光谱分布对铁皮石斛组培苗生长的影响
：本文探究了不同光谱对铁皮石斛组培苗生长的影响，筛选出铁皮石斛组培苗生长的适宜光谱能量。将含有2.0cm左右长的茎段（带有2-3个叶片）的铁皮石斛组培苗置于6种LED组合光源中培育，以荧光灯作为对照。光密度设置为50 μmol·m-2·s-1，光周期设置为12h/d，处理90天后测定植株生长及生理指标。结果表明：在复合光谱中，与短波红光（630nm）相比，长波红光（660nm）对茎粗、叶面积、植株干鲜重、叶片光合色素、茎部蔗糖含量和茎部抗坏血酸含量的积累等促进作用更强，而根活系数和株高则与之相反。在红蓝复合光中添加绿光或黄光，均能够显著提高铁皮石斛组培苗的生物量积累、叶面积、茎粗和蔗糖积累，其中组培苗的干物质积累、整株鲜重、茎粗、叶片中光合色素合成和茎部抗坏血酸的积累均表现为添加绿光的效果好于添加黄光，我们认为营养阶段，在红蓝复合光中添加绿光有利于铁皮石斛组培苗的健康生长和茎部品质的形成。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 2
Keywords 2
引言 2
1.材料与方法 3
1.1 材料及培养方法 3
1.2试验装置及光谱分布处理 4
1.3测定项目与方法 5
1.3.1 生根苗形态指标的测定 5
1.3.2 根系活力的测定 5
1.3.3光合色素的测定 5
1.3.4蔗糖的测定 5
1.3.5 抗坏血酸的测定 5
1.4数据处理与分析 5
2.结果与分析 6
2.1不同组合光谱对铁皮石斛组培苗形态建成的影响 6
2.2不同组合光谱对铁皮石斛培养苗叶片光合色素合成的影响 7
2.3不同组合光谱对铁皮石斛组培苗茎部蔗糖合成的影响 8
2.4不同组合光谱对铁皮石斛组培苗茎部抗坏血酸合成的影响 9
3.讨论 9
致谢 10
参考文献 11
光谱分布对铁皮石斛组培苗生长的影响
引言
引言
铁皮石斛（Dendrobium officinale）又名黑节草、铁皮枫斗，为兰科多年生草
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
本附属生兰类，是一种名贵的药用与盆栽观花植物，铁皮石斛的种子极为细小，胚胎发育不完全,缺乏胚乳组织，萌发率极低(不足5%)[1]，且自然条件下必须与兰菌共生才能萌发。因此无法在大田或苗床上播种，很难生产足够的实生苗用于栽培。其对生长环境要求相对苛刻、生长缓慢、自然繁殖率低[2]，传统的人工繁殖方式如分株、扦插等,繁殖速度慢,增殖率很低。铁皮石斛具有极高的药用价值和经济价值，长期依赖采挖野生资源来满足市场需求。由于无节制的采挖以及铁皮石斛自身生长、繁殖特性和对生长环境的特殊要求等原因，导致其野生资源日益稀少，种源已临枯竭[34]。
近年来，很多学者对铁皮石斛的人工栽培和组织培养进行了大量研究，其中有关铁皮石斛组织培养的研究主要集中在培养基、激素类型、外植体类型、培养方式的筛选[57]等方面，而对其品质研究相对较少，因此如何提高铁皮石斛试管苗的品质仍需要继续深入研究。环境因子（如光照度、光质比例、温度及湿度等）作为组织培养中的关键影响因素之一，对植物试管苗的生长发育具有重要意义。
进入21世纪以来，铁皮石斛人工栽培技术取得了突破性进展[8]，2011年全国种植面积超过万亩，销售额达30亿元，是我国产销量最大的保健产品之一。每年通过组织培养生产的种苗数以亿计，而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，通过光质调节和控制植株形态建成和生长发育，可使植株在一定程度上满足人们的生产需要，因此近年来光源对试管苗生长的影响成为学者们争相研究的热点。但种苗组织培养主要以日光灯为光源，其光谱有很多植物生长不必要的波长并存在发热浪费能源等问题[9]。
新型半导体光源LED（Light emitting diodes）即发光二极管，是一种可以有效地把电能转变成电磁辐射的装置。具有波长具体、光谱性能好、光效高、系统发热少、质量和体积较小、寿命较长、占用空间小等诸多传统电光源技术无可比拟的优势，而且能够选择与植物正常生长的光谱范围相吻合的波长，通过将单色LEDs组合，可以形成与各种植物光合作用与形态建成基本吻合的光谱，不仅能够提高光能利用率，而且能够节约电能，因而受到人们的青睐［10－12］。LED十分适用于可控设施环境中的植物栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态保护系统等［12－13］，国内外已有尝试用LED光源对植物进行照射补光的研究报道［14－16］，已有研究证明，LED可成功用于黄瓜［17］、菊花［18］、蝴蝶兰［19］等植物组织培养中，而有关LED光源对铁皮石斛试管苗生长的影响的报道尚不多见。
