光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗生長(zhǎng)的影響

仇學(xué)文 許建民 史金蘭 鄭榮晶 楊海明 滕向東

摘 要：該文以‘馬斯特康乃馨組培苗為試材，以熒光燈為對(duì)照（CK），采用LED為光源，研究紅光、藍(lán)光和不同紅藍(lán)復(fù)合光處理下，光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗生長(zhǎng)和生理的影響。結(jié)果表明：（1）康乃馨組培苗的株高最高在紅光處理下最高，藍(lán)光處理下最低，紅藍(lán)1∶3的株高明顯高于熒光對(duì)照處理；單色光處理下根數(shù)顯著高于對(duì)照處理。（2）藍(lán)光處理下葉綠素a、葉綠素b及類(lèi)胡蘿卜素含量顯著高于其他處理，藍(lán)光能增加康乃馨組培苗光合色素的含量；復(fù)合光質(zhì)處理和對(duì)照熒光燈處理下葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素的含量沒(méi)有顯著差異；（3）紅藍(lán)3∶1處理下，可溶性糖含量和游離氨基酸含量最高；藍(lán)光處理下蔗糖含量最高；紅藍(lán)1∶3處理下，游離氨基酸的含量最低；紅光下可溶性蛋白最高。LED光源的的光質(zhì)組合可以作為康乃馨組培苗育苗的光質(zhì)。

關(guān)鍵詞：光質(zhì)；康乃馨；生長(zhǎng)

中圖分類(lèi)號(hào) S681 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）09-0045-03

The Effects of Light Quality on the Growth of Carnation in Vitro

Qiu Xuewen et al.

（Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry，Zhenjiang 212400，China；Jiangsu Engineering and Technology Center for Modern Horticulture，Zhenjiang 212400，China）

Abstract：The "Master" carnation seedlings were selected as materials.Effect of light quality on carnation plantlets growth and physiology under fluorescent lamp（CK），using LED as light source，red light，blue light and red blue light under different composite processing research were studied.The results showed that：（1）the height of carnation plantlets was the tallest under the red light and the lowest under blue light.Plantlets height under 1：3 red and blue were significant higher than CK.Root numbers under single light treatments was significantly higher than control.（2）Under the blue light，chlorophyll a，chlorophyll b and carotenoid content was significantly higher than other treatments.Blue light increased the content of photosynthetic pigments；there was no significant difference between the treatment and control of composite light under fluorescent lights on chlorophyll a，chlorophyll b and carotenoid content.（3）The content of soluble sugar and free amino acid content was the highest and free amino acid was lowest under treatment of red and blue 3：1；sucrose content was the highest under blue light；the red and blue 1：3；soluble protein is the highest under the red light.LED light source light combination can be used as breeding of carnation plantlets.

Key words：Light quality；Carnation；Growth

康乃馨（Dianthus caryophyllus），又名香石竹，是石竹科石竹屬常綠亞灌木，因莖葉清秀，花型端莊大方，芳香清幽，與月季、菊花和唐菖蒲并稱(chēng)為四大切花?？的塑暗姆敝撤钟行苑敝澈蜔o(wú)性繁殖，有性繁殖由于結(jié)子率低，種子性狀分離變異大，且幼苗生長(zhǎng)緩慢，因此在生產(chǎn)上很少應(yīng)用；無(wú)性繁殖主要通過(guò)壓條繁殖和扦插繁殖，但長(zhǎng)期無(wú)性繁殖過(guò)程中容易病毒積累，花型變小，影響品質(zhì)，目前已通過(guò)組培脫毒技術(shù)來(lái)生產(chǎn)種苗。

光環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，植物的形態(tài)建成、光合作用、新陳代謝以至基因的表達(dá)都受到光環(huán)境的調(diào)控。光環(huán)境對(duì)植物的調(diào)控主要表現(xiàn)在光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期3個(gè)方面，其中光質(zhì)是最新的研究熱點(diǎn)，因?yàn)殡S著科技的進(jìn)步和新型技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，人們對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程中光源的利用已經(jīng)突破了太陽(yáng)光的限制，熒光燈、鈉燈、鏑燈等人工光源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)成為環(huán)境控制植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要手段。但是這些光源很難做到單色光質(zhì)，對(duì)研究不同光質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響有所限制。發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）的出現(xiàn)為解決這一問(wèn)題提供了契機(jī)，LED光源具有體積小、性能穩(wěn)定、波長(zhǎng)固定，光電轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)勢(shì)，為研究光質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育提供了巨大的發(fā)展空間。

