不同光質(zhì)對(duì)牡丹烏龍捧盛不定芽誘導(dǎo)的影響

郭 麗，朱飛雪，寇艷玲，賈文慶

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，鄭州451450）

牡丹（Paeonia suffruticosa）為芍藥科芍藥屬亞灌木植物，是中國(guó)名貴木本花卉，因其花大色艷、雍容華貴、富麗端莊、芳香濃郁，而且品種繁多，素有“國(guó)色天香”“花中之王”的美稱，長(zhǎng)期以來(lái)被人們當(dāng)作富貴吉祥、繁榮興旺的象征。由于牡丹觀賞價(jià)值高，經(jīng)濟(jì)效益可觀，頗具推廣價(jià)值。牡丹傳統(tǒng)繁殖方式主要以分株和嫁接為主，存在繁殖速度慢、苗木質(zhì)量參差不齊等問(wèn)題［1］，嚴(yán)重制約著牡丹的商品化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)，組織培養(yǎng)具有繁殖周期短、繁殖系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，便于規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。光是植物生長(zhǎng)發(fā)育的基本環(huán)境因素，它不僅是光合作用的基本能源，而且是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要調(diào)節(jié)因子［2］。發(fā)光二極管（LED）作為新型照明光源，具有節(jié)能環(huán)保、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)時(shí)間短、體積小、重量輕、發(fā)熱量少、易于分散或組合控制等許多不同于其他光源的重要特點(diǎn)［3，4］。目前，LED光源在菊花［5］、非洲菊［6］、高山杜鵑［7］、蝴蝶蘭［8］等植物組織培養(yǎng)生長(zhǎng)影響的研究已廣泛應(yīng)用，關(guān)于牡丹組培的研究已有不少文獻(xiàn)報(bào)道，主要集中于不同品種的組培快繁體系的研究［9-13］，關(guān)于牡丹光質(zhì)有賈文慶等［14］不同光質(zhì)對(duì)牡丹雜種胚組培苗生根的影響，而關(guān)于光質(zhì)對(duì)牡丹組培不定芽誘導(dǎo)的影響鮮有報(bào)道。為此，本試驗(yàn)利用牡丹烏龍捧盛的組織培養(yǎng)，采用不同光質(zhì)新型光源發(fā)光二極管（LED）為照光光源，研究不同光質(zhì)下LED對(duì)烏龍捧盛不定芽的誘導(dǎo)情況。根據(jù)相同培養(yǎng)基不同光質(zhì)下不定芽誘導(dǎo)的差異，研究其對(duì)牡丹側(cè)芽組織培養(yǎng)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響，選擇合適的光源光質(zhì)擴(kuò)大繁殖，建立起高速、高效、高質(zhì)的牡丹體系，為牡丹的工廠化組培提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為牡丹品種烏龍捧盛的側(cè)芽，2018年10月采于洛陽(yáng)國(guó)家牡丹園。選5～6年生長(zhǎng)健壯的母株下部飽滿健全的側(cè)芽為試驗(yàn)材料，采集后置于4℃冰箱里保存待用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 基本培養(yǎng)基的選擇試驗(yàn)選用WPM培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基。

1.2.2 不定芽生長(zhǎng)狀況統(tǒng)計(jì)方法選取生長(zhǎng)一致，健壯無(wú)污染高約1 cm的單芽，轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)基上，每瓶2個(gè)芽，10瓶1組，放置在不同的光質(zhì)（LED白光、LED紅光、LED藍(lán)光、LED綠光、LED黃光）下培養(yǎng)，進(jìn)行培養(yǎng)觀察，每7 d統(tǒng)計(jì)1次，記錄不定芽數(shù)量、高度、生長(zhǎng)勢(shì)（葉片顏色、張開(kāi)程度、干枯情況）、基部生長(zhǎng)情況（有無(wú)膨大、愈傷組織）、其他（褐化、玻璃化、死苗）等情況。光質(zhì)參數(shù)具體見(jiàn)表1。

