LED光質對‘都克’藍莓組培苗增殖與生根的影響*

楊艷敏，劉有春，魏 鑫，王 莉，李 陽，羅梅秀，劉 成

（1 遼寧省果樹科學研究所，營口115009）（2 福建省中科生物股份有限公司）

藍莓學名越橘（Vaccinium corymbosum），為杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium）多年生落葉或常綠灌木[1]，果實酸甜可口，富含花青素，在改善視力、抗氧化和增強免疫力等方面具有較好的效果[2]，深受市場歡迎，種植面積日漸擴大，對種苗的需求量也逐漸增大。傳統的種子繁殖和扦插繁殖方式耗時長、效率低，要采用植物組織培養技術來快速繁殖藍莓種苗。藍莓組培育苗生產中多數以熒光燈為照射光源，但經前人多次試驗發現，人工光LED 與熒光燈相比，具有光譜可調、光電轉換率高及節能等特點[3]，在組培育苗方面更具優勢。如王婷婷等試驗表明，在LED 紅藍光基礎上添加適量綠光的光照條件下，白及組培苗長勢顯著優于熒光燈處理[4]；王玉英等以百合組培苗為試驗材料，研究發現LED 紅藍綠復合光較白色熒光燈更有利于百合組培苗小子球增殖[5]；李湘陽等也發現LED 紅藍混合光更適宜奇楠沉香組培苗的增殖培養，與普通熒光燈處理相比存在顯著差異[6]。LED 半導體技術發展已達到一定階段，但LED 光質在藍莓組培育苗方面的應用鮮有文獻報道，主要有萬如萌和潘美娜研究了LED 復合光質對藍莓品種‘萊格西’組培苗生長發育、生理特性的影響[7-8]，但缺乏較為系統的光質處理布置。本研究以藍莓品種‘都克’為試驗材料，探究LED 單色光質和復合光質對藍莓組培苗生長、增殖和生根的影響，以期為提高藍莓組培育苗效率提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藍莓品種為‘都克’（Duke），建立無菌組培苗擴繁體系后，選取相同批次的組培苗進行LED光質試驗。

1.2 試驗光源

試驗LED 光源由福建省中科生物股份有限公司自主研發，設置7 個LED 光質處理：藍光（B）、綠光（G）、紅光（R）等3 個單色光質處理，1R1BG（在R∶B＝1.00 基礎上添加10%綠光）、2R1BG（在R∶B＝2.21 基礎上添加10%綠光）、3R1BG（在R∶B＝3.29 基礎上添加10%綠光）、4R1BG（在R∶B＝4.29 基礎上添加10%綠光）等4 個復合光質處理，以熒光燈為對照（CK）。各處理不同光質光子數所占比率見表1，光照強度為（40±5）μmol·m-2·s-1，光周期12 h/d。

表1 不同光質處理的光子數所占比率

1.3 試驗方法

試驗所用培養基是‘都克’藍莓最適增殖與生根培養基。增殖培養基為WPM＋0.5 mg/L ZT＋0.1mg/L IBA＋6 g/L 瓊脂＋30 g/L 蔗糖，每個處理接種10 瓶，每瓶接2 cm 長的藍莓莖段6 叢，3 次重復，將轉接完的試管苗置于不同光質培養架上進行培養。60 d 后采集株高、葉片數、不定芽個數、單株鮮重和干重以及增殖倍數等指標。生根培養基為1/2WPM＋0.3 mg/L IBA＋0.5 mg/L NAA＋3.8 g/L 瓊脂＋15 g/L 蔗糖，每個處理接種10 瓶，每瓶接2 cm長的藍莓莖段10 株，3 次重復，將轉接完的試管苗置于不同光質培養架上進行培養，60 d 后進行生根率統計。

1.4 數據統計分析

采用Microsoft Excel 2016 對所測得的數據進行整理和制圖，并用SPSS 22.0 進行多重比較和差異顯著性分析，圖表中數據為平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 不同光質對藍莓組培苗長勢的影響

