摘 要 光是植物生長中的重要因子之一。近年來，不同光質的LED光源在植物組培方面的研究逐漸成為熱點，且不少植物已開始大規(guī)模的工廠化應用。綜述LED光源不同光質在植物組培苗生理生化特性方面的研究結果，LED光源不同光質條件在茶樹組培研究上的應用，以期為LED光源在茶樹組織培上的應用提供研究基礎，促進茶樹組培技術的節(jié)能化、產業(yè)化發(fā)展。

關鍵詞 LED光質；組培苗；生長特性

中圖分類號：Q813.1+2 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.22.008

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光是植物生長發(fā)育的基本要素之一，光譜對植物的生長發(fā)育、形態(tài)建成、光合作用、物質代謝以及基因表達均有調控作用[1-2]。通過光質調節(jié)和控制植株形態(tài)建成及生長發(fā)育，可使植株在一定程度上滿足人們的生產需要。近年來，光源對試管苗生長的影響研究逐漸成為學者們研究的熱點。

1LED光源的特性

LED（又稱發(fā)光二極管）作為新型照明光源，具有節(jié)能環(huán)保、安全可靠、使用壽命長、響應時間短、體積小、重量輕、發(fā)熱量少、易于分散或組合控制等許多不同于其他電光源的重要特點[3-4]。此外，LED還具有較窄的波譜，波譜半高寬范圍從幾納米到幾十納米，符合大多數生物實驗的波長范圍[5]。自從1982年日本三菱公司最早利用LED光源進行溫室番茄補光試驗以來[6]，國內外陸續(xù)開始有利用LED光源進行相關植物照射試驗和光質研究的報道。從光質對植物影響和促進植株健康生長的角度考慮，LED光源具有更大的優(yōu)勢，而且更節(jié)能，不少研究者認為LED光照系統(tǒng)可以替代熒光燈成為植物組織培養(yǎng)更為理想的光源[7-9]。

2LED不同光質對植物組培苗生長影響研究簡述

目前，在不少景觀花卉植物研究領域已采用LED光源開展光質對植物組培苗的生長影響研究，如虎雪蘭[10]、洋桔梗[11-13]、紫皮石斛[14]、紅掌[15]、銀條[16]、菊花[17-18]、鐵皮石斛[19]、蘭花[20-23]、白及[24]、白掌[25]、煙草[26]等。但受遺傳條件的影響，不同植物對不同光質照射的生長生理反應不盡相同。表1為近年來研究學者在各植物上的部分研究結果。

從表1可以看出，研究者們通過處于各光質條件下植物生理生化指標的變化來研究光質對其生長的影響。這些指標主要分為3類：1）植物組培苗生長的形態(tài)特征，包括株高、葉長、葉數、根長等指標；2）植物組培苗光合生理特性，包括葉綠素a、葉綠素b，葉綠素總量及類胡蘿卜素含量等；3）植物組培苗生長過程中生化特性，包括游離氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖、酶類含量等。

不同種類植物對光質的反應不盡相同。從以上研究看出，紅藍配比光較單一光質更有利于植株的形態(tài)建成，但不同植物所需的紅藍光配比不同；LED紅光有助于增加株高、根長和生根率，而藍光與葉綠素的合成和氣孔的發(fā)育有關。推測不同植物種類的紅/藍光受體與隱花色素之間存在協同交互效應從而促進或抑制莖的延長。另外，紅光有利于可溶性糖和淀粉的積累，降低色素含量；而藍光能夠逆轉此效應，可促進色素和可溶性蛋白的合成。

在抗氧化表現方面，王丹等[21]研究提出，紅光提高了蘭花SOD活性、POD活性、CAT活性，有效地清除細胞中的超氧自由基，緩解對細胞質的傷害；蘇俊等[26]研究得出，LED光源不同光質及其組合光照均能夠顯著降低煙草組培苗的MDA含量，降低膜脂過氧化的傷害，促進煙草組培苗的生長，其主要通過調節(jié)抗氧化物酶活性的合成代謝來應對光氧化脅迫；LED光源的RBG和RBW組合光質可作為煙草組培苗生根階段的最適光質。

綜上所述，不同種類或品種植物對各光質的吸收比例不同，引起其生理特性的變化。不同植物、同一植物不同發(fā)育時期以及不同組織或器官對同一種光質的敏感性和響應也不同。植物在長期適應生態(tài)環(huán)境的過程中形成了各自的生理特性，同時植物對光環(huán)境改變的響應有明顯的再適應自我調節(jié)機制，以防止生長過程受阻，表現出植物對光質反應的復雜性。

3LED光質在茶樹組培上的應用及其展望

茶樹是木本植物，也是一種富含多種次生代謝產物的植物，茶樹組織培養(yǎng)再生體系還不夠成熟，研究上主要集中在外植體褐化控制、激素條件變化、培養(yǎng)基營養(yǎng)元素調整、愈傷組織誘導等方面[27-29]。在光質反應生理影響方面，Homma T等[30]研究過持續(xù)照射不同波段LED光源對幼年茶樹植株生長的影響，發(fā)現紅綠光照射有助于扦插苗芽的生長，而紅光有利于扦插苗根的伸長生長，藍光有利于根的增粗生長。周琳等[31]用不同的光質處理愈傷組織，發(fā)現藍光處理下愈傷組織生長較好；紅光處理多酚含量高于對照；白光處理下SOD、CAT活性顯著高于其余各組處理；而綠光和黃光可能不利于CAT的合成。

雖然由于LED光源的諸多優(yōu)勢，近年來LED光源在農業(yè)生產中的應用研究逐漸升溫，但對其在茶樹組織培養(yǎng)技術中的研究還很少，LED不同光質對茶樹組培苗生長方面的影響尚未探明。因此，在茶樹組培工作中可以利用LED新型的高效節(jié)能光源，降低組織培養(yǎng)的成本，同時利用其光強可調、窄波段等特點，深入開展光生理學的研究，探索光質在控制褐化、階段培養(yǎng)、定向產物培養(yǎng)等方面是否具有積極的影響，以完善茶樹離體的再生及遺傳轉化體系，縮短育種年限，促進茶樹組培技術的節(jié)能化、產業(yè)化發(fā)展。

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（責任編輯：丁志祥）