不同光質對牡丹烏龍捧盛不定芽誘導的影響

郭 麗，朱飛雪，寇艷玲，賈文慶

（河南農業職業學院，鄭州451450）

牡丹（Paeonia suffruticosa）為芍藥科芍藥屬亞灌木植物，是中國名貴木本花卉，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“國色天香”“花中之王”的美稱，長期以來被人們當作富貴吉祥、繁榮興旺的象征。由于牡丹觀賞價值高，經濟效益可觀，頗具推廣價值。牡丹傳統繁殖方式主要以分株和嫁接為主，存在繁殖速度慢、苗木質量參差不齊等問題［1］，嚴重制約著牡丹的商品化、產業化、規模化生產，組織培養具有繁殖周期短、繁殖系數高等優點，便于規模和產業化生產。光是植物生長發育的基本環境因素，它不僅是光合作用的基本能源，而且是植物生長發育的重要調節因子［2］。發光二極管（LED）作為新型照明光源，具有節能環保、安全可靠、使用壽命長、響應時間短、體積小、重量輕、發熱量少、易于分散或組合控制等許多不同于其他光源的重要特點［3，4］。目前，LED光源在菊花［5］、非洲菊［6］、高山杜鵑［7］、蝴蝶蘭［8］等植物組織培養生長影響的研究已廣泛應用，關于牡丹組培的研究已有不少文獻報道，主要集中于不同品種的組培快繁體系的研究［9-13］，關于牡丹光質有賈文慶等［14］不同光質對牡丹雜種胚組培苗生根的影響，而關于光質對牡丹組培不定芽誘導的影響鮮有報道。為此，本試驗利用牡丹烏龍捧盛的組織培養，采用不同光質新型光源發光二極管（LED）為照光光源，研究不同光質下LED對烏龍捧盛不定芽的誘導情況。根據相同培養基不同光質下不定芽誘導的差異，研究其對牡丹側芽組織培養發芽率和發芽勢的影響，選擇合適的光源光質擴大繁殖，建立起高速、高效、高質的牡丹體系，為牡丹的工廠化組培提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為牡丹品種烏龍捧盛的側芽，2018年10月采于洛陽國家牡丹園。選5～6年生長健壯的母株下部飽滿健全的側芽為試驗材料，采集后置于4℃冰箱里保存待用。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本培養基的選擇試驗選用WPM培養基為基本培養基。

1.2.2 不定芽生長狀況統計方法選取生長一致，健壯無污染高約1 cm的單芽，轉接到培養基上，每瓶2個芽，10瓶1組，放置在不同的光質（LED白光、LED紅光、LED藍光、LED綠光、LED黃光）下培養，進行培養觀察，每7 d統計1次，記錄不定芽數量、高度、生長勢（葉片顏色、張開程度、干枯情況）、基部生長情況（有無膨大、愈傷組織）、其他（褐化、玻璃化、死苗）等情況。光質參數具體見表1。

表1 不同光質的參數

不定芽高度及數量統計方法：用直尺在培養瓶外從基部量到葉片頂芽，記錄各個不定芽的高度（以不定芽達到0.5 cm的高度為有效芽），歸納整理后，求出各個光質中每個不定芽的平均高度。

不定芽生長勢分為4類，健壯芽：葉片全展，深綠色，無干枯；良好芽：葉片展開2/3，翠綠色，無干枯；一般芽：葉片展開1/3，嫩綠，梢干枯；弱芽：葉片未展開，粉綠，干枯明顯。

1.2.3 數據分析采用Excel作圖，DPS對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同光質對牡丹誘導不定芽增殖率的影響

不同光質對牡丹不定芽誘導的地上部分增殖影響明顯。從圖1可以看出，牡丹不定芽誘導在白光下增殖率最高，處理7 d后，白光不定芽誘導增殖率為810.02%，紅光不定芽誘導增殖率為695.05%，藍光誘導增殖率為549.82%，綠光誘導增殖率為508.29%，黃光誘導增殖率為365.08%，在單色光中，紅光較其他光質更有利于牡丹誘導不定芽的增殖。由此可見，復合光白光更利于試管苗的增殖。