從表2 可以看出，LED 單色光質處理與CK 比較，B 處理和G 處理的藍莓組培苗各生長指標整體無明顯優勢，但B 處理的單株鮮重（2.47 g）最大，比CK 高出34.24%，G 處理的株高較CK 增加了12.91%；R 處理的株高、葉片數和不定芽數均顯著優于CK，但在單株鮮干重方面顯著低于CK，反映了紅光處理的藍莓組培苗較為纖弱。LED 復合光質處理中，藍莓組培苗長勢整體表現為在添加10%綠光的基礎上，紅光比例越高、藍光比例越低，組培苗長勢越好，除單株鮮重外，4R1BG 處理的藍莓組培苗株高（5.83 cm）、葉片數（14.94 片）、不定芽數（43.61 個）和單株干重（0.61 g）均最大，且均與CK 之間存在顯著差異。

表2 不同光質處理對藍莓組培苗長勢的影響

2.2 不同光質對藍莓組培苗增殖的影響

增殖倍數可以直觀地反映出組培育苗效率。如圖1 所示，LED 復合光質處理中3R1BG、4R1BG的藍莓組培苗增殖倍數較高，分別為5.32、5.28 倍，較CK 分別提高了28.50%、27.54%，且與CK 及其他LED 光質處理之間差異均達顯著水平；其次是G處理，增殖倍數為4.86 倍，比CK 高出17.39%；B處理和1R1BG 處理的增殖倍數相對較低，分別為4.58、4.23 倍，表明藍光比例較高的光質處理不利于藍莓組培苗的增殖。

圖1 不同光質處理對藍莓組培苗增殖的影響

2.3 不同光質對藍莓組培苗生根的影響

不同LED 光質處理對藍莓組培苗生根的影響差異較大（圖2）。LED 單色光質處理中，R 處理的藍莓組培苗生根率較高，與CK、B 處理、G 處理之間均存在顯著差異，而G 處理的生根率與CK 差異不顯著，B 處理的生根率最低，僅45.13%。含藍光比例較高的1R1BG 處理的藍莓組培苗生根率也較低，為44.28%，與增殖的結果相似；不同LED 復合光質處理的生根率大小表現為4R1BG＞3R1BG＞2R1BG＞1R1BG，4R1BG 處理的生根率最高，為95.16%，比CK 高出21.77%，除與R 處理差異不顯著外，與其他處理差異均達顯著水平。

圖2 不同光質處理對藍莓組培苗生根的影響

3 結論與討論

光對植物的形態建成起著重要的調控作用，例如影響種子萌發、莖葉生長和花芽分化，不同光質對植物生長發育的影響并不一致，同類植物不同品種對光質的反應也存在差異[9]。本研究中，R（紅光）處理的藍莓組培苗株高、葉片數和不定芽數等均明顯高于其他LED 單色光質處理，但單株鮮干重較低，與楊忠義等[10]試驗得出的單色紅光處理的葡萄試管苗株高顯著高于其他LED 光質處理的結果相似。可能與LED 紅光對莖的伸長具有促進作用有關，莖的生長速度加快，但有機物質積累速度并沒有協同進行，所以植株鮮干重提升并不明顯[11]。本研究中，LED 復合光質處理中，含紅光比例較高的4R1BG（在R∶B＝4.29 基礎上添加10%綠光）處理的藍莓組培苗株高較高也與該觀點相符合，且4R1BG 處理的藍莓組培苗長勢較佳，與潘美娜試驗得出紅藍綠復合光可促進藍莓幼苗生長的結果吻合[8]。B（藍光）處理的藍莓組培苗較矮，單株鮮重和干重較大，反映了藍光可使藍莓組培苗矮壯，與邸秀茹的觀點相似，藍光促進蛋白質和游離氨基酸的合成，促進植株矮壯[12]。本研究中，3R1BG（在R∶B=3.29 基礎上添加10%綠光）和4R1BG 處理的藍莓增殖和生根效果較佳，含藍光比例高的處理增殖和生根效果均較差，王玉英等也發現紅藍綠復合光有利于提高百合小子球增殖率[5]，但同是藍莓組培試驗，萬如萌試驗得出的是1R1B（50%藍光+50%紅光）更有助于提高野生藍莓組培苗生物量和增殖系數[7]。廖多思等在開展LED 光質對2 種黃花高山杜鵑組培效果的影響試驗中也得出差異較大的結果，紅光和藍光分別適宜不同種高山杜鵑增殖、生根[13]，側面佐證了不同基因型品種對光質配比的需求不一致。

綜上所述，在本研究中，以在R∶B＝4.29 基礎上添加10%綠光的4R1BG 處理更適宜‘都克’藍莓組培苗的生長和增殖、生根。