不同LEDs光質對黃秋葵組培苗生理特性的影響

摘要" 為篩選適合黃秋葵組培苗的最優光質，以黃秋葵品種五福為試驗材料，采用單因素隨機區組設計試驗，將其頂芽外植體（1.5 cm）接種到1/2 MS基本培養基上，分別轉入熒光燈（CK）、藍光（B）、紅光（R）、黃（Y）、綠（G）和遠紅光（FR）下進行光照射處理，測定其鮮樣質量、干樣質量，根系活力，葉綠素a等光合色素含量，超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶活性，以及蔗糖等碳水化合物含量。結果表明，各光質處理下，黃秋葵組培苗的鮮樣質量和干樣質量變化趨勢較一致，以B處理最大，分別為2.54 g和0.46 mg；B處理下幼苗的根系活力最強；B處理的組培苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量均最高，分別為1.09、0.48、1.47和0.38 mg/g，CK處理下葉綠素a/b含量較高；葉片中SOD和過氧化物酶（POD）的活性在B處理下最大，分別為362.75和189.69 U/（g·min）；葉片中蔗糖、淀粉、可溶性糖和可溶性總糖含量以R處理最高。綜上，單色藍光處理能有效提高黃秋葵鮮樣質量、干樣質量、根系活力和葉片中光合色素的含量，單色紅光和單色藍光處理均可促進葉片中蔗糖等碳水化合物的積累。因此，可采用單色藍光作為黃秋葵離體培養的單色光質。本研究為黃秋葵離體快繁中光質的利用提供參考。

關鍵詞" 光質；黃秋葵；組培苗；生理特性；離體培養

中圖分類號" S649"""""" 文獻標識碼" A"""""" 文章編號" 1007-7731（2025）01-0039-05

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.009

Effects of different LEDs light quality on physiological characteristics of Abelmoschus esculentus tissue culture seedlings

Abstract" To select the optimal light quality suitable for tissue culture seedlings of Abelmoschus esculentus， Wufu variety was used as experimental material， and a single factor randomized block design experiment was carried out. The terminal bud explants （1.5 cm） were inoculated on 1/2 MS basic medium. Under fluorescent （CK）， blue （B）， red （R）， yellow （Y）， green （G） and far red （FR） light irradiation， fresh sample weight， dry sample weight， root activity， photosynthetic pigment content such as chlorophyll a， antioxidant enzyme activity such as SOD and carbohydrate content such as sucrose were determined. The results showed that under each light quality treatment， the change trend of fresh weight and dry weight was consistent， and B treatment was the highest， which were 2.54 g and 0.46 mg， respectively. The root activity of seedlings under B treatment was the highest. The chlorophyll a， chlorophyll b， total chlorophyll， and carotenoid contents of tissue culture seedlings treated with B were the highest， which were 1.09， 0.48， 1.47， and 0.38 mg/g， respectively， and the chlorophyll a/b contents under CK treatment were higher. The activities of SOD and POD in leaves were the highest under B treatment， which were 362.75 and 189.69 U/ （g·min）， respectively. The contents of sucrose， starch， soluble sugar， and total soluble sugar in leaves were the highest under R treatment. In conclusion， monochrome blue light treatment can effectively improve the quality of fresh samples， dry samples， root activity， and photosynthetic pigment content in leaves; both monochrome red and blue light treatment can promote the accumulation of carbohydrates such as sucrose in leaves. Therefore， the monochromatic blue light can be used as the monochromatic light quality in vitro culture of Abelmoschus esculentus. This study provides references for the utilization of light in the rapid propagation of Abelmoschus esculentus in vitro.

Keywords" light quality; Abelmoschus esculentus; tissue culture seedlings; physiological characteristics; in vitro culture

秋葵（Abelmoschus esculentus）是錦葵科的一年生草本植物，廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區，其具有較高的食用和藥用價值[1]。秋葵品種改良主要依靠引種和人工制種，隨著對秋葵雜種種苗需求的增加，利用離體快速繁殖技術保存其雜種優勢資源成為研究重點之一[2]。在植物離體快繁中，光質對植物外植體的形態建成起著關鍵作用。目前，植物離體快繁主要使用熒光燈作為人工光源，但其生物能效低，且光譜中可能包含對植物生長不利的波段[3]。