圖1 不同光質對牡丹組培苗增殖率的影響

2.2 不同光質對牡丹誘導不定芽芽高的影響

不同光質對牡丹誘導不定芽芽高的影響也有明顯的差異。從圖2可以看出，不同光質對牡丹不定芽芽高影響明顯。7 d后測量，白光、黃光、綠光、藍光、紅光誘導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＞藍光，其中紅光誘導后芽平均高度為3.17 cm，且與其他光質差異明顯，藍光下組培苗高度僅為1.70 cm，以上5種光質波長對牡丹不定芽芽高的測量數據表明，波長較長的光有利于不定芽的生長，短波光（藍光）則抑制不定芽的生長。

圖2 不同光質對牡丹組培苗株高的影響

2.3 不同光質對牡丹誘導不定芽生長勢的影響

不同光質對牡丹誘導不定芽生長勢的影響有明顯的差異（圖3）。試驗觀察，白光下不定芽的顏色呈現深綠色。單色光中，藍光下為翠綠色，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 不同光質對牡丹誘導不定芽生長勢的影響

2.4 不同光質對牡丹誘導不定芽基部的影響

不同光質下愈傷組織的生長情況也有所差異，統計發現紅光、藍光對愈傷組織的生長有促進作用，這與伊萬寶等［15］不同光質對仙客來愈傷組織誘導的影響試驗結果一致；綠光則不利于愈傷組織的產生，這與郭君麗等［16］不同光質對47號山藥零余子愈傷組織誘導試驗一致。光質對植物愈傷組織分化的影響因植物種類不同而異，黃麗華等［17］在辣椒愈傷組織誘導試驗中發現，紅光和白光促進辣椒子葉愈傷組織的誘導，綠光和藍光則表現出抑制作用。這可能是由于植物基因控制著植物對不同光質的適應能力。

2.5 其他情況對牡丹誘導不定芽的影響

除了不同光質對牡丹不定芽誘導有一定的影響。試驗中發現，NAA、6-BA等單獨或相互作用均不會誘導牡丹玻璃苗的產生；溫度的高低與牡丹玻璃苗的產生有很大的相關性，26℃以下沒有玻璃苗的產生，26～30℃卻有63%的牡丹苗發生玻璃化現象（圖4F），隨溫度的升高，玻璃化產生的頻率也升高。溫度過高會使培養物PPO（多酚氧化酶）的活性提高，從而加速培養組織的褐變（圖4G）。

圖4 溫度對牡丹不定芽誘導的影響

3 小結

光質被認為是影響形態建成的重要因子。在植物組織培養中用LED作為光源，不僅能降低組織培養的成本，同時由于LED光質、光強可調、窄波段等特點，使得對植物光生理學的研究更加深入［18］。試驗研究證明，可見光中的紅光和不可見的紅外線都能促進莖的伸長生長和促進種子及孢子的萌發。對植物的光合作用而言，以紅光的作用最大，其次是藍紫光；紅光又有助于葉綠素的形成，促進二氧化碳的分解與碳水化合物的合成，藍光則有助于有機酸和蛋白質的合成。而綠光及黃光則大多被葉子所反射或透過而很少被利用。

Moe等［19］、Seibert等［20］分別對黃瓜、煙草組培苗進行光質調節照射研究，認為黃瓜增加藍光照射可降低株高，而增加紅光照射則使光合產物較多地轉運到葉片；增加紅光照射對煙草組培苗有促進發根的作用，藍光和近紫外光有促進芽的發生和愈傷組織增重的作用，本試驗中，長波光（紅光和黃光）促進不定芽的伸長生長，短波光（藍光）則抑制不定芽的高度生長，研究認為葉綠素總量在紅、藍光并存的條件下最高，而白光中包含這兩種光質，因此白光下的葉綠素含量最大，其次是藍光，再次是紅光，綠光下最低。總體來看，牡丹不定芽在復合光中生長勢最好，單色光中紅藍光較黃綠光更有利于促進牡丹不定芽的誘導。本試驗通過對牡丹烏龍捧盛不定芽誘導的研究，確定了其不定芽誘導的最佳光質，為牡丹工廠化組培提供了數據支持和理論依據。