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(xué)研究所,營口115009)(2 福建省中科生物股份有限公司)
藍莓學(xué)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(tǒng)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(yǎng)技術(shù)來快速繁殖藍莓種苗。藍莓組培育苗生產(chǎn)中多數(shù)以熒光燈為照射光源,但經(jīng)前人多次試驗發(fā)現(xiàn),人工光LED 與熒光燈相比,具有光譜可調(diào)、光電轉(zhuǎn)換率高及節(jié)能等特點[3],在組培育苗方面更具優(yōu)勢。如王婷婷等試驗表明,在LED 紅藍光基礎(chǔ)上添加適量綠光的光照條件下,白及組培苗長勢顯著優(yōu)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(fā)現(xiàn)LED 紅藍綠復(fù)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(fā)現(xiàn)LED 紅藍混合光更適宜奇楠沉香組培苗的增殖培養(yǎng),與普通熒光燈處理相比存在顯著差異[6]。LED 半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展已達到一定階段,但LED 光質(zhì)在藍莓組培育苗方面的應(yīng)用鮮有文獻報道,主要有萬如萌和潘美娜研究了LED 復(fù)合光質(zhì)對藍莓品種‘萊格西’組培苗生長發(fā)育、生理特性的影響[7-8],但缺乏較為系統(tǒng)的光質(zhì)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(zhì)和復(fù)合光質(zhì)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。
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(zhì)試驗。
試驗LED 光源由福建省中科生物股份有限公司自主研發(fā),設(shè)置7 個LED 光質(zhì)處理:藍光(B)、綠光(G)、紅光(R)等3 個單色光質(zhì)處理,1R1BG(在R∶B=1.00 基礎(chǔ)上添加10%綠光)、2R1BG(在R∶B=2.21 基礎(chǔ)上添加10%綠光)、3R1BG(在R∶B=3.29 基礎(chǔ)上添加10%綠光)、4R1BG(在R∶B=4.29 基礎(chǔ)上添加10%綠光)等4 個復(fù)合光質(zhì)處理,以熒光燈為對照(CK)。各處理不同光質(zhì)光子數(shù)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(zhì)處理的光子數(shù)所占比率
試驗所用培養(yǎng)基是‘都克’藍莓最適增殖與生根培養(yǎng)基。增殖培養(yǎng)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(fù),將轉(zhuǎn)接完的試管苗置于不同光質(zhì)培養(yǎng)架上進行培養(yǎng)。60 d 后采集株高、葉片數(shù)、不定芽個數(shù)、單株鮮重和干重以及增殖倍數(shù)等指標(biāo)。生根培養(yǎng)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(fù),將轉(zhuǎn)接完的試管苗置于不同光質(zhì)培養(yǎng)架上進行培養(yǎng),60 d 后進行生根率統(tǒng)計。
采用Microsoft Excel 2016 對所測得的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
從表2 可以看出,LED 單色光質(zhì)處理與CK 比較,B 處理和G 處理的藍莓組培苗各生長指標(biāo)整體無明顯優(yōu)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(shù)和不定芽數(shù)均顯著優(yōu)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(fù)合光質(zhì)處理中,藍莓組培苗長勢整體表現(xiàn)為在添加10%綠光的基礎(chǔ)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(shù)(14.94 片)、不定芽數(shù)(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(zhì)處理對藍莓組培苗長勢的影響
增殖倍數(shù)可以直觀地反映出組培育苗效率。如圖1 所示,LED 復(fù)合光質(zhì)處理中3R1BG、4R1BG的藍莓組培苗增殖倍數(shù)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(zhì)處理之間差異均達顯著水平;其次是G處理,增殖倍數(shù)為4.86 倍,比CK 高出17.39%;B處理和1R1BG 處理的增殖倍數(shù)相對較低,分別為4.58、4.23 倍,表明藍光比例較高的光質(zhì)處理不利于藍莓組培苗的增殖。
圖1 不同光質(zhì)處理對藍莓組培苗增殖的影響
不同LED 光質(zhì)處理對藍莓組培苗生根的影響差異較大(圖2)。LED 單色光質(zhì)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(jié)果相似;不同LED 復(fù)合光質(zhì)處理的生根率大小表現(xiàn)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(zhì)處理對藍莓組培苗生根的影響
光對植物的形態(tài)建成起著重要的調(diào)控作用,例如影響種子萌發(fā)、莖葉生長和花芽分化,不同光質(zhì)對植物生長發(fā)育的影響并不一致,同類植物不同品種對光質(zhì)的反應(yīng)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(shù)和不定芽數(shù)等均明顯高于其他LED 單色光質(zhì)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(zhì)處理的結(jié)果相似??赡芘cLED 紅光對莖的伸長具有促進作用有關(guān),莖的生長速度加快,但有機物質(zhì)積累速度并沒有協(xié)同進行,所以植株鮮干重提升并不明顯[11]。本研究中,LED 復(fù)合光質(zhì)處理中,含紅光比例較高的4R1BG(在R∶B=4.29 基礎(chǔ)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(fù)合光可促進藍莓幼苗生長的結(jié)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(zhì)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(chǔ)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(fā)現(xiàn)紅藍綠復(fù)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(shù)[7]。廖多思等在開展LED 光質(zhì)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(jié)果,紅光和藍光分別適宜不同種高山杜鵑增殖、生根[13],側(cè)面佐證了不同基因型品種對光質(zhì)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(chǔ)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。