉現(xiàn)象，植物已開始自我保護(hù)狀態(tài)。結(jié)果表明:過低或過高的光密度均不利于大豆組培苗的生長，本試驗(yàn)篩選出的適宜光密度為60μmol·m-2·s-1。
　　3.在光譜分布對鐵皮石斛組培苗生長影響的試驗(yàn)中表明，復(fù)合光譜中的630 nm紅光能加快鐵皮石斛組培苗莖的伸長并促進(jìn)植株提早進(jìn)入成花階段，660 nm紅光更有利于植株的健康

7、生長，生物量的積累，蔗糖的轉(zhuǎn)運(yùn)和花器官的生長發(fā)育，添加白光更有利于鐵皮石斛組培苗在營養(yǎng)生長期的生物量積累，植株生根壯苗和移栽成活以及莖部食用品質(zhì)，添加黃光有利于蔗糖在植株成花階段的轉(zhuǎn)運(yùn)、花器官的發(fā)育和類胡蘿卜素在花瓣中的積累。紅藍(lán)白(R660BW)有利于鐵皮石斛營養(yǎng)生長，尤其是提高莖部品質(zhì)，而紅藍(lán)黃(R660BY)有利于石斛離體開花及花部生長發(fā)育。
　　4.光密度對鐵皮石斛組培苗生長影響的試驗(yàn)表明，50μmol·m-2·s-1處理

8、下鐵皮石斛組培苗蔗糖、淀粉含量、凈光合速率、莖粗、根系活力和生物量積累量均達(dá)到最優(yōu)。低光密度下，鐵皮石斛組培苗株高和葉面積顯著增大，而莖粗、葉厚及生物量積累均較低。高光密度下植株通過增加葉片厚度、減小葉面積、降低葉綠素含量、降低光合速率、增加類胡蘿卜素和可溶性蛋白含量等適應(yīng)性反應(yīng)來使自身生理生態(tài)反應(yīng)免受高光密度光照的破壞。
　　綜上所述，R660B適宜用作大豆子葉節(jié)叢生芽誘導(dǎo)階段的光源，有利于提高叢生芽伸長率，R660BG可用于后