不同光质对牡丹乌龙捧盛不定芽诱导的影响

郭 丽，朱飞雪，寇艳玲，贾文庆

（河南农业职业学院，郑州451450）

牡丹（Paeonia suffruticosa）为芍药科芍药属亚灌木植物，是中国名贵木本花卉，因其花大色艳、雍容华贵、富丽端庄、芳香浓郁，而且品种繁多，素有“国色天香”“花中之王”的美称，长期以来被人们当作富贵吉祥、繁荣兴旺的象征。由于牡丹观赏价值高，经济效益可观，颇具推广价值。牡丹传统繁殖方式主要以分株和嫁接为主，存在繁殖速度慢、苗木质量参差不齐等问题［1］，严重制约着牡丹的商品化、产业化、规模化生产，组织培养具有繁殖周期短、繁殖系数高等优点，便于规模和产业化生产。光是植物生长发育的基本环境因素，它不仅是光合作用的基本能源，而且是植物生长发育的重要调节因子［2］。发光二极管（LED）作为新型照明光源，具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、重量轻、发热量少、易于分散或组合控制等许多不同于其他光源的重要特点［3，4］。目前，LED光源在菊花［5］、非洲菊［6］、高山杜鹃［7］、蝴蝶兰［8］等植物组织培养生长影响的研究已广泛应用，关于牡丹组培的研究已有不少文献报道，主要集中于不同品种的组培快繁体系的研究［9-13］，关于牡丹光质有贾文庆等［14］不同光质对牡丹杂种胚组培苗生根的影响，而关于光质对牡丹组培不定芽诱导的影响鲜有报道。为此，本试验利用牡丹乌龙捧盛的组织培养，采用不同光质新型光源发光二极管（LED）为照光光源，研究不同光质下LED对乌龙捧盛不定芽的诱导情况。根据相同培养基不同光质下不定芽诱导的差异，研究其对牡丹侧芽组织培养发芽率和发芽势的影响，选择合适的光源光质扩大繁殖，建立起高速、高效、高质的牡丹体系，为牡丹的工厂化组培提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为牡丹品种乌龙捧盛的侧芽，2018年10月采于洛阳国家牡丹园。选5～6年生长健壮的母株下部饱满健全的侧芽为试验材料，采集后置于4℃冰箱里保存待用。

1.2 试验方法

1.2.1 基本培养基的选择试验选用WPM培养基为基本培养基。

1.2.2 不定芽生长状况统计方法选取生长一致，健壮无污染高约1 cm的单芽，转接到培养基上，每瓶2个芽，10瓶1组，放置在不同的光质（LED白光、LED红光、LED蓝光、LED绿光、LED黄光）下培养，进行培养观察，每7 d统计1次，记录不定芽数量、高度、生长势（叶片颜色、张开程度、干枯情况）、基部生长情况（有无膨大、愈伤组织）、其他（褐化、玻璃化、死苗）等情况。光质参数具体见表1。

表1 不同光质的参数

不定芽高度及数量统计方法：用直尺在培养瓶外从基部量到叶片顶芽，记录各个不定芽的高度（以不定芽达到0.5 cm的高度为有效芽），归纳整理后，求出各个光质中每个不定芽的平均高度。

不定芽生长势分为4类，健壮芽：叶片全展，深绿色，无干枯；良好芽：叶片展开2/3，翠绿色，无干枯；一般芽：叶片展开1/3，嫩绿，梢干枯；弱芽：叶片未展开，粉绿，干枯明显。

1.2.3 数据分析采用Excel作图，DPS对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同光质对牡丹诱导不定芽增殖率的影响

不同光质对牡丹不定芽诱导的地上部分增殖影响明显。从图1可以看出，牡丹不定芽诱导在白光下增殖率最高，处理7 d后，白光不定芽诱导增殖率为810.02%，红光不定芽诱导增殖率为695.05%，蓝光诱导增殖率为549.82%，绿光诱导增殖率为508.29%，黄光诱导增殖率为365.08%，在单色光中，红光较其他光质更有利于牡丹诱导不定芽的增殖。由此可见，复合光白光更利于试管苗的增殖。

