LED 光質對山桐子組培苗增殖、生根及其愈傷生長的影響

關鍵詞：LED光質；山桐子組培苗；增殖；生根；愈傷組織

中圖分類號：S72 文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2025）04-0033-07

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2025.04.005

山桐子（IdesiapolycarpaMaxim.）隸屬楊柳科（Salicaceae）山桐子屬（Idesia），是適宜在中國荒山地區進行造林的落葉喬木，具有較高的生態價值、經濟價值和觀賞價值。作為我國重要的木本油料樹種之一[1]，山桐子被譽為“空中油庫”“樹上油庫”[2]。山桐子油富含不飽和酸、亞油酸、色氨酸、蛋白質及各類維生素等[34]，具有食用、護膚、美容和醫療保健等多種用途[5]。隨著中國木本油料產業持續發展，山桐子種植面積也在不斷擴大，山桐子優良種質（如高產、高含油率等）規模化繁育的緊迫性也日益凸顯[。盡管山桐子在開發和應用方面前景廣闊，但其種子發芽率極低，這一問題嚴重制約了其規?；敝澈屯茝V應用速度。目前，山桐子的繁殖主要依賴于實生苗、嫁接和扦插等傳統繁殖方法，由于以上方法的繁殖效率較低，難以滿足當前山桐子產業高效發展的種苗需求。利用組織培養技術可以顯著縮短苗木繁殖周期，實現優良種質的規?；敝砙7]

光是植物生長發育過程中不可或缺的環境因素，貫穿植物生命周期的各個階段。光在植物的生理功能、形態特征、生態演替以及空間分布等多個層面上發揮著至關重要的生態生理作用[8]。在植物組織培養中，光照及光質決定了組培苗在各個生長發育階段的質量[9-12]。LED光源由多種光質組成，不同光質對植物生長的影響也各不相同[13]相關研究表明，光質、光強及光周期對植物的光形態建成、光合作用及葉綠素合成等都具有顯著影響[14]。因此，研究不同光質配比對植物生長的影響已成為當前研究熱點。在植物組織培養中，LED光源通常包括紅光、藍光以及白光，已有研究表明單獨使用紅光或藍光對植株生長不利[15]。在生產中，通過向紅、藍光組合中引入適量白光，對植物的生長與發育產生積極影響[16]。例如，在紅、藍光基礎上適量添加白光可以顯著優化番茄幼苗的葉片結構，增強光合作用效率，促進生物量增加[17]。此外，紅、藍光對植物正常生長發育至關重要，易被植物吸收[18]，其中紅光在光形態建成中起到關鍵作用[19-21]；藍光影響葉綠體的發展、氣孔的開啟及次級代謝過程[20.22]；白光則為植物生長發育提供所需的多種波長信號及能量[23]，因此，單色的白光、紅光和藍光及其組合光對植物生長均有促進作用[24]

目前，有關光質對植物生長的報道多集中在觀賞植物、藥用植物、農作物等領域[25-27]。而有關光質對山桐子組培苗生長的影響則未見報道，現有研究多聚焦于光合特性等方面[6.28]。到目前為止，尚不清楚何種LED光質配比最利于山桐子組培苗的生長。因此，本研究中以LED燈為光源，通過設置紅、藍、白光組合，解析不同LED光質配比對山桐子組培苗增殖、生根及其葉片、葉柄愈傷組織生長的影響，深入了解山桐子組培苗對光質的需求規律，以期為山桐子組培苗的規?；敝程峁├碚搮⒖?。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究所用山桐子組培苗均由本課題組提供，相關試驗于2022年至2024年在貴州省森林資源與環境研究中心的組培室進行。

1.2 培養基

試驗所用培養基配方如下：

增殖培養基： MS+1.0mg/L 6-BA（6-芐氨基嘌呤） +0.1mg/L NAA（萘乙酸）;

生根培養基： MS+1.0mg/L IBA（吲哚丁酸）；

愈傷組織增殖培養基： 1/2MS+1.5mg/L6. BA+0.2mg/LNAA 。

所有培養基均添加 7g/L 瓊脂粉， 30g/L 蔗糖， pH=5.8 。培養基均在 121^°C 高壓滅菌 20min ，以達到無菌條件。

1.3 光源

采用LED燈（廈門三農卉光電，長 1.2m，28W ）為光源，以全光譜LED2835作為對照（CK），設置3種LED光質組合，組培架每層均安裝4根相同顏色的LED燈管，燈管以等距離寬度均勻排列，光照強度為 2000～3000lx 。為確保試驗的光環境不被其他光質影響，組培架每層之間均以完全不透光的遮光布隔開，以防止不同光源之間的相互干擾（具體光質配比詳見表1）。

