陳 熙，馬麗娟，蔡邦平*

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 園林學(xué)院，福建 福州 350002；2.廈門市園林植物園，福建 廈門 361003)

光在植物生長發(fā)育中起著非常重要的作用[1]，不同光質(zhì)通過觸發(fā)不同光受體，從而影響植物的生長及生理生化特性，但不同植物對光質(zhì)組合的需求也有所不同[2-3]。在組織培養(yǎng)的光環(huán)境中，以熒光燈為主，發(fā)光二極管LED燈與熒光燈相比具有節(jié)能環(huán)保、安全可靠、發(fā)熱量小、響應(yīng)時間短等優(yōu)勢，應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)能夠節(jié)省成本，提高組培苗質(zhì)量。已有甘薯[4]、金線蓮[5]、菊花[6]等多種植物組培苗應(yīng)用LED燈作光源的相關(guān)報道。

野鴉椿(Euscaphisjaponica)是具較高觀賞與藥用價值的植物，掛果期很長的紅色的蓇葖果極具觀賞價值，又有清熱、解毒、消炎等藥用功能。目前市場上對野鴉椿種苗的需求量大，已成功應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)擴繁野鴉椿[7]。空間誘變是一種高效的植物育種技術(shù)，而通過組培方式則可以保持其優(yōu)良的變異特性。本研究在空間誘變野鴉椿組培快繁體系[7]的基礎(chǔ)上，通過不同LED光質(zhì)配比處理研究對空間誘變野鴉椿組培苗的生長與生理特性影響，以期獲得組培苗培育的最佳LED光質(zhì)條件，優(yōu)化空間誘變野鴉椿快繁體系并提高組培苗的質(zhì)量，為空間誘變野鴉椿的工廠化育苗奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為空間誘變野鴉椿組培苗。2013年6月搭載“神州十號”飛船進入太空15 d的野鴉椿種子，經(jīng)播種育苗后種植于廈門市園林植物園試驗地中，2015年由幼苗莖段通過組織培養(yǎng)獲得組培苗。

1.2 方法

2016年5月，將長勢一致的空間誘變野鴉椿繼代組培苗接種于培養(yǎng)基中，每瓶接種3株，培養(yǎng)基[6]采用1/2 WPM+0.3 mg·L-1IBA+0.3 mg·L-1NAA+25 g·L-1蔗糖，pH 5.8～6.2。接種后瓶苗每組30瓶苗，分8組放置于8個不同光源區(qū)(表1)。調(diào)整植株與光源的距離，使光強基本保持在1 000 Lx，光照周期為12 h·d-1，培養(yǎng)室相對濕度(75±5)%，溫度(25±2)℃，培養(yǎng)35 d后測定其生長與生理指標(biāo)。

表1 試驗光源控制系統(tǒng)

取植株3株利用直尺測定平均株高；鮮重利用分析天平測定；將新鮮植株放入80℃烘箱中，烘至恒重，利用分析天平稱出其干重；葉綠素和類胡蘿卜素采用乙醇提取比色法測定[8]；可溶性糖采用蒽酮比色法測定[8]；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍法測定[8]；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定[8]；CAT活性采用紫外吸收法測定[8]；SOD采用氮藍四唑法測定[8]。各試驗指標(biāo)測定均重復(fù)3次。

采用SPSS22.0軟件進行相關(guān)的數(shù)據(jù)整理與分析，多重比較采用Duncan's法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)條件下的株高、鮮重、干重的變化

空間誘變野鴉椿組培苗在不同光質(zhì)處理時，在RB4(即紅藍復(fù)合光比例為7∶1)處理下，植株高度最高，達3.617 cm；在RB2處理下，植株的鮮重和干重最高，分別達0.218 g和0.047 g。但經(jīng)差異性檢驗，LED不同光質(zhì)對鮮重、干重和株高不存在顯著影響(表2)。

表2 不同光質(zhì)對形態(tài)指標(biāo)的影響

注：同一列中不同字母表示在0.05水平上差異顯著。下同。

2.2 不同光質(zhì)條件下的光合色素含量變化

空間誘變野鴉椿組培苗在不同光質(zhì)條件下，其葉片中的葉綠素a和葉綠素a/b表現(xiàn)基本一致，在RB4處理下達到最大水平，且顯著>其他處理，而葉綠素b含量顯著高于除RB3外的其他處理；B處理下葉綠素a和葉綠素a/b最低，RB1處理下葉綠素b含量最低，B處理與RB1處理下葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a/b顯著<其他處理(表3)。

類胡蘿卜素含量同樣是在RB4處理下最高，其次是RB2處理和R處理，三者間無顯著差異；在B處理與RB1處理下類胡蘿卜素含量最低，顯著低于其他處理(表3)。

2.3 不同光質(zhì)條件下的可溶性糖與可溶性蛋白含量變化

W處理下空間誘變野鴉椿可溶性糖含量最高，值為46.24 mg·g-1，顯著>其他處理，其次是RB2、R、RB4處理，CK、B、RB1、RB3處理可溶性糖含量都較低(表4)。

R處理下可溶性蛋白含量最高，值為18.65 mg·g-1，但與CK、RB1、B處理差異不顯著，RB3處理可溶性蛋白含量最低，僅為13.18 mg·g-1(表4)。

表3 不同光質(zhì)對空間誘變野鴉椿葉綠素含量的影響

表4 不同光質(zhì)對空間誘變野鴉椿可溶性糖與可溶性蛋白含量的影響

2.4 不同光質(zhì)條件下的抗氧化酶活性變化

RB2處理下空間誘變野鴉椿組培苗SOD活性最強，顯著>其他處理，其次是RB1、R、RB3，而CK處理下SOD活性最低(表5)。結(jié)果表明，紅藍光比例為3∶1的LED光質(zhì)照射更能有效地清除空間誘變野鴉椿細胞中的超氧自由基，保護細胞質(zhì)。

