论文摘要
植物组织培养中常用光源一般是荧光灯,由于其含有许多不必要的波长对植物的生长促进作用较小,而新型光源发光二极管（Light-Emitting Diode,LED）具有体积小、质量轻、寿命长和波长具体等特点。它们所具有的各种波长与植物光合作用和形态建成的光谱范围吻合,由于这些显著的特征,LED适合应用于可控环境中的植物培养或栽培。光谱对植物的生长发育、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。将LED辐射的各种光谱进行配比组合应用在植物组织培养中具有重要意义。本研究以兰科植物蝴蝶兰和文心兰,木本植物冬青以及草本植物菊花组培苗为试验材料,获得植株所需的各种光谱能量分布的LED光源,开展生长试验和指标测试分析,系统研究不同光谱能量分布的LED光源对不同品种组培苗及其各个生长阶段的影响,为LED光谱调控在组织培养中的应用提供基础。研究结果如下:1.光谱对蝴蝶兰叶片的分化率与诱导率的响应基本一致,远红光和红光优于白光,有利于蝴蝶兰叶片诱导、分化及增殖。红蓝组合处理的叶绿素,碳水化合物以及酶系活力均高于白光。低比率的红蓝组合照射的蝴蝶兰组培苗,生长健壮,增殖系数高,移栽成活性好,可以作为增殖和生根阶段的最佳光谱选择。2.单色红光LED促进文心兰茎尖诱导形成原球茎。红光LED处理的原球茎增殖效应最大,且碳水化合物含量最高,二者呈正相关。蓝光LED下原球茎蛋白质、酶系活力和分化率最高,芽的分化与蛋白质和酶系活力有较为一致的关系。LED复合光处理的组培苗叶片碳水化合物和酶系活力均高于白光。红光有利于原球茎的诱导,而蓝光有利于原球茎的分化。生根阶段采用红蓝组合补充绿光或远红光LED有利于组培苗光合生长,根系发育,移栽成活率高。3.红光LED处理下冬青组培苗的干物质、生根率、根冠比和根长指标最高;而蓝光LED处理下则表现最低。绿光LED有利于冬青叶片的增重。与荧光灯相比,在能效、色素含量、干重以及SOD和CAT抗氧化酶活性指标上,复合光谱LED可提高冬青组培苗的光合作用和抗氧化能力。4.单色红光或蓝光LED均不利于菊花组培苗的形态建成、抑制根系生长。LED组合光谱处理的C/N比、SOD和POD活性高于荧光灯。RB、RBG或RBFr的LED组合更有利于菊花组培苗的正常生长。5.不同光谱能量配比调节着植株的生长发育。不同红光/远红光（R/Fr）和红光/蓝光（R/B）配比光对菊花组培苗的生长的结果表明:红光处理的植株徒长,根较长。远红光和蓝光处理的植株矮小,根短细。类胡萝卜素含量与R/Fr比率以及叶绿素和类胡萝卜素含量与R/B比率均呈负相关。叶绿素a/b比值与R/Fr和R/B比率呈正相关。红光和蓝光LED组合处理的叶中可溶性糖和淀粉含量以及根系活力均高于白光处理的,尤以高R/B配比光处理的组培苗生长健壮,移栽成活率最高。综上所述,不同品种组培苗、同种组培苗的不同生长发育阶段对光谱的敏感性不同。LED辐射的不同光谱对兰科植物（蝴蝶兰和文心兰）、木本植物（冬青）和草本植物（菊花）的生长和发育阶段存在差异,但也有一定的共性。红光LED下的植株徒长,根较长。叶绿素含量较低,但叶绿素a/b较高。红光有利于叶片淀粉的积累;而蓝光LED逆转此效应,植株矮壮,根短,但根活力大,促进蛋白质和游离氨基酸的合成。红蓝LED组合及补充绿光或远红光有利于植株的正常形态建成,植株生长健壮,各项生理生化特征表现优于荧光灯的白光对照,本研究表明,LED光谱调控应用到组培苗生长具有可行性,可替代荧光灯大范围应用于植物组织培养中。