光譜和光密度對(duì)諸葛菜和毛地黃組織培養(yǎng)的影響.pdf

1、光是植物生長(zhǎng)所必須的環(huán)境因子，主要是通過(guò)光譜和光密度（光合光量子通量密度，PPFD: Photosynthetic Photon Flux Density）影響植物生長(zhǎng)發(fā)育。光不僅為植物提供能量，而且還作為一種環(huán)境信號(hào)調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)建成、光合作用、生理反應(yīng)以及基因表達(dá)等。新型光源發(fā)光二極管(light-emitting diodes，LEDs)具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):波長(zhǎng)專一、體積小、壽命長(zhǎng)、冷光源、光質(zhì)和光量可控、節(jié)能、發(fā)熱量低

2、等，適用于植物組織培養(yǎng)中。目前國(guó)外已有一些關(guān)于LEDs光源對(duì)植物生長(zhǎng)影響的效應(yīng)與機(jī)理研究，但是國(guó)內(nèi)在這方面的研究較少，而且不同的植物或品種對(duì)光的響應(yīng)不同。因此，深入研究LED的光生物學(xué)特性及其對(duì)組培植物生理生化影響的機(jī)理，研發(fā)植物組培專用生物光源對(duì)于植物組織培養(yǎng)具有重要意義。
　　本文以諸葛菜（Orychophragmus violaceus L.）和毛地黃（Digitalis purpurea L.）組培苗為試驗(yàn)材料，研究不同光

3、譜和光密度對(duì)組培苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響，篩選出適合諸葛菜和毛地黃組織培養(yǎng)的光源和光密度。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.光譜對(duì)諸葛菜組培苗生長(zhǎng)的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:R660B465G、R660B445G和R660B445Y處理下諸葛菜組培苗鮮重、干重、莖粗和壯苗指數(shù)較大，RBG或RBY處理下組培苗的生物量好于R660B465R630B445處理;RBG或RBY對(duì)組培苗的比葉重的促進(jìn)效果優(yōu)于熒光燈。R660B465Y組合處理的組培

4、苗的根系活力最高。R660B465Y和R660B445Y處理下諸葛菜組培苗色素含量、氣孔面積較大，氣孔數(shù)目少，有利于氣孔的開放。紅藍(lán)光譜為主的LED組合光譜有利于糖類的積累。與熒光燈相比，復(fù)合光譜LED具有明顯優(yōu)勢(shì)，有利于培育壯苗。R660B465G、R660B465G、R660B465Y和R660B445Y LEDs是適合諸葛菜組培苗生長(zhǎng)的光源。
　　2.光譜對(duì)毛地黃組培苗生長(zhǎng)的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同光譜處理的毛地黃組培苗株高

5、、生物量、色素含量、根系活力顯著高于熒光燈處理，有利于組培苗的生長(zhǎng)。R630B465G和R660B465G處理下鮮重、干重、壯苗指數(shù)和氣孔面積顯著高于其他處理。R660B465G處理下毛地黃組培苗的色素含量、根系活力、游離氨基酸含量和凈光合速率最大。R660B445G和R660B445Y處理的組培苗蔗糖含量顯著高于其它處理;R660B445Y組合處理的淀粉含量最高;R660B465G和R660B445G組合處理的葉片可溶性蛋白含量顯著高

6、于其他處理。綠光和黃光可以與紅藍(lán)光協(xié)同增益色素的合成。在紅光和藍(lán)光波長(zhǎng)一致的情況下，綠光比黃光更有利于促進(jìn)組培苗氣孔的開放，光合速率的提高。R660B465G、R660B445G和R660B445Y LEDs有利于毛地黃組培苗的生長(zhǎng)發(fā)育。
　　3.光密度對(duì)諸葛菜和毛地黃組培苗的生長(zhǎng)影響有顯著性差異?？傮w認(rèn)為，光密度對(duì)諸葛菜和毛地黃組培苗葉片數(shù)沒有差異。50μmol·m-2·s-1處理下，諸葛菜和毛地黃組培苗生物量達(dá)到最大。50μm

7、ol·m-2·s-1～60μmol·m-2·s-1顯著提高諸葛菜和毛地黃組培苗色素含量。40μmol·m-2·s-1處理的諸葛菜和毛地黃組培苗可溶性糖含量達(dá)到最大。諸葛菜和毛地黃組培苗蔗糖含量隨光密度的增加先降低后增加。隨著光密度的增大，諸葛菜組培苗可溶性蛋白的含量先增加后降低，而毛地黃組培苗可溶性蛋白的含量與光密度大小呈正相關(guān)?？傮w而言，50μmol·m-2·s-1的光密度培養(yǎng)有利于諸葛菜和毛地黃組培苗的生長(zhǎng)。
　　4.復(fù)合光譜