表1LED不同光質配比

Tab.1Proportionsof differentLEDlight quality treatments

1. 4 試驗方法

1.4.1 試驗設計

組培苗增殖培養：每個處理設3次重復，每次重復接種5瓶，每瓶接種4株生長一致的單芽苗，分別置于不同光質配比（包括對照組）的培養架中進行增殖培養。培養30d后，計算每個接種芽的增殖率，并測定接種后增殖芽的鮮重和干重。鮮重通過電子天平測定，干重通過將組培苗置于 80^qC 的烘箱中烘至重量恒定后進行測定。

組培苗生根培養：每個處理設3次重復，每個重復接種15瓶，每瓶放置1株生長一致的組培苗。同樣地，將培養瓶放置于不同光質配比（包括對照組）的培養架中進行生根培養。培養30d后，統計生根苗數、根長、根條數、苗高、葉片數等指標。

愈傷組織增殖培養：分別選取由葉片、葉柄為外植體誘導的生長狀況良好且生長一致的愈傷組織，將其切成 0.2g 小塊，每個處理接種15塊愈傷組織，重復3次。將其放置在不同光質配比（包括對照組）的培養架中進行愈傷組織增殖培養。培養30d后，通過稱重法計算愈傷組織增殖率。

以上所有試驗均在4種不同LED光質配比組合下（包括對照組）進行（圖1），培養溫度為（ 25± 1） C ，光周期為 12h/12h 。

1.4.2 指標測定

芽增殖系數、生根率、平均生根條數、平均株高、愈傷組織增殖率各指標參照以下公式進行計算：

式中， C_MB 為芽增殖系數; N_TB 為出芽總數； N_IB 為接種芽數[15] 。

式中， R_R 為生根率； N_RS 為生根的苗數； N_IS 為接種的苗數[34] 。

圖1不同LED光質處理下生長的組培苗及愈傷組織

Fig.1Growth of tissue-cultured seedlings and callus under diffrent LED light quality treatments

注：CK表示全光譜；R1W7表示紅：白 =1：7 ；R3B2W1表示紅：藍：白 =3：2：1 ；R5B1表示紅：藍 =5：1 。

式中， M_R 為平均生根條數； N_TR 為生根總條數；NTs為總苗數[35]

式中， M_H 為平均株高； N_TH 為植株總高度; N_TS 為總植株數。

式中， P_c 為愈傷組織增殖率； W_TC 為單個愈傷組織塊在增殖后的重量； W_IC 為接種初期單個愈傷組織塊質量[37]

1.5 數據分析

所有試驗數據均采用MicrosoftExcel2021進行整理和分析。采用SPSS26.0軟件進行方差分析（ANOVA），并使用最小顯著差異（LSD）方法進行多重比較分析，顯著性水平設置為 Plt;0.05 。

2 結果與分析

2.1不同LED光質對山桐子組培苗增殖的影響

4種LED光質配比組合均能促進山桐子組培苗的生長。由表2可知，R3B2W1處理后的整體效果尤為顯著，其芽增殖系數、鮮重和干重分別達到8.20.1.42g/ 株和 0.14g 株。相比之下，CK、R5B1和R1W7處理的效果依次遞減，其中R1W7處理的增殖系數、鮮重和干重均最低，分別為4.13、0.80g/ 株 、0.08g/ 株。這表明紅、藍、白光的組合對山桐子組培苗的增殖有利，而紅光比例較低的光質處理則不利于其增殖。上述4種處理中，R3B2W1處理與對照組（CK）相比，增殖系數、鮮重和干重的差異皆顯著，且該處理下的組培苗生長勢頭良好，苗健壯（圖2）。因此，對山桐子組培苗增殖最有利的LED光質配比為 R3B2W1 。

表2不同LED光質處理對山桐子組培苗增殖的影響

Tab.2Effectsof diferent LED lightquality treatments onproliferationof Idesia polycarpa tisue-cultured seedlings

注：表中數據表示平均值 ± 標準差。每列數據后不同小寫字母代表其在 Plt;0.05 水平上差異顯著，下同。

2.2不同LED光質對山桐子組培苗生根的影響

幼苗根系的主要功能是吸收土壤中的水分與礦物質，并運輸這些物質，因此，組培苗的移栽與成活關鍵在于其生根率和根系質量。由表3可知，不同光質組合顯著影響了山桐子組培苗的生根能力。R3B2W1處理下生根率最高，達 91.00% ，與對照組（CK）差異不顯著。R1W7、R3B2W1處理下的平均根數與CK之間差異不顯著，與R5B1則達差異顯著。對苗高而言，R3B2W1處理下的苗最高，達4.51cm ，與CK差異不顯著，但均顯著高于R1W7和 R5B1 。從生長狀況來看（圖3），R1W7處理下根系較粗壯，葉色微黃；CK處理下的苗根系生長茂盛，但葉片枯黃;R3B2W1處理下的苗不僅根系生長茂盛，苗體健壯，而且葉片綠且較大；R5B1處理下的苗根系變態生長。因此，最有利于山桐子組培苗生根的光質組合為R3B2W1。

