不同光質處理對藍莓組培苗生長的影響

張 棟，劉永強，侯佑龍，馮瑜璇，周道文，陳建軍，4

(1.華中農業大學理學院，湖北 武漢430070； 2.廣東超然光科技有限公司，廣東 江門529000；3.湖北省牧童藍莓科技有限公司，湖北 武漢430070； 4.華中農業大學應用物理研究所，湖北 武漢430070)

0 引言

藍莓是杜鵑花科越橘屬植物，原生于北美洲與東亞，分布于朝鮮、日本、蒙古、俄羅斯、歐洲、北美洲，以及中國的黑龍江、內蒙古、吉林長白山等。藍莓的果實有助于防止細胞早衰，使人體保持活力，對心血管有很好的保護作用[1]。藍莓分為兩種：一種是低灌木，矮腳野生，顆粒小，富含花青素；另一種是人工培育藍莓，能成長至240 cm高，果實較大，果肉飽滿，改善了野生藍莓的食用口感，增強了人體對花青素的吸收。在過去的幾十年中，藍莓通過葉片、莖的再生來實現繁殖。

光照是作物進行光合作用的必備要素之一，光照條件的好壞直接影響作物的產量和品質[2]。通常用于藍莓和其他植物的人造光源是熒光燈、高壓鈉燈、白熾燈和金屬鹵化物燈，這些光源的質量低且波長短，無法改善植物的生長和發育[3]。隨著半導體技術的飛速發展，各種發光二極管(LED)被開發出來，也應用于植物栽培處理領域。作為第4代新型照明源，發光二極管(LED)具有體積小、壽命長、能耗低、波長固定和溫度低等優點，而且可配置不同的光質[4]。據報道，LED燈可用于農作物的生長，并取得了良好的效果，如在羽衣甘藍、生菜、杉木上應用不同比例的藍紅色光[5-8]。為了改善藍莓組培繁殖系統，本研究的目的是分析不同紅光(R)和藍光(B)比對藍莓組培苗生長和生理的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

植物材料為繼代培養的藍莓組培苗，藍莓品種是“珠寶”，由湖北牧童藍莓科技有限公司提供。

1.2 試驗處理及試驗方法

1.2.1試驗處理

設置11種不同光質的LED光源，以R∶B為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9和1∶10的處理為試驗組，分別以T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9和T10表示；以白光CK為試驗對照。

1.2.2試驗方法

在無菌條件下，將藍莓組培苗剪切成1.5 cm的莖段，將其接種到WPM培養基上，每個瓶中10棵，然后放到光照培養室中培養。培養室光照強度50 μmol/(m2·s)，光照時間16 h/d，溫度25 ℃。

1.3 指標測定

采用直尺測量幼苗的株高、葉片長度、寬度和莖長，游標卡尺測量莖粗，電子天平稱量鮮質量和干質量。將幼苗洗凈、剪碎、混勻，采用分光光度法測量葉綠素和胡蘿卜素含量。采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白含量。

1.4 數據處理和分析

采用WPS進行數據整理，使用SPSS統計軟件進行單向方差分析。通過S-N-K進行處理的比較，試驗數據是平均值±標準偏差。

2 結果和分析

2.1 不同光質處理對藍莓植物生長狀況的影響

如表1所示，藍莓組培苗在不同光質處理下葉長、葉寬、莖長差異顯著。對于葉長，T3處理的葉長達到最大，其次是T5、T10處理，T1處理的葉長最小。對于葉寬，T5處理的葉寬達到最大，其次是T4、T10處理，T1處理的葉寬最小。對于葉片數量，T10處理的葉片數量達到最多，其次是T4處理，T2處理的葉片數最少，各處理均無顯著差異。對于莖長，T10處理的莖長達到最大，其次是T4處理，T1處理的莖長最小。對于莖粗，T4處理的莖粗達到最大，其次是T6處理，T3處理的莖長最小，各處理均無顯著差異。對于鮮質量和干質量，T4處理的鮮質量、干質量達到最大，其次是T10處理，CK處理的鮮質量、干質量最小，各處理均無顯著差異。

表1 不同光質處理對藍莓植物生長狀況的影響

2.2 不同光質處理對藍莓植物色素含量的影響

如圖1所示，藍莓組培苗在不同光質處理下葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量差異顯著。對于葉綠素a，T4處理的葉綠素a含量達到最高，其次是T3處理，T1處理的葉綠素a含量最低。對于葉綠素b，T10處理的葉綠素b含量達到最高，其次是T4處理，T1處理的葉綠素b含量最低。對于葉綠素總量，T4處理的葉綠素總量達到最高，其次是T3處理，T1處理的葉綠素a含量最低。對于胡蘿卜素，T3處理的胡蘿卜素含量達到最高，其次是T4、T5處理，T1處理的胡蘿卜素含量最低，各處理均無顯著差異。

圖1 不同光質處理對藍莓植物光合色素的影響

3 討論與結論

在藍莓組織培養中，葉長、葉寬、葉片數反映了植物可以光合作用的強弱；莖長、莖粗反映了藍莓苗的生長情況，影響著以后移栽成活率；干質量和鮮質量影響著藍莓苗的物質積累。本研究中，針對不同的紅藍光比例，T10處理的莖長、葉片數量達到了最大值，說明該比例對植物的生長起著重要的作用。在物質積累上，T4處理的干質量和鮮質量達到最大值。在有關報道中，藍光和紅光分別主要用于植物生長，因為它們分別約460和660 nm的波長對光合色素吸收非常有效，從而導致了最佳的光合作用效率。葉綠素是進行光合作用的主要色素，包含很多種類，在植物生理生化過程中起核心作用。在本研究中，相比空白處理，紅藍光比例可以影響葉綠素的積累，這和有關菊花組培苗的研究相似。

對比白光處理，不同的紅藍光比促進了藍莓苗的生長，促進藍莓苗的光合色素合成。因此，一定的紅藍光質有利于藍莓苗的生長和發育。