隨著農業科技水平的提升和組培技術的普及，新型節能高效光源對植物的調控作用成為研究的熱點。LEDs是一種新型節能半導體光源，能通過藍光、紅光、黃光、綠光和遠紅光等光源組合，實現光環境的人工調控[4]。相關學者對LEDs光源在植物離體快繁上的應用進行了研究，如李茹等[5]研究表明，LED光質紅藍綠復合光有利于鐵皮石斛組培苗在瓶內開花，開花率較高；冼康華等[6]研究認為，日光燈照射10 h/d處理有利于金線蓮組培苗株高、莖粗和鮮重等的提高。楊貞等[7]研究發現，不同光質對彩色馬蹄蓮組培苗形態指標和生理特性的影響存在差異，紅藍光組合R/B（2/1）是該組培苗繁育和生長的最適光質。光質顯著影響組培苗的生長和生理特性，但不同植物對光質的反應呈現多樣性。雖然熒光燈在離體快繁中被廣泛應用，但關于LEDs單色光質對秋葵組培苗的研究有待進一步探討。本試驗采用熒光燈（CK）、藍光（B）、紅光（R）、黃光（Y）、綠光（G）和遠紅光（FR）6種不同的單色光質，對黃秋葵組培苗進行光照射處理，測定其鮮樣質量、干樣質量，根系活力，葉綠素a等光合色素含量，超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）等抗氧化酶活性，以及蔗糖等碳水化合物含量，尋找適合黃秋葵離體培養的優質光源，為有效篩選并利用新型人工光源，優化黃秋葵離體培養體系及植物離體培養中新型光源的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以黃秋葵品種五福為試驗材料。利用流水沖洗黃秋葵種子1.5 h，75%無水乙醇處理30 s，0.15%升汞處理10 min，無菌水反復沖洗5～6次。然后將消毒后的種子轉入MS基本培養基（30 g/L蔗糖和6 g/L的瓊脂粉），培養至子葉展平。

1.2 試驗處理

使用黃秋葵頂芽（1.5 cm）作為外植體，在1/2 MS基本培養基上進行接種。試驗采用單因素隨機區組設計，在熒光燈（CK）、藍光（B）、紅光（R）、黃光（Y）、綠光（G）和遠紅光（FR）（飛利浦照明工業有限公司）6種不同光質下照射處理。照射光照強度設置為45 μmol/（m2·s），光周期12 L∶12 D，培養周期30 d，設定溫度25～26 °C，濕度55%～60%，每個處理設置60瓶，每瓶3株苗，試驗重復3次。

1.3 測定指標與方法

幼苗培養30 d后，測定其鮮樣質量，并在烘干后測定干樣質量；根系活力通過TTC（2，3，5-三苯基氯化四氮唑）法測定；葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量采用80%丙酮提取法測定；SOD的活性通過氮藍四唑法測定；POD的活性采用愈創木酚法測定；可溶性糖和淀粉的含量通過蒽酮比色法測定；蔗糖的含量采用水合茚三酮比色法測定；可溶性總糖的含量為可溶性糖、蔗糖和淀粉含量的總和[8-10]。

1.4 數據分析

數據處理使用Microsoft Excel 2019軟件，利用SPSS 16.0軟件進行單因素方差分析，利用Tukey法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 對黃秋葵組培苗生物量的影響

由圖1可知，不同光質處理下黃秋葵組培苗的鮮樣質量和干樣質量變化趨勢較一致，以B處理鮮樣和干樣質量最高，為2.54 g和0.46 mg，較CK分別增加61.78%和58.62%，差異具有統計學意義（Plt;0.05）；其次為R處理，分別為2.26 g和0.41 mg，較CK處理分別增加43.95%和41.38%。Y和G處理的鮮樣質量與CK處理差異無統計學意義（Pgt;0.05），FR處理的鮮樣和干樣質量較CK分別減少了12.10%和10.34%，差異具有統計學意義（Plt;0.05）。說明藍光處理對黃秋葵組培苗生物量的積累具有明顯的促進作用。

2.2 對黃秋葵組培苗根系活力的影響

由圖2可知，B處理黃秋葵組培苗的根系活力最強，為189.81 mg/（g·h），較CK處理增加47.43%，其次為R處理，較CK處理增加34.66%，二者與CK處理差異具有統計學意義（Plt;0.05）。說明藍光處理明顯增強了黃秋葵組培苗的根系活力。

2.3 對黃秋葵組培苗色素含量的影響

由圖3可知，不同光質處理的黃秋葵組培苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量趨勢較為一致，Y和G處理對組培苗色素含量的影響基本相同；B處理的組培苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量均最高，分別為1.09、0.48、1.47和0.38 mg/g，較CK分別增加10.10%、50.00%、12.21%和22.58%，差異具有統計學意義（Plt;0.05）。CK處理的葉綠素a/b含量最大，為3.09 mg/g，與其余處理差異具有統計學意義（Plt;0.05）。說明藍光處理明顯增加了黃秋葵組培苗葉片的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量。

