植物学报 ›› 2016, Vol. 51 ›› Issue (1): 81-88.doi: 10.11983/CBB14196

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不同光质的LED对蝴蝶兰组织培养增殖及生根的影响

任桂萍1,2, 王小菁1, 朱根发2,*()   

  1. 1华南师范大学生命科学学院, 广东省植物发育生物工程重点实验室, 广州 510631
    2广东省农业科学院环境园艺研究所, 广东省园林花卉种质创新与利用重点实验室, 广州 510640
  • 收稿日期:2014-11-15 接受日期:2015-04-14 出版日期:2016-01-01 发布日期:2016-02-01
  • 通讯作者: 朱根发 E-mail:genfazhu@163.com
  • 作者简介:? 共同第一作者
  • 基金资助:
    基金项目: 广东省科技攻关重点项目(No.2011A020102007)和广东省战略新兴产业核心技术攻关项目(No.2012A020800003)

Effect of LED in Different Light Qualities on Growth of Phalaenopsis Plantlets

Guiping Ren1,2, Xiaojing Wang1, Genfa Zhu2*   

  1. 1Guangdong Provincial Key Laboratory of Biotechnology for Plant Development, College of Life Sciences, South China Normal University, Guangzhou 510631, China
    2Guangdong Key Laboratory of Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization, Environmental Horticulture Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou 510640, China
  • Received:2014-11-15 Accepted:2015-04-14 Online:2016-01-01 Published:2016-02-01
  • Contact: Zhu Genfa E-mail:genfazhu@163.com
  • About author:? These authors contributed equally to this paper

摘要:

以蝴蝶兰(Phalaenopsis ssp.)栽培种绿熊(Green Bear)和大辣椒(Big Chilli)为培养材料, 研究不同光质的发光二极管(LED)组合对组织培养过程中增殖及生根的影响。结果表明, 红光更有利于蝴蝶兰单芽增殖、干重、鲜重以及株高的增加, 但不利于叶片叶绿素的积累; 蓝光有利于叶片叶绿素的积累, 并能提高根系活力; 远红光则对根长和根系活力的增加作用更显著。增殖扩繁阶段的最适LED为暖白, 2种蝴蝶兰芽增殖系数分别比白色荧光灯(对照)高出53.17%和46.37%。生根诱导阶段的最适LED组合为红:蓝:远红=3:6:1, 根长及根系活力均较对照显著增加。该研究结果为LED光源在蝴蝶兰组织培养中的应用奠定了基础。

关键词: 发光二极管, 光质, 蝴蝶兰, 组织培养

Abstract:

We used the aseptic seedlings of 2 cultivars (Phalaenopsis ssp. cv. ‘Green Bear’ and Phalaenopsis ssp. cv. ‘Big Chilli’) to investigate the effect of LED in different light qualities on multiplication and rooting in vitro. The experimental design included 15 different light sources composed of six kinds of LED light, namely RED(630), R(630)8B2, R(630)7B3, R(630)5B5, R(630)3B7, R(630)2B8, BLUE, RED(660), R(660)7B3, R(660)5B5, CW5R(630)5, Warm W, R(630)6B3FR1, R(630)4B4FR2, R(630)3B6FR1, and WFL (control). Under red light illumination, seeding growth and the number of shoots were promoted, but chlorophyll content of leaves was reduced, but it was increased under the mixture of blue and red LEDs. Blue light had a positive effect on chlorophyll content. Root activity was increased with increasing ratio of blue in the combined red and blue LEDs and increased under the three light sources supplemented with far-red light. Blue and far-red light were more effective in root length. Shoots could be more successfully induced under Warm W light. Compared with WFL light, the number of shoots of the 2 varieties was increased by 53.17% and 46.37%, respectively. Therefore, the best light recipe for the multiplication and rooting of Phalaenopsis were Warm W and R(630)3B6FR1 light. The present study provides a proof of application of LEDs in Phalaenopsis tissue culture.

Key words: light-emitting diode, light quality, Phalaenopsis, tissue culture

表1

LED不同光质配比"

Light treatment Factors Wavelength
RED(630) Red 630 nm
R(630)8B2 Red:Blue=8:2 630 nm/450-480 nm
R(630)7B3 Red:Blue=7:3 630 nm/450-480 nm
R(630)5B5 Red:Blue=5:5 630 nm/450-480 nm
R(630)3B7 Red:Blue=3:7 630 nm/450-480 nm
R(630)2B8 Red:Blue=2:8 630 nm/450-480 nm
BLUE Blue 450-480 nm
RED(660) Red 660 nm
R(660)7B3 Red:Blue=7:3 660 nm/450-480 nm
R(660)5B5 Red:Blue=5:5 660 nm/450-480 nm
CW5R(630)5 Cold white:Red=5:5 630 nm/400-780 nm
Warm W Warm white LED 400 nm-780 nm (the range of 500-780 nm accounts for 91.80%)
R(630)6B3FR1 Red:Blue:Far red=6:3:1 630 nm/450-480 nm/730 nm
R(630)4B4FR2 Red:Blue:Far red=4:4:2 630 nm/450-480 nm/730 nm
R(630)3B6FR1 Red:Blue:Far red=3:6:1 630 nm/450-480 nm/730 nm
WFL White fluorescent tube 360-750 nm