圖2不同LED光質處理下山桐子組培苗的增殖情況

Fig.2 Effects of different LED light quality treatments on proliferation ofI. polycarpa tissue-cultured seedlings

注：a、b、c、d分別表示CK、R1W7R3B2W1、R5B1處理下山桐子組培苗的增殖情況。

表3不同光質處理對山桐子組培苗生根的影響

Tab.3Effects of different LED light quality treatments on rooting of I.polycarpa tissue-cultured seedlings

圖3不同光質處理下山桐子組培苗的生根情況

Fig.3Effects of different LED light quality treatments on rooting of I. polycarpa tissue-cultured seedlings

注：圖a與eb與 f_λ，c 與 g，d 與h分別表示CK、R1W7、R3B2W1、R5B1處理下山桐子組培苗的生根情況其中圖 a，b，c，d 為組培苗生根正視圖，圖 e，f，g，h 為組培苗生根底部透視圖。

2.3不同LED光質對山桐子葉片、葉柄愈傷組織生長的影響

2.3.1光質對山桐子葉片愈傷組織生長的影響光質顯著影響山桐子葉片愈傷組織的增殖和形態（表4、圖4），R1W7處理下的愈傷組織增殖率最高，為 806.67% ，愈傷組織生長較好，質地堅硬，呈現綠色。其次是R3B2W1和R5B1處理，而R3B2W1處理下愈傷組織已經分化出根，R5B1處理下的愈傷組織長勢較慢，以上光質配比不利于愈傷組織增殖。對照組（CK）愈傷組織增殖率最低，僅為 268.67% ，愈傷組織生長慢，質地疏松，呈黃色?；谝陨戏治?，R1W7處理最利于山桐子葉片愈傷組織增殖。

表4光質對山桐子葉片愈傷組織生長的影響

Tab.4 Effects of LED light quality treatments on leaf-derived callus growth of I. polycarpa

圖4不同光質處理下山桐子葉片愈傷組織的生長情況

Fig.4Effects of different LED light quality treatments onleaf-derived callus growth of I. polycarpa

注：圖中a、b、c、d分別為CK、R1W7、R3B2W1、R5B1處理下的山桐子葉片愈傷組織。

2.3.2光質對山桐子葉柄愈傷組織生長的影響

光質也同樣對山桐子葉柄愈傷組織的增殖和形態產生較大影響（表5、圖5），R3B2W1處理下愈傷組織增殖率最高，達到 953.33% ，其特征為長勢快、顏色綠、質地堅硬，其次為R5B1。相比之下，處理R1W7的愈傷組織增殖率最低，僅為 471.67% ，與CK差異不顯著。這表明較高比例的紅光可顯著促進山桐子葉柄愈傷組織的生長。

2.3.3光質對山桐子葉片、葉柄愈傷生長的影響

光質對葉片和葉柄愈傷組織的生長均有顯著影響（圖6），在R1W7光質處理下，葉片愈傷組織的增殖率高于葉柄。然而，在R3B2W1、CK和R5B1光質處理下，葉柄愈傷組織的增殖率則顯著高于葉片，且長勢更快。光質對葉柄愈傷組織增殖的影響大于其對葉片愈傷組織的影響。

表5光質對山桐子葉柄愈傷組織生長的影響

Tab.5Effects of LED light quality treatments on petiole-derived callus growth of I. polycarpa

圖5不同光質處理下山桐子葉柄愈傷組織的生長情況

Fig.5Effects of different LED lightquality treatmentsonpetiole-derived callus growth of I. polycarpa

注： a，b，c，d 分別表示CK、R1W7、R3B2W1、R5B1處理下山桐子葉柄愈傷組織的生長情況。

圖6光質對山桐子葉片、葉柄愈傷組織增殖率的影響

Fig.6EffectsofLEDlightqualitytreatmentson theproliferationrate ofcallusfrom leaves andpetiolesof I.polycarpa