近年來(lái)，有學(xué)者研究了不同光質(zhì)對(duì)三七[1]、花生[2]、大豆[3]、紫背天葵[4]、黃瓜[5]等幼苗生長(zhǎng)的影響；也有學(xué)者研究了光質(zhì)對(duì)菊花組培苗[6]、大花蕙蘭組培苗[7]和蝴蝶蘭組培苗[8]等多種花卉組培苗生長(zhǎng)的影響。普遍的研究結(jié)果表明：紅光和藍(lán)光對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有積極影響，尤其是紅藍(lán)組合對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育尤為明顯，但不同的植物所需的紅藍(lán)光質(zhì)配比不一，因此要對(duì)每種植物進(jìn)行單獨(dú)的研究。研究光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗的生長(zhǎng)影響，可以為設(shè)施栽培光環(huán)境的調(diào)控提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì) 供試康乃馨由江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院組培中心提供，品種名稱(chēng)為“馬斯特”。將康乃馨接種于MS培養(yǎng)基上，每瓶接種10株，然后將其放置于光強(qiáng)為50μmol·m-2·s-1，紅、藍(lán)、紅藍(lán)1∶3、紅藍(lán)1∶1和紅藍(lán)3∶1的LED面板光源下，調(diào)節(jié)電流和占空比，保證光源的一致性。培養(yǎng)溫度25℃，光周期12h·d-1。同時(shí)設(shè)置熒光燈為對(duì)照，28d后測(cè)定數(shù)據(jù)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法 用直尺測(cè)定莖長(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗；電子天平測(cè)定地上部和地下部鮮重，85℃烘箱烘干至恒重后測(cè)定干重；并計(jì)數(shù)每種處理下莖段數(shù)。葉綠素的測(cè)定用80%丙酮過(guò)夜提取測(cè)定；蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量；間二苯酚法測(cè)定蔗糖含量；游離氨基酸含量的測(cè)定采用茚三酮法；高氯酸加蒽酮法測(cè)定淀粉含量；酮做對(duì)照調(diào)0?？扇苄缘鞍椎臏y(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法；60%硫酸消煮纖維素后蒽酮法測(cè)定纖維素含量

2 結(jié)果與分析

2.1 光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗生長(zhǎng)的影響 從表1可知，同其他處理相比，紅光處理下，康乃馨組培苗的株高最高，是藍(lán)光的2.08倍，復(fù)合光處理下，紅藍(lán)1∶3的株高明顯高于熒光對(duì)照處理；單色光處理下根數(shù)顯著高于對(duì)照處理，紅藍(lán)1∶1復(fù)合光處理下根數(shù)最多；紅光處理下康乃馨組培苗的莖段數(shù)最多，明顯高于其他處理下的，但是其莖粗缺較細(xì)，顯著低于藍(lán)光和其他復(fù)合光處理。

從表2可知，紅藍(lán)1∶1和紅藍(lán)3∶1的復(fù)合光有利于康乃馨組培苗的生物質(zhì)積累，其鮮重和干重較高，藍(lán)光和紅光相比，其干鮮比較高，證明藍(lán)光可以積累更多的干物質(zhì)。

2.2 光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗光合色素含量的影響 從表3可知，藍(lán)光處理下葉綠素a、葉綠素b及類(lèi)胡蘿卜素含量顯著高于其他處理，分別是紅光的1.79倍、2.0倍、1.75倍，說(shuō)明藍(lán)光能增加康乃馨組培苗光合色素的含量；幾種復(fù)合光質(zhì)處理和對(duì)照熒光燈處理下葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素的含量沒(méi)有顯著差異。

2.3 光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗光合產(chǎn)物的影響 康乃馨組培苗在不同光質(zhì)下其光合產(chǎn)物含量差異明顯，紅藍(lán)3∶1處理下，可溶性糖含量和游離氨基酸含量最高；藍(lán)光處理下蔗糖含量最高，是熒光燈對(duì)照處理的2倍；紅藍(lán)1∶3和紅藍(lán)1∶1處理下淀粉含量相對(duì)于其他處理較高，紅藍(lán)1∶3處理下，游離氨基酸的含量最低；紅光下可溶性蛋白最高；纖維素的含量在熒光燈對(duì)照下最高，LED處理中紅光的纖維素含量也較高。