表1 不同光質(zhì)的參數(shù)

不定芽高度及數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法：用直尺在培養(yǎng)瓶外從基部量到葉片頂芽，記錄各個(gè)不定芽的高度（以不定芽達(dá)到0.5 cm的高度為有效芽），歸納整理后，求出各個(gè)光質(zhì)中每個(gè)不定芽的平均高度。

不定芽生長(zhǎng)勢(shì)分為4類(lèi)，健壯芽：葉片全展，深綠色，無(wú)干枯；良好芽：葉片展開(kāi)2/3，翠綠色，無(wú)干枯；一般芽：葉片展開(kāi)1/3，嫩綠，梢干枯；弱芽：葉片未展開(kāi)，粉綠，干枯明顯。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析采用Excel作圖，DPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽增殖率的影響

不同光質(zhì)對(duì)牡丹不定芽誘導(dǎo)的地上部分增殖影響明顯。從圖1可以看出，牡丹不定芽誘導(dǎo)在白光下增殖率最高，處理7 d后，白光不定芽誘導(dǎo)增殖率為810.02%，紅光不定芽誘導(dǎo)增殖率為695.05%，藍(lán)光誘導(dǎo)增殖率為549.82%，綠光誘導(dǎo)增殖率為508.29%，黃光誘導(dǎo)增殖率為365.08%，在單色光中，紅光較其他光質(zhì)更有利于牡丹誘導(dǎo)不定芽的增殖。由此可見(jiàn)，復(fù)合光白光更利于試管苗的增殖。

圖1 不同光質(zhì)對(duì)牡丹組培苗增殖率的影響

2.2 不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽芽高的影響

不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽芽高的影響也有明顯的差異。從圖2可以看出，不同光質(zhì)對(duì)牡丹不定芽芽高影響明顯。7 d后測(cè)量，白光、黃光、綠光、藍(lán)光、紅光誘導(dǎo)后芽平均高度分別為2.20、2.85、2.35、1.70、3.17 cm。不定芽高度為紅光＞黃光＞綠光＞白光＞藍(lán)光，其中紅光誘導(dǎo)后芽平均高度為3.17 cm，且與其他光質(zhì)差異明顯，藍(lán)光下組培苗高度僅為1.70 cm，以上5種光質(zhì)波長(zhǎng)對(duì)牡丹不定芽芽高的測(cè)量數(shù)據(jù)表明，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光有利于不定芽的生長(zhǎng)，短波光（藍(lán)光）則抑制不定芽的生長(zhǎng)。

圖2 不同光質(zhì)對(duì)牡丹組培苗株高的影響

2.3 不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽生長(zhǎng)勢(shì)的影響

不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽生長(zhǎng)勢(shì)的影響有明顯的差異（圖3）。試驗(yàn)觀察，白光下不定芽的顏色呈現(xiàn)深綠色。單色光中，藍(lán)光下為翠綠色，與其他幾種單色光有明顯的差異，其次是紅光，為嫩綠色，綠光下最低，為黃綠色。

白光下不定芽的冠鮮重明顯高于單色光下的不定芽的冠鮮重量，其平均干枯率僅為5%。單色光中，綠色光下的冠鮮重明顯低于其他幾種單色光，其干枯率為30%。

圖3 不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽生長(zhǎng)勢(shì)的影響

2.4 不同光質(zhì)對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽基部的影響

不同光質(zhì)下愈傷組織的生長(zhǎng)情況也有所差異，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)紅光、藍(lán)光對(duì)愈傷組織的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，這與伊萬(wàn)寶等［15］不同光質(zhì)對(duì)仙客來(lái)愈傷組織誘導(dǎo)的影響試驗(yàn)結(jié)果一致；綠光則不利于愈傷組織的產(chǎn)生，這與郭君麗等［16］不同光質(zhì)對(duì)47號(hào)山藥零余子愈傷組織誘導(dǎo)試驗(yàn)一致。光質(zhì)對(duì)植物愈傷組織分化的影響因植物種類(lèi)不同而異，黃麗華等［17］在辣椒愈傷組織誘導(dǎo)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，紅光和白光促進(jìn)辣椒子葉愈傷組織的誘導(dǎo)，綠光和藍(lán)光則表現(xiàn)出抑制作用。這可能是由于植物基因控制著植物對(duì)不同光質(zhì)的適應(yīng)能力。