表2

不同光质的LED处理下蝴蝶兰单芽增殖系数"

Light treatment Green Bear Big Chilli
Multiplication
coefficient
Ratio (%)
(number of shoot≥3)
Ratio (%)
(number of shoot≥4)
Multiplication
coefficient
Ratio (%)
(number of shoot≥3)
RED(630) 2.85±0.16 c 51.39 25.00 2.20±0.14 g 34.55
R(630)8B2 2.26±0.13 a 38.46 11.54 1.85±0.11 cdef 18.52
R(630)7B3 2.33±0.14 a 36.84 13.16 1.78±0.12 bcdef 12.73
R(630)5B5 2.19±0.15 a 32.43 9.46 1.63±0.09 abcde 9.26
R(630)3B7 2.14±0.12 a 25.71 10.00 1.69±0.11 abcdef 14.55
R(630)2B8 2.37±0.11 a 36.90 11.90 1.50±0.08 abc 3.57
BLUE 2.27±0.13 a 33.33 14.67 1.66±0.13 abcdef 16.00
RED(660) 2.80±0.15 bc 56.25 25.00 2.00±0.12 fg 32.14
R(660)7B3 2.13±0.13 a 35.94 9.38 1.86±0.10 defg 21.57
R(660)5B5 2.39±0.14 ab 40.26 18.18 1.75±0.11 bcdef 19.23
CW5R(630)5 2.43±0.15 ab 38.67 20.00 1.94±0.12 efg 20.75
Warm W 3.14±0.17 c 62.16 36.49 2.02±0.12 fg 26.98
R(630)6B3FR1 2.32±0.17 a 34.78 14.49 1.49±0.09 ab 6.38
R(630)4B4FR2 2.29±0.19 a 31.82 13.64 1.56±0.09 abcd 8.33
R(630)3B6FR1 2.35±0.11 a 37.84 10.81 1.45±0.09 ab 5.45
WFL 2.05±0.12 a 22.08 6.49 1.38±0.07 a 1.82

表3

不同光质的LED对蝴蝶兰增殖培养中形态指标的影响"

Light treatment Green Bear Big Chilli
FW (g) DW (mg) Height (mm) FW (g) DW (mg) Height (mm)
RED(630) 0.94±0.05 bcde 49.56±2.81 abc 38.16±1.31 ef 0.74±0.04 bc 41.28±5.24 ab 42.77±1.11 f
R(630)8B2 0.90±0.05 bcde 49.58±2.81 abc 36.63±1.13 cde 0.81±0.05 bcd 42.01±2.45 ab 36.61±1.03 cd
R(630)7B3 0.84±0.05 abc 47.30±3.33 ab 33.15±1.00 ab 0.75±0.05 bc 42.82±2.59 abc 34.21±0.99 bc
R(630)5B5 0.79±0.05 ab 47.86±3.34 ab 34.59±0.88 bcd 0.74±0.04 bcd 41.89±2.19 ab 34.20±0.86 bc
R(630)3B7 0.71±0.05 a 43.16±2.70 a 32.94±0.77 ab 0.73±0.04 bc 46.04±2.37 bc 28.98±1.09 a
R(630)2B8 0.80±0.06 ab 45.01±3.61 a 30.94±0.78 a 0.76±0.05 bcd 43.65±2.53 bc 32.53±0.85 b
BLUE 0.79±0.05 ab 53.30±3.35 abcd 39.68±0.89 f 0.74±0.04 bc 41.88±2.46 ab 37.79±1.01 de
RED(660) 0.83±0.05 abc 47.80±2.49 ab 37.41±0.90 def 0.89±0.05 d 53.17±7.59 c 42.78±1.26 f
R(660)7B3 1.04±0.05 e 56.86±1.77 bcde 37.18±0.92 def 0.68±0.04 b 40.16±2.74 ab 32.92±1.13 b
R(660)5B5 0.95±0.05 bcde 58.26±3.12 cde 32.93±0.76 ab 0.83±0.05 cd 42.41±2.14 ab 34.37±1.14 bc
CW5R(630)5 0.99±0.05 cde 56.80±3.06 bcde 34.94±0.96 bcd 0.75±0.04 bcd 47.30±2.94 bc 38.83±1.14 de
Warm W 1.04±0.06 e 60.25±3.61 de 36.37±1.08 cde 0.81±0.05 bc 41.76±2.27 ab 40.70±1.19 ef
R(630)6B3FR1 0.88±0.05 abcde 50.44±2.82 abcd 34.96±0.98 bcd 0.70±0.04 bc 43.67±2.11 bc 32.41±0.87 b
R(630)4B4FR2 1.04±0.08 de 63.37±4.68 e 34.47±1.22 bcd 0.81±0.03 bcd 49.82±2.56 bc 33.02±1.16 b
R(630)3B6FR1 0.86±0.04 abcd 51.89±2.46 abcd 34.69±0.91 bcd 0.69±0.04 bc 42.69±1.96 abc 31.55±0.98 ab
WFL 0.87±0.06 abcde 50.63±3.17 abcd 33.74±0.83 abc 0.53±0.03 a 32.59±1.60 a 31.32±0.98 ab