图1 不同光质对牡丹组培苗增殖率的影响

2.2 不同光质对牡丹诱导不定芽芽高的影响

不同光质对牡丹诱导不定芽芽高的影响也有明显的差异。从图2可以看出，不同光质对牡丹不定芽芽高影响明显。7 d后测量，白光、黄光、绿光、蓝光、红光诱导后芽平均高度分别为2.20、2.85、2.35、1.70、3.17 cm。不定芽高度为红光＞黄光＞绿光＞白光＞蓝光，其中红光诱导后芽平均高度为3.17 cm，且与其他光质差异明显，蓝光下组培苗高度仅为1.70 cm，以上5种光质波长对牡丹不定芽芽高的测量数据表明，波长较长的光有利于不定芽的生长，短波光（蓝光）则抑制不定芽的生长。

图2 不同光质对牡丹组培苗株高的影响

2.3 不同光质对牡丹诱导不定芽生长势的影响

不同光质对牡丹诱导不定芽生长势的影响有明显的差异（图3）。试验观察，白光下不定芽的颜色呈现深绿色。单色光中，蓝光下为翠绿色，与其他几种单色光有明显的差异，其次是红光，为嫩绿色，绿光下最低，为黄绿色。

白光下不定芽的冠鲜重明显高于单色光下的不定芽的冠鲜重量，其平均干枯率仅为5%。单色光中，绿色光下的冠鲜重明显低于其他几种单色光，其干枯率为30%。

图3 不同光质对牡丹诱导不定芽生长势的影响

2.4 不同光质对牡丹诱导不定芽基部的影响

不同光质下愈伤组织的生长情况也有所差异，统计发现红光、蓝光对愈伤组织的生长有促进作用，这与伊万宝等［15］不同光质对仙客来愈伤组织诱导的影响试验结果一致；绿光则不利于愈伤组织的产生，这与郭君丽等［16］不同光质对47号山药零余子愈伤组织诱导试验一致。光质对植物愈伤组织分化的影响因植物种类不同而异，黄丽华等［17］在辣椒愈伤组织诱导试验中发现，红光和白光促进辣椒子叶愈伤组织的诱导，绿光和蓝光则表现出抑制作用。这可能是由于植物基因控制着植物对不同光质的适应能力。

2.5 其他情况对牡丹诱导不定芽的影响

除了不同光质对牡丹不定芽诱导有一定的影响。试验中发现，NAA、6-BA等单独或相互作用均不会诱导牡丹玻璃苗的产生；温度的高低与牡丹玻璃苗的产生有很大的相关性，26℃以下没有玻璃苗的产生，26～30℃却有63%的牡丹苗发生玻璃化现象（图4F），随温度的升高，玻璃化产生的频率也升高。温度过高会使培养物PPO（多酚氧化酶）的活性提高，从而加速培养组织的褐变（图4G）。

图4 温度对牡丹不定芽诱导的影响

3 小结

光质被认为是影响形态建成的重要因子。在植物组织培养中用LED作为光源，不仅能降低组织培养的成本，同时由于LED光质、光强可调、窄波段等特点，使得对植物光生理学的研究更加深入［18］。试验研究证明，可见光中的红光和不可见的红外线都能促进茎的伸长生长和促进种子及孢子的萌发。对植物的光合作用而言，以红光的作用最大，其次是蓝紫光；红光又有助于叶绿素的形成，促进二氧化碳的分解与碳水化合物的合成，蓝光则有助于有机酸和蛋白质的合成。而绿光及黄光则大多被叶子所反射或透过而很少被利用。

Moe等［19］、Seibert等［20］分别对黄瓜、烟草组培苗进行光质调节照射研究，认为黄瓜增加蓝光照射可降低株高，而增加红光照射则使光合产物较多地转运到叶片；增加红光照射对烟草组培苗有促进发根的作用，蓝光和近紫外光有促进芽的发生和愈伤组织增重的作用，本试验中，长波光（红光和黄光）促进不定芽的伸长生长，短波光（蓝光）则抑制不定芽的高度生长，研究认为叶绿素总量在红、蓝光并存的条件下最高，而白光中包含这两种光质，因此白光下的叶绿素含量最大，其次是蓝光，再次是红光，绿光下最低。总体来看，牡丹不定芽在复合光中生长势最好，单色光中红蓝光较黄绿光更有利于促进牡丹不定芽的诱导。本试验通过对牡丹乌龙捧盛不定芽诱导的研究，确定了其不定芽诱导的最佳光质，为牡丹工厂化组培提供了数据支持和理论依据。