2.5 其他情況對(duì)牡丹誘導(dǎo)不定芽的影響

除了不同光質(zhì)對(duì)牡丹不定芽誘導(dǎo)有一定的影響。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，NAA、6-BA等單獨(dú)或相互作用均不會(huì)誘導(dǎo)牡丹玻璃苗的產(chǎn)生；溫度的高低與牡丹玻璃苗的產(chǎn)生有很大的相關(guān)性，26℃以下沒(méi)有玻璃苗的產(chǎn)生，26～30℃卻有63%的牡丹苗發(fā)生玻璃化現(xiàn)象（圖4F），隨溫度的升高，玻璃化產(chǎn)生的頻率也升高。溫度過(guò)高會(huì)使培養(yǎng)物PPO（多酚氧化酶）的活性提高，從而加速培養(yǎng)組織的褐變（圖4G）。

圖4 溫度對(duì)牡丹不定芽誘導(dǎo)的影響

3 小結(jié)

光質(zhì)被認(rèn)為是影響形態(tài)建成的重要因子。在植物組織培養(yǎng)中用LED作為光源，不僅能降低組織培養(yǎng)的成本，同時(shí)由于LED光質(zhì)、光強(qiáng)可調(diào)、窄波段等特點(diǎn)，使得對(duì)植物光生理學(xué)的研究更加深入［18］。試驗(yàn)研究證明，可見(jiàn)光中的紅光和不可見(jiàn)的紅外線都能促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和促進(jìn)種子及孢子的萌發(fā)。對(duì)植物的光合作用而言，以紅光的作用最大，其次是藍(lán)紫光；紅光又有助于葉綠素的形成，促進(jìn)二氧化碳的分解與碳水化合物的合成，藍(lán)光則有助于有機(jī)酸和蛋白質(zhì)的合成。而綠光及黃光則大多被葉子所反射或透過(guò)而很少被利用。

Moe等［19］、Seibert等［20］分別對(duì)黃瓜、煙草組培苗進(jìn)行光質(zhì)調(diào)節(jié)照射研究，認(rèn)為黃瓜增加藍(lán)光照射可降低株高，而增加紅光照射則使光合產(chǎn)物較多地轉(zhuǎn)運(yùn)到葉片；增加紅光照射對(duì)煙草組培苗有促進(jìn)發(fā)根的作用，藍(lán)光和近紫外光有促進(jìn)芽的發(fā)生和愈傷組織增重的作用，本試驗(yàn)中，長(zhǎng)波光（紅光和黃光）促進(jìn)不定芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，短波光（藍(lán)光）則抑制不定芽的高度生長(zhǎng)，研究認(rèn)為葉綠素總量在紅、藍(lán)光并存的條件下最高，而白光中包含這兩種光質(zhì)，因此白光下的葉綠素含量最大，其次是藍(lán)光，再次是紅光，綠光下最低?？傮w來(lái)看，牡丹不定芽在復(fù)合光中生長(zhǎng)勢(shì)最好，單色光中紅藍(lán)光較黃綠光更有利于促進(jìn)牡丹不定芽的誘導(dǎo)。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)牡丹烏龍捧盛不定芽誘導(dǎo)的研究，確定了其不定芽誘導(dǎo)的最佳光質(zhì)，為牡丹工廠化組培提供了數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。