3 討論

目前已有很多關(guān)于單色光或復(fù)合光對(duì)組培苗生長(zhǎng)發(fā)育及生理生化特性的研究報(bào)道，主要的光質(zhì)是紅、藍(lán)、綠和黃4種單色光，復(fù)合光的研究主要集中于紅藍(lán)復(fù)合光，因?yàn)榧t藍(lán)光譜和葉綠素的吸收光譜一致。

3.1 光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗生長(zhǎng)的影響 光質(zhì)對(duì)植物的形態(tài)建成有重要影響。本文研究發(fā)現(xiàn)康乃馨試管苗在紅光下株高的值最大，但是莖粗最小，這證明康乃馨試管苗在紅光下發(fā)生徒長(zhǎng)，藍(lán)光處理下康乃馨的株高最低，但是莖粗最大，根數(shù)也相對(duì)較多，證明藍(lán)光可以是康乃馨組培苗矮壯；與前人在菊花組培苗[6]、蝴蝶蘭組培苗[8]的研究結(jié)果一致。在株高、根數(shù)和莖段數(shù)幾個(gè)指標(biāo)方面，紅藍(lán)復(fù)合光明顯優(yōu)于熒光燈對(duì)照，這說(shuō)明熒光燈不適合康乃馨組培苗的生長(zhǎng)，這與李慧敏在陸地棉組培苗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[9]，主要是由于熒光燈中含有許多無(wú)用的光譜，這些光譜對(duì)康乃馨組培的生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)紅藍(lán)1∶1的復(fù)合光其干鮮重比其他幾種光質(zhì)處理高，證明這種光質(zhì)配比有利于康乃馨組培苗干物質(zhì)的積累。

3.2 光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗光合色素的影響 已有很多的研究證明藍(lán)光可以比紅光產(chǎn)生更多的光合色素含量，也有一些研究報(bào)道紅光較藍(lán)提高了葉片中的綠素含量[10-11]，本試驗(yàn)中藍(lán)光的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量都是藍(lán)光下最高，與陳星星[12]對(duì)白掌研究結(jié)果相反，而魏星[6]在對(duì)菊花的研究顯示紅光有利于葉綠素b的合成，藍(lán)光有利于葉綠素a的合成。與周錦業(yè)[13]對(duì)金線蓮和戴嬌艷[8]對(duì)蝴蝶蘭的研究結(jié)果一致；類(lèi)胡蘿卜除了作為光合用的輔助色素，在保護(hù)器官免于遭受破壞性氧化過(guò)程中也具有重要意義，本試驗(yàn)中藍(lán)光下的類(lèi)胡蘿卜素含量也是最高，而紅藍(lán)復(fù)合光和熒光對(duì)照處理之間無(wú)顯著差異，與王丹[14]對(duì)碧玉蘭、陳光彩[15]對(duì)香蕉的研究結(jié)果不一致?？赡苁遣煌闹参飳?duì)光質(zhì)的需求和其起源地不同。

3.3 光質(zhì)對(duì)康乃馨組培苗光合產(chǎn)物的影響 不同光譜能量對(duì)康乃馨試管苗的碳氮代謝具有重要影響。常宏等認(rèn)為紅光促進(jìn)了馬鈴薯組培苗碳水化合物的積累，生物量增加較多；藍(lán)光有利于蛋白質(zhì)的合成和運(yùn)輸[16]。魏星[6]等對(duì)菊花的研究也有此發(fā)現(xiàn)。在本次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，紅光處理下蔗糖、可溶性蛋白和纖維素含量較高，其余可溶性糖含量、游離氨基酸含量和淀粉含量等光合產(chǎn)物都是在復(fù)合光處理下較高，這與張歡對(duì)番茄和萵苣幼苗的研究結(jié)果相一致，證明光合產(chǎn)物的合成需要2種以上的復(fù)合光。但各種最高值處在不同的配比之間，因此還需進(jìn)一步研究紅藍(lán)光質(zhì)的配比，或在2種配比的基礎(chǔ)上加入新的光質(zhì)。

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