红蓝LED光源对马铃薯组培苗形态生长、光合色素含量及矿质元素积累的影响Effects of Red and Blue LED Light Source on Morphological Growth,Photosynthetic Pigment Content and Mineral Element Accumulation of Potato Plantlets Cultured in vitro
韩逸飞,顾天行,黄梦圆,陈丽丽
摘要(Abstract):
以‘中薯7号’马铃薯品种为试验材料,以脱毒马铃薯组培苗单节茎段为外植体,采用100μmol/m~2·s光强的白(对照)、红、蓝及红蓝光组合4种LED光谱作照明光源培养马铃薯组培苗,研究不同LED光质对马铃薯组培苗生长及矿质元素积累的影响。结果表明,红光引起马铃薯组培苗茎秆伸长变细,增加其节间长和茎节数,降低壮苗指数;蓝光诱导组培苗茎秆矮化加粗,促进干物质积累,增加壮苗指数。蓝光和红蓝光组合显著增加叶绿素a/b的值,红光则显著降低该值。与白光相比,红光抑制马铃薯组培苗对Ca、Fe、Zn和Cu的吸收,并增加上述元素在茎中的分配率,降低其在叶中的分配率;蓝光抑制组培苗对Ca和Mn的吸收,促进P、Zn和Fe的吸收,提高P和Zn在根中的分配率,减少其在茎中的分配率。红蓝光组合增加K、P、Mg、Mn在组培苗中的总积累量,改变Ca和Fe元素在组培苗各器官中的分配情况。因此,光质显著影响马铃薯组培苗的生长和矿质元素的积累:蓝光和红蓝光组合通过增加健苗指数和P元素的积累,促进马铃薯组培苗健壮生长;红光一定程度上造成马铃薯组培苗的遮荫反应并抑制Ca等矿质元素的积累,不利于组培苗生长。研究为光源调控马铃薯组培苗生长和矿质元素代谢提供相关数据支撑和理论依据,同时为马铃薯组培苗快繁中人工光源的选择提供相关参考。
关键词(KeyWords): 马铃薯组培苗;红光;蓝光;矿质元素
基金项目(Foundation): 宁波大学科研基金(XYL20017);宁波大学科学技术学院高层次人才科研启动经费(RC190006)
作者(Author): 韩逸飞,顾天行,黄梦圆,陈丽丽
DOI: 10.19918/j.cnki.1672-3635.2021.04.001
参考文献(References):
- [1]卢肖平.马铃薯主粮化战略的意义、瓶颈与政策建议[J].华中农业大学学报:社会科学版,2015(3):1-7.
- [2]农业部.农业部关于推进马铃薯产业开发的指导意见农农发[2016]1号[J].中华人民共和国农业部公报,2016(3):4-7.
- [3]程学联,吴志勇,时家宁.马铃薯脱毒种薯生产技术[J].现代农业科技,2011(5):143.
- [4]安颖蔚,孟令文,张辉.马铃薯脱毒及微型薯繁育技术体系的研究与应用[J].杂粮作物,2006,26(3):197-199.
- [5]Tanaka M,Takamura T,Watanabe H,et al.In vitro growth of Cymbidium plantlets cultured under superbright red and blue light-emitting diodes (LEDs)[J].Journal of Pomology and Horticultural Science,1998,73(1):39-44.
- [6]Nhut D T,Takamura T,Watanabe H,et al.Responses of strawberry plantlets cultured in vitro under superbright red and blue light-emitting diodes (LEDs)[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture,2003,73(1):43-52.
- [7]Kim S,Hahn E,Heo J,et al.Effects of LEDs on net photosynthetic rate,growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro[J].Scientia Horticulturae,2004,101(1-2):143-151.
- [8]戴艳娇,王琼丽,张欢,等.不同光谱的LEDs对蝴蝶兰组培苗生长的影响[J].江苏农业科学,2010(5):227-231.
- [9]Paw?owska B,?upnik M,Szewczyk-Taranek B,et al.Impact of LED light sources on morphogenesis and levels of photosynthetic pigments in Gerbera jamesonii grown in vitro[J].Horticulture,Environment,and Biotechnology,2018,59(1):115-123.