为此，本研究以铁皮石斛为材料，采用LED辐射的不同光谱分布进行照射，系统研究不同光谱分布对铁皮石斛组培苗生理生长特性等影响的研究，阐明不同光谱分布对其光合作用、生长影响的生理机制以及不同光谱分布对品质形成的调控机理，我们探究不同光谱分布对铁皮石斛组织培养的影响，试图合理地配置光谱分布，为建立高效、高产和高品质的铁皮石斛组培育苗体系提供技术支撑。
1、材料与方法
1.1 材料及培养方法
试验于在大学农学院进行。供试材料铁皮石斛为大学园艺学院中药实验室提供的种苗。
在无菌条件下，将铁皮石斛组培苗去根切成带23个叶片的小段，接种在含生根壮苗固体培养基的组培瓶中。培养基为1/2 MS（仅大量减半）+ 0.2mgL1萘乙酸（NAA）+ 30 gL1蔗糖+ 8 gL1琼脂+ 150gL1香蕉，pH5.8，配方中未引入影响开花的激素以便单纯反映光质对供试材料生长的影响。每瓶接入6个茎段，并且两两一丛（铁皮石斛为丛生型植物）。每次将接种的材料置于黑暗中预培养5天后，随机分组，每处理下放置10瓶，放入不同光谱分布小区下进行处理，90天后测量各项指标。
1.2试验装置及光谱分布处理
以各种波长的LED为光源，所有的LED光源由南京欧谱润生物科技有限公司（Nanjing Optrun Biotechnology Limited Company）研制并提供，调制后的各种光谱处理的参数如表1，将华电公司生产的电工牌三基色荧光灯设为对照。调节电压、电流、占空比及光源与植株之间的距离，将各种光源的光强统一设置为50 μmolm2s1，光照时间为12h/d。培养室的相对湿度为(75±5)%，温度为(25±2) °C。将接种后的铁皮石斛无菌苗随机放置在不同光谱分布处理下，荧光灯为对照。
图1不同组合光处理铁皮石斛离体培养
Fig. 1 Different light spectra treated Dendrobium officinale plantlets in vitro
表1不同光谱LED的主要技术参数
Tab.1 Major technique parameters of different light spectrum of LED
光谱处理
光密度μmolm2s1
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 2
Keywords 2
引言 2
1.材料与方法 3
1.1 材料及培养方法 3
1.2试验装置及光谱分布处理 4
1.3测定项目与方法 5
1.3.1 生根苗形态指标的测定 5
1.3.2 根系活力的测定 5
1.3.3光合色素的测定 5
1.3.4蔗糖的测定 5
1.3.5 抗坏血酸的测定 5
1.4数据处理与分析 5
2.结果与分析 6
2.1不同组合光谱对铁皮石斛组培苗形态建成的影响 6
2.2不同组合光谱对铁皮石斛培养苗叶片光合色素合成的影响 7
2.3不同组合光谱对铁皮石斛组培苗茎部蔗糖合成的影响 8
2.4不同组合光谱对铁皮石斛组培苗茎部抗坏血酸合成的影响 9
3.讨论 9
致谢 10
参考文献 11
光谱分布对铁皮石斛组培苗生长的影响
引言
引言
铁皮石斛（Dendrobium officinale）又名黑节草、铁皮枫斗，为兰科多年生草
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
本附属生兰类，是一种名贵的药用与盆栽观花植物，铁皮石斛的种子极为细小，胚胎发育不完全,缺乏胚乳组织，萌发率极低(不足5%)[1]，且自然条件下必须与兰菌共生才能萌发。因此无法在大田或苗床上播种，很难生产足够的实生苗用于栽培。其对生长环境要求相对苛刻、生长缓慢、自然繁殖率低[2]，传统的人工繁殖方式如分株、扦插等,繁殖速度慢,增殖率很低。铁皮石斛具有极高的药用价值和经济价值，长期依赖采挖野生资源来满足市场需求。由于无节制的采挖以及铁皮石斛自身生长、繁殖特性和对生长环境的特殊要求等原因，导致其野生资源日益稀少，种源已临枯竭[34]。