图1

不同光质LED对蝴蝶兰叶片叶绿素含量的影响 (A) 绿熊叶绿素含量; (B) 大辣椒叶绿素含量。WFL: 白色荧光灯"

图2

部分LED光质下蝴蝶兰丛生芽增殖及幼苗生长状况 (A)-(D) 增殖培养60天后绿熊的丛生芽; (E)-(H) 增殖培养60天后大辣椒的丛生芽; (I)-(L) 生根培养60天后绿熊的幼苗; (M)-(P) 生根培养60天后大辣椒的幼苗。Bar=2 cm"

表4

不同光质的LED对蝴蝶兰组培苗生根的影响"

Light treatment Green Bear Big Chilli
Root length
(mm)
Number of root Root activity
(mg·g-1·h-1)
Root length (mm) Number of root Root activity (mg·g-1·h-1)
RED(630) 19.11±0.76 a 3.78±0.22 cde 92.08±12.84 a 12.50±0.89 a 2.67±0.16 a 118.74±15.12 a
R(630)8B2 20.34±0.99 ab 3.36±0.20 abcd 106.1±16.47 ab 25.33±1.39 b 2.68±0.11 a 177.04±22.40 abc
R(630)7B3 20.50±0.86 ab 3.92±0.18 de 115.53±10.06 abc 30.65±1.42 cd 3.02±0.14 abc 185.91±20.58 abc
R(630)5B5 21.77±0.94 abc 2.88±0.16 a 148.8±26.45 abcd 37.38±1.88 fg 3.30±0.12 cde 201.35±30.95 abc
R(630)3B7 23.65±0.91 bcde 4.03±0.19 e 180.87±17.96 cd 36.20±1.38 efg 3.43±0.12 def 201.76±38.83 abc
R(630)2B8 21.08±1.02 abc 3.73±0.23 cde 211.99±18.74 de 36.56±1.75 efg 3.25±0.14 cde 271.84±49.93 cde
BLUE 22.80±1.18 bcd 3.07±0.20 ab 253.49±11.79 e 36.50±1.73 efg 3.42±0.14 def 323.20±73.13 de
RED(660) 20.93±0.97 ab 3.76±0.19 cde 166.72±3.95 bcd 33.77±1.51 def 3.82±0.14 f 148.01±16.17 ab
R(660)7B3 23.69±1.27 bcde 3.25±0.18 abc 182.35±25.72 cd 27.40±1.46 bc 3.19±0.14 cd 183.29±12.02 abc
R(660)5B5 20.82±0.95 ab 3.71±0.22 cde 259.68±29.63 e 31.12±2.77 cde 3.09±0.20 bc 261.83±39.75 bcde
CW5R(630)5 20.74±0.97 ab 3.53±0.16 bcde 171.98±33.48 bcd 31.54±1.90 cde 3.46±0.15 def 188.82±20.36 abc
Warm W 22.29±0.92 abcd 3.73±0.21 cde 211.05±17.48 de 30.66±2.00 cd 3.57±0.14 def 225.28±40.13 abcd
R(630)6B3FR1 24.27±1.01 cde 3.86±0.19 cde 260.63±29.06 e 39.22±1.83 fg 3.67±0.11 ef 351.65±24.40 ef
R(630)4B4FR2 26.40±1.29 e 3.75±0.15 cde 349.41±31.61 f 39.88±2.17 g 3.56±0.15 def 366.20±29.03 ef
R(630)3B6FR1 25.04±0.96 de 3.74±0.19 cde 369.49±36.35 f 40.35±2.08 g 3.58±0.15 def 449.72±57.66 f
WFL 20.53±1.06 ab 3.49±0.18 bcde 172.52±11.89 bcd 24.58±1.61 b 2.64±0.13 a 171.67±23.38 abc
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