- [10]Heo J,Lee C,Chakrabarty D,et al.Growth responses of marigold and salvia bedding plants as affected by monochromic or mixture radiation provided by a Light-Emitting Diode (LED)[J].Plant Growth Regulation,2002,38(3):225-230.
- [11]高亭亭,斯金平,朱玉球,等.光质与种质对铁皮石斛种苗生长和有效成分的影响[J].中国中药杂志,2012,37(2):198-201.
- [12]蒋要卫.大花蕙兰、蝴蝶兰试管苗光合自养培养体系初步建立[D].郑州:河南农业大学,2006.
- [13]Aksenova N P,Konstantinova T N,Sergeeva L I,et al.Morphogenesis of potato plants in vitro.I.Effect of light quality and hormones[J].Journal of Plant Growth Regulation,1994,13(3):143-146.
- [14]常宏,王玉萍,王蒂,等.光质对马铃薯试管薯形成的影响[J].应用生态学报,2009,20(8):1891-1895.
- [15]Ma X,Wang Y,Liu M,et al.Effects of green and red lights on the growth and morphogenesis of potato (Solanum tuberosum L.)plantlets in vitro[J].Scientia Horticulturae,2015,190:104-109.
- [16]姜丽丽,孟佳美,杨丹婷,等.LED光源不同光质对马铃薯试管苗生长的影响[J].中国马铃薯,2018,32(5):266-271.
- [17]陈晓丽,郭文忠,薛绪掌,等.LED组合光谱对水培生菜矿物质吸收的影响[J].光谱学与光谱分析,2014,34(5):1394-1397.
- [18]陈晓丽,Morewane,薛绪掌,等.ICP-AES分析光谱条件对中药蒲公英无机元素吸收的影响[J].光谱学与光谱分析,2015,35(2):519-522.
- [19]许莉.光质对叶用莴苣生理特性及品质的影响[D].泰安:山东农业大学,2007.
- [20]李馨芸.光质对绞股蓝生长、光合作用及次生代谢产物积累的影响[D].吉首:吉首大学,2012.
- [21]武维华.植物生理学[M].北京:科学出版社,2008.
- [22]杨其长.LED在农业领域的应用现状与发展战略[J].中国科技财富,2011(1):112-117.
- [23]刘文科,杨其长.LED植物光质生物学与植物工厂发展[J].科技导报,2014,32(10):25-28.
- [24]Murashige T,Skoog F.A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures[J].Physiologia Plantarum,1962,15(3):473-497.
- [25]潘美娜.不同光质对蓝莓幼苗矿质元素和光合作用的影响[D].北京:北京林业大学,2018.
- [26]柴慈江,苏卫国,张美静.接种茎段的部位与长度对无核枣试管苗生长的影响[J].山西果树,2008(4):5-6.
- [27]朱彦涛.油菜扩繁中茎段长度对腋芽生长发育的影响[J].西北农业学报,2001,10(3):108-109.
- [28]杨娟,袁林颖,邬秀宏.LED光质对植物组培苗生长特性影响及在茶树组培上的应用展望[J].南方农业,2017,11(22):29-32.
- [29]唐道彬,张晓勇,王季春,等.不同光质对水培脱毒马铃薯光合与结薯特性的影响[J].园艺学报,2017,44(4):691-702.
- [30]Chen L L,Yang Y D,Jiang Y,et al.RNA-Seq analysis reveals differential responses of potato (Solanum tuberosum L.) plantlets cultured in vitro to red,blue,green and white light-emitting diodes(LEDs)[J].Journal of Plant Growth Regulation,2019,38(4):1412-1427.
- [31]伍洁.光质配比对生菜生长、品质及养分吸收的影响[D].广州:华南农业大学,2016.
- [32]任艳辉,任学军,彭飞,等.春小麦不同生育期各器官主要矿质元素吸收和分配的动态变化[J].河北科技师范学院学报,2016,30(4):38-45.
- [33]陈丽丽,王浩瑛,宫晓晨,等.马铃薯组培苗时期不同LED光源处理对温室移栽后植株生长和微型薯结薯的影响[J].中国农学通报,2020,36(6):11-18.