近年来，很多学者对铁皮石斛的人工栽培和组织培养进行了大量研究，其中有关铁皮石斛组织培养的研究主要集中在培养基、激素类型、外植体类型、培养方式的筛选[57]等方面，而对其品质研究相对较少，因此如何提高铁皮石斛试管苗的品质仍需要继续深入研究。环境因子（如光照度、光质比例、温度及湿度等）作为组织培养中的关键影响因素之一，对植物试管苗的生长发育具有重要意义。
进入21世纪以来，铁皮石斛人工栽培技术取得了突破性进展[8]，2011年全国种植面积超过万亩，销售额达30亿元，是我国产销量最大的保健产品之一。每年通过组织培养生产的种苗数以亿计，而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，通过光质调节和控制植株形态建成和生长发育，可使植株在一定程度上满足人们的生产需要，因此近年来光源对试管苗生长的影响成为学者们争相研究的热点。但种苗组织培养主要以日光灯为光源，其光谱有很多植物生长不必要的波长并存在发热浪费能源等问题[9]。
新型半导体光源LED（Light emitting diodes）即发光二极管，是一种可以有效地把电能转变成电磁辐射的装置。具有波长具体、光谱性能好、光效高、系统发热少、质量和体积较小、寿命较长、占用空间小等诸多传统电光源技术无可比拟的优势，而且能够选择与植物正常生长的光谱范围相吻合的波长，通过将单色LEDs组合，可以形成与各种植物光合作用与形态建成基本吻合的光谱，不仅能够提高光能利用率，而且能够节约电能，因而受到人们的青睐［10－12］。LED十分适用于可控设施环境中的植物栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态保护系统等［12－13］，国内外已有尝试用LED光源对植物进行照射补光的研究报道［14－16］，已有研究证明，LED可成功用于黄瓜［17］、菊花［18］、蝴蝶兰［19］等植物组织培养中，而有关LED光源对铁皮石斛试管苗生长的影响的报道尚不多见。
为此，本研究以铁皮石斛为材料，采用LED辐射的不同光谱分布进行照射，系统研究不同光谱分布对铁皮石斛组培苗生理生长特性等影响的研究，阐明不同光谱分布对其光合作用、生长影响的生理机制以及不同光谱分布对品质形成的调控机理，我们探究不同光谱分布对铁皮石斛组织培养的影响，试图合理地配置光谱分布，为建立高效、高产和高品质的铁皮石斛组培育苗体系提供技术支撑。
1、材料与方法
1.1 材料及培养方法
试验于在大学农学院进行。供试材料铁皮石斛为大学园艺学院中药实验室提供的种苗。
在无菌条件下，将铁皮石斛组培苗去根切成带23个叶片的小段，接种在含生根壮苗固体培养基的组培瓶中。培养基为1/2 MS（仅大量减半）+ 0.2mgL1萘乙酸（NAA）+ 30 gL1蔗糖+ 8 gL1琼脂+ 150gL1香蕉，pH5.8，配方中未引入影响开花的激素以便单纯反映光质对供试材料生长的影响。每瓶接入6个茎段，并且两两一丛（铁皮石斛为丛生型植物）。每次将接种的材料置于黑暗中预培养5天后，随机分组，每处理下放置10瓶，放入不同光谱分布小区下进行处理，90天后测量各项指标。
1.2试验装置及光谱分布处理
以各种波长的LED为光源，所有的LED光源由南京欧谱润生物科技有限公司（Nanjing Optrun Biotechnology Limited Company）研制并提供，调制后的各种光谱处理的参数如表1，将华电公司生产的电工牌三基色荧光灯设为对照。调节电压、电流、占空比及光源与植株之间的距离，将各种光源的光强统一设置为50 μmolm2s1，光照时间为12h/d。培养室的相对湿度为(75±5)%，温度为(25±2) °C。将接种后的铁皮石斛无菌苗随机放置在不同光谱分布处理下，荧光灯为对照。
图1不同组合光处理铁皮石斛离体培养
Fig. 1 Different light spectra treated Dendrobium officinale plantlets in vitro
表1不同光谱LED的主要技术参数
Tab.1 Major technique parameters of different light spectrum of LED
光谱处理
光密度μmolm2s1
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