表5 不同光質(zhì)對空間誘變野鴉椿酶活性的影響

RB4處理下POD活性最強，顯著高于除W和RB2外的其他處理，而RB1處理下POD活性最低(表5)。結(jié)果表明，紅藍光比例為7∶1 LED光質(zhì)照射更能有效提高POD活性，保護空間誘變野鴉椿組培苗免受傷害。

R處理下空間誘變野鴉椿組培苗CAT活性最高，顯著>其他處理，其次是B處理和RB4處理，而RB2處理下CAT活性最低(表5)。結(jié)果表明，單色紅光處理有助于促進空間誘變野鴉椿組培苗中的CAT活性，有效清除活性氧，增強植株抗氧化的能力。

3 結(jié)論與討論

不同光質(zhì)對空間誘變野鴉椿形態(tài)指標(biāo)的影響并未出現(xiàn)顯著性差異，這可能是由于觀測時間較短，植物的生長量并未得到足夠的積累，該結(jié)果與石鎮(zhèn)源[9]等在虎雪蘭上的研究結(jié)論一樣。LED光質(zhì)對空間誘變野鴉椿組培的生長影響，初步結(jié)果表明紅藍光比例為7∶1 LED光質(zhì)，植株生長高度最快，但差異不顯著。因此，LED光質(zhì)對其生長指標(biāo)的影響，還有待于進行較長時間的觀測研究。

光質(zhì)的不同影響著光系統(tǒng)之間電子傳遞以及光合作用中不同類型葉綠素的形成[10]，葉綠素含量的高低在一定程度上反映了植株光合自養(yǎng)能力的強弱[11]。本研究表明空間誘變野鴉椿組培苗，復(fù)合光中紅光所占比例上升能夠提高空間誘變野鴉椿光合色素的含量，在紅藍光比例(R/B)>3時光質(zhì)能促進其葉綠素含量的積累，R/B為7時葉綠素含量最高。該結(jié)論與前人的研究一致，如江明艷[12]、蒲高斌[13]、許莉[14]等在一品紅、番茄、萵苣上的研究結(jié)論表明，紅光處理下葉綠素含量顯著>藍光處理；紀(jì)思羽[3]等研究表明，R/B為7∶3時有利于紅掌試管苗的形態(tài)生長及干物質(zhì)積累；D.T.Nhut[15]、P.R.Poudel[16]在香蕉和葡萄上的研究表明，當(dāng)R/B>3時，紅藍組合對植株葉綠素含量有促進作用。

光質(zhì)對植物的碳氮代謝有明顯的調(diào)節(jié)作用[2]，植株碳素代謝的情況可以通過可溶性糖含量的變化來反映。石鎮(zhèn)源[10]等在虎雪蘭的研究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)紅藍比例為1時可溶性糖含量最高，LED白光處理下可溶性糖含量處于相對較低水平；蘇俊[17]等對煙草的研究成果顯示紅藍光組合可溶性糖含量>熒光燈處理下的可溶性糖含量，并且紅光所占比例大時可溶性糖含量高于藍光所占比例大時的含量?？梢姴煌参?、不同光質(zhì)組合對可溶性糖含量的影響是不同的。本研究表明，在LED白光處理下，空間誘變野鴉椿組培苗的可溶性糖含量最高，紅藍光比例為1時可溶性糖含量最低。

可溶性蛋白與植物的呼吸作用分解糖類供能、構(gòu)成細胞、催化各種化學(xué)反應(yīng)等有密切關(guān)系。蘇俊[17]等在煙草上的研究結(jié)果中顯示LED紅光處理可溶性蛋白含量比藍光處理高，本試驗結(jié)果與其一致，在單一紅光處理時空間誘變野鴉椿組培苗的可溶性蛋白量最高；黃枝[18]等認為藍光適合瓠瓜可溶性蛋白的積累，本試驗結(jié)果不支持藍光能更有效提高空間誘變野鴉椿組培苗可溶性蛋白含量。

SOD、POD、CAT是植物體內(nèi)重要的保護酶。SOD可以作為第一道防線將超氧陰離子轉(zhuǎn)化為H2O2，CAT、POD再將H2O2轉(zhuǎn)化為水和氧氣，使植株的活性氧處于較低水平，防止葉綠素降解[19]，延緩植株衰老。蘇俊[17]等對煙草的研究結(jié)果中顯示，藍光處理的葉片SOD活性較高，但POD和CAT活性均下降，紅光處理可提高CAT活性。馬紹英[20]等試驗發(fā)現(xiàn)藍光處理下葡萄砧木試管苗相比紅光處理時SOD活性更高。由此可見，不同植物在不同光質(zhì)處理下，其SOD、POD、CAT活性反應(yīng)是不同的。本研究結(jié)果顯示，紅藍光配比中隨著紅光所占比例增大，SOD活性先增加后減少，紅藍光比例為3∶1處理下SOD活性含量顯著>其他處理；復(fù)色光處理更利于POD活性含量積累，紅藍光比例為7∶1處理下POD活性最高；紅光處理下CAT活性顯著>其他處理。

綜上所述，在LED紅藍復(fù)合光比例為7∶1時，空間誘變野鴉椿組培苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a/b、類胡蘿卜素含量、POD活性最高，最適合應(yīng)用于空間誘變野鴉椿組培苗的培養(yǎng)。

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