注：柱上不同小寫字母表示不同處理間差異顯著（ Plt;0.05） 。

3 討論與結論

光不僅為植物光合作用提供必要的能量，而且還作為一種信號分子，對植物的生長發育、光形態建成及其代謝產物的含量具有顯著的影響 [26，32] 。近年來，不同類型的LED光源組合及光質在植物組織培養中的應用愈加受到關注，研究發現特定光質組合能夠通過調控植物光合代謝來維持激素平衡和細胞分裂活動，進而促進植物的生長和發育[33]。例如，紅光成分較高的紅藍復合光被證明適用于甜葉菊（Steviarebaudiana（Bertoni）Hemsl.）多倍體不定芽的增殖[34]，并顯著促進烏飯樹（VacciniumbracteatumThunb.）新枝的誘導及新枝數量的增加[35]。此外，紅光占比較高的紅藍復合光可顯著促進非洲菊（GerberajamesoniiBolus）組培苗的增殖[36]。以上研究進一步確立了紅光在植物組培苗增殖中的核心調控地位。這也與本研究結果相一致，可以通過適當增加紅光來提高山桐子組培苗的增殖率，盡管藍光與白光也在增殖過程中發揮一定作用。但目前對不同苗齡的山桐子組培苗具體需要何種比例的光質組合尚不清楚，需進一步深入研究。

不同的光質配比均能促進山桐子組培苗的生根，其中以紅光成分為主的紅藍白復合光更為有效。廖多思等2發現紅光比例較高的紅藍復合光利于黃杯杜鵑（RhododendronwardiiW.W.Smith）生根;韓吉思等[30]研究發現以紅光為主的紅藍紫綠光源組合利于紅心杉（Cunninghamialanceolata）

組培苗生根;竇同心等[37]發現紅光比例較高的光質配比下香蕉組培苗生長更健壯，根系更發達。本研究結果與這些發現基本一致，表明含有較高紅光成分的光組合在一定程度上能夠促進植物的生根。

紅光和白光對愈傷組織生長具有積極影響。郭君麗等[31發現白光和紅光能顯著增加愈傷組織的鮮重，這與本研究的結果一致。當白光比例較高時，山桐子愈傷組織生長效果最佳，這與于慧妹等[38]、王肖等[39]的研究結果一致。此外，田甜等[40]、陳穎[41]同樣發現紅光占比較多的光質組合更利于愈傷組織的增殖與分化。紅光成分較多的光質組合更適合山桐子葉柄愈傷組織的生長，且葉柄比葉片更適合作為愈傷組織誘導的外植體，更利于愈傷組織的生長，這與覃婕等研究結果一致[42]

本研究表明，適宜的LED光質組合能夠顯著促進山桐子組培苗的增殖、生根和愈傷組織的生長，從而顯著提高其組織培養效率。這也為山桐子優良種質的規?；敝程峁┝酥匾募夹g支撐。然而，目前LED光源在山桐子組織培養中的應用研究仍處于起步階段，其對山桐子種苗次生代謝產物的積累及關于光質與光照強度對山桐子組培苗增殖、生根以及愈傷組織生長的影響機制還需更深入的研究。

（責任編輯：胡吉鳳）

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Effect of LED Light Quality on Proliferation，Rooting and Callus Growth of Idesia polycarpa Tissue Culture Seedlings

Zhu Xi' e，Mu Xingjin"， Liu Maoying"， Ma Zhihui

（1.Institute forForest Resources and Environment of Guizhou，Guiyang 550O25，Guizhou，China; 2.Collegeof Forestry， GuizhouUniversity，Guiyang 55O025，Guizhou，China；3.Guizhou KeyLaboratoryofForestCultivation in Plateau Mountain，Guiyang ，Guizhou，China）

Abstract：Theobjectiveofthisstudy wastodetermine theoptimalLEDlightqualitytoenhance proliferation，roting，and callusgrowthintissue-culturedseedlingsofIdesiapolycarpa，iming toimprovepropagationeficiencyandseedlingquality.Two-month-old I. polycarpaseedlings grownvia tissue culture were exposed to diferent LED spectral treatments： R5B1（red：blue =5÷1 ），R3B2W1（red：blue：white =3：2：1 ），andR1W7（red：white =1：7 ）.The resultsshowed that seedling proliferationwassignificantlyenhancedundertheR3B2W1treatment，resulting inaproliferationcoeffcientof 8.20，fresh weight of 1.42g/plant ，and dry weight of 0.14g/plant .Root development was also significantly enhanced under R3B2W1，achieving an average rooting rate of 91% ，average root number of 13.26，and seedling height of 4.51 cm.Callus growth varied notably with tissue typeand spectral treatment：R1W7wasoptimal forleaf-derived calus proliferation （ 806.67% ），whereas petiole-derived callus proliferated most vigorously under R3 B2 W1 （ 953.33% ），exhibiting significantly faster growth compared to leaf-derived calus.Supplementary LED illmination effectively accelerated both seedling and callus growth，reducing the production cycle.These findings ofer valuable insights foroptimizing LED-based propagation protocols for rapid growth and quality improvement of tissue-cultured I. polycarpa seedlings.

Keywords：LED light quality； Idesia polycarpa tissue-cultured seedlings；proliferation；rooting；callus