2.4 對黃秋葵組培苗抗氧化酶活性的影響

由圖4A可知，B處理的黃秋葵組培苗葉片中SOD活性最高，為362.75 U/（g·min），較CK處理增加17.29%；R和Y處理較CK處理分別增加5.40%和2.20%，除G處理外，其余處理間差異均具有統計學意義（Plt;0.05）。

由圖4B可知，B處理的葉片POD的活性最強，為189.69 U/（g·min），其次是R處理，二者較CK處理分別增加72.56%和61.66%，差異具有統計學意義（Plt;0.05）。說明藍光和紅光處理均有利于黃秋葵組培苗葉片SOD和POD的活性增強，以藍光處理效果較好。

2.5 對黃秋葵組培苗碳水化合物含量的影響

由圖5A可知，不同光質對黃秋葵組培苗蔗糖和淀粉含量的影響基本相同。R處理的葉片蔗糖含量最高，為5.90 mg/g，其次為B處理，二者較CK處理分別增加109.96%和82.92%，與其余處理間差異均具有統計學意義（Plt;0.05）；R處理葉片淀粉含量最高，為2.83 mg/g，其次是B處理，二者較CK處理分別增加272.37%和217.11%，與CK處理差異均具有統計學意義（Plt;0.05）。

由圖5B可知，葉片可溶性糖和可溶性總糖含量的變化趨勢相似，以R處理最高，其含量分別為52.06和60.79 mg/g，較CK處理分別增加了58.04%和66.50%，各處理與CK處理差異均具有統計學意義（Plt;0.05）。結果顯示，紅光和藍光處理均能促進黃秋葵組培苗葉片中碳水化合物含量的積累。

3 結論與討論

本研究發現，單色藍光處理下黃秋葵組培苗的鮮樣質量、干樣質量較大，根系活力較強，較熒光燈（CK）處理增加了61.78%、58.62%和47.43%。單色藍光對黃秋葵組培苗生物量的積累和根系活力的增強有促進作用。綜合來看，不同植物對光譜的生物學響應存在差異。楊俊杰等[11]研究發現，藍光處理能顯著提高香蕉組培苗植株的干重；Kuril?ik等[12]研究表明，藍光對菊花試管苗的生物量積累有明顯的促進作用；雒佳銘等[13]研究認為，藍光處理下馬鈴薯受旱植株的根長增加。本試驗結果與以上結果一致。

光質對黃秋葵組培苗的抗氧化酶活性產生不同程度的影響。試驗表明，單色藍光和紅光處理均能增強黃秋葵組培苗葉片中SOD和POD的活性，以藍光處理效果較好。蘇俊等[3]研究發現，藍光處理的煙草組培苗葉片SOD活性較高，POD活性降低。郝俊江等[14]研究表明，靈芝POD的活性在紅光和藍光處理下有所提高。本試驗結果與此基本一致。王立華等[15]研究提出，POD和SOD是生物體內主要的保護酶，其具有清除自由基、保持膜系統完整性和減輕不良環境對生物的傷害等功能。因此，本研究認為，單色藍光處理下黃秋葵組培苗較高的SOD和POD活性可能有利于其適應環境，進而促進幼苗的生長。

王丹等[16]研究發現，藍光處理有利于蘭花可溶性糖含量的積累。楊貞等[7]研究表明，在紅光處理下，彩色馬蹄蓮苗的可溶性總糖含量最低；而在藍光處理下，淀粉含量最高。本試驗表明，在單色紅光處理下，黃秋葵組培苗葉片中的蔗糖、淀粉、可溶性糖和可溶性總糖含量均最大，說明紅光對黃秋葵組培苗碳水化合物含量的積累促進效果較好。

綜上，不同光質處理使黃秋葵組培苗在生物量、根系活力、光合色素含量、抗氧化酶活性和碳水化合物等生理指標上呈現出多樣化的響應特征。單色藍光處理能有效提高其鮮樣質量、干樣質量、根系活力和葉片中光合色素的含量，而單色紅光和單色藍光處理則明顯促進了葉片中的蔗糖、淀粉、可溶性糖和可溶性總糖含量的積累。因此，在黃秋葵的離體培養中，單色藍光可以作為首選光源。本研究為黃秋葵離體培養的光調控提供參考。

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