不同LED光谱对马铃薯组培苗生长和内源激素变化的影响.pdf

EffectsofDifferentLEDLightSpectraonGrowthandAlterationsof EndogenousHormoneofPotatoPlantletsGrown invitro CHENLili 1 WANGHaoying 2 GONGXiaochen 2 XUEXuzhang 3 HUYuegao 2 1 CollegeofScienceandTechnology NingboUniversity Ningbo Zhejiang315300 China 2 CollegeofAgronomyandBiotechnology ChinaAgriculturalUniversity Beijing100193 China 3 BeijingResearchCenterforIntelligentEquipmentinAgriculture Beijing100097 China A Abstract bstract Single stem cuttings of Zhongshu 4 potato plantlets in vitro were used as the explants and white LED light was used as the control CK to explore the effects of the five LED spectra namely 100 red light RR 100 blue light BB 100 green light GG 75 red light 25 blue light RB and 45 red light 35 blue light 20 green light RBG on the growth and endogenous hormone content of potato plantlets cultured in vitro Potato plantlets in RR and GG treatments were slender with longer internodes Plantlets stems in BB treatment were shorter RB and RBG treatments induced healthy potato plantlets in vitro with higher growth parameters including stem length stem diameter leaf area and the total root length than those of CK BB promoted the growth development of leaves by increasing the contents of endogenous cytokinins IPA ZR and DHZR in the leaves of potato plantlets in vitro RR increased theABA 不同 LED 光谱对马铃薯组培苗生长和内源激素变化的影响 陈丽丽 1 王浩瑛 2 宫晓晨 2 薛绪掌 3 胡 跃高 2 1 宁波大学科学技术学院 浙江 宁波 3 15300 2 中国农业大 学农学院 北京 10 0193 3 北京农业智能装备研究中心 北 京 10 00 97 收稿日期 2020 03 27 基 金 项 目 宁波大学科研基金 XYL20017 宁波大学科技学院学术骨干科研启动基金 RC190006 863国家高技术研发项目 2013AA103005 作者简介 陈丽丽 1988 女 博士 讲师 研究方向为光源对植物生长发育调控 通信作 者 Correspondingauthor 胡跃高 博士 教授 从事有机农业生产和乡村发展规划研究 E mail huyuegao 中图分类号 S532 文献标识码 A 文章编号 1672 3635 2020 05 0257 11 摘 要 为 研 究 不 同 光 质 对 马 铃 薯 组 培 苗 形 态 生 长 及 内 源 激 素 水 平 的 影 响 以 中 薯4 号 马 铃 薯 组 培 苗 单 节 茎 段 为 外 植 体 白 色LED 光 源 作 对 照 CK 探 究5 种 不 同 光 质 的LED 光 源 处 理 即100 红 光 RR 100 蓝 光 BB 100 绿 光 GG 75 红 光 25 蓝 光 RB 和45 红 光 35 蓝 光 20 绿 光 RBG 对 马 铃 薯 组 培 苗 生 长 和 内 源 激 素 含 量 的 影 响 结 果 表 明 单 色 光 处 理 显 著 改 变 组 培 苗 的 生 长 形 态 RR 和GG 处 理 下 组 培 苗 茎 秆 纤 细 BB 处 理 下 的 组 培 苗 茎 秆 粗 矮 RB 和RBG 处 理 下 组 培 苗 在 茎 长 茎 粗 叶 面 积 和 根 系 总 长 度 等 形 态 指 标 方 面 均 高 于CK BB 通 过 增 加 各 生 长 期 组 培 苗 叶 片 内 源 细 胞 分 裂 素 IPA ZR 和DHZR 含 量 促 进 叶 片 生 长 发 育 RR 通 过 提 高 组 培 苗 根 系 内 源 ABA 含 量 增 加 根 系 抗 胁 迫 能 力 在 整 个 生 长 期 RR 和GG 处 理 的 马 铃 薯 组 培 苗 茎 中 高 浓 度 的 内 源GAs 和IAA 协 同 作 用 刺 激 茎 细 胞 伸 长 和 节 间 伸 长 显 著 增 加 了 组 培 苗 茎 长 和 节 间 长 总 之 不 同LED 光 谱 通 过 参 与 调 控 马 铃 薯 组 培 苗 各 器 官 内 源 激 素 的 分 布 进 而 影 响 其 生 长 关键词 LED 光谱 马铃薯组培苗 植物内源激素 形态 不同LED光谱对马铃薯组培苗生长和内源激素变化的影响 陈丽丽 王浩瑛 宫晓晨 等 遗传育种 257中国马铃薯 第34卷 第5期 2020 content in the roots of plantlets giving rise to the enhancement of the root resistance to stress In RR and GG treatments the synergistic effect of high content of endogenous GAs and IAA in the whole growing stages stimulated elongation of stem cells and internodes which significantly increased the stem length and internode length In conclusion different LED spectra are involved in regulating the distribution of endogenous hormones in the organs of potatoplantlets in vitrowhichfurtheraffectstheirgrowth KeyWords KeyWords LEDlightspectrum invitropotatoplantlet plantendogenoushormones morphology 马铃薯是继水稻 玉米 小麦之后的第四大粮 食作物 1 在保障粮食安全 改善膳食结构 帮助农 民致富方面起着重要作用 生产上 推广使用合格 种薯是保障马铃薯增产稳产的重要措施 2 马铃薯组 培苗是生产马铃薯种薯的基础 3 光源是调控马铃薯 组培苗生长发育的重要环境因素之一 4 研究表明红 光处理30d的马铃薯组培苗细长柔弱 叶片薄而 小 蓝光处理下则表现出茎秆粗矮 叶色黑绿 叶 片大而肥厚 5 电镜观察表明红光处理后组织细胞 大 而蓝光处理后的则短小 6 单侧蓝光照射强烈引 起马铃薯组培苗单节茎段90 向光弯曲 7 红光和远 红光照射促进马铃薯组培苗腋芽的长出 8 红蓝光3 1 组合光谱提高了马铃薯组培苗中碳水化合物和蛋白 质等物质积累 9 红蓝组合光谱中增加一定绿光 通 过改善生理指标和叶片解剖学结构有利于培养健壮 的马铃薯组培苗 10 上述研究重点关注了不同光质 处理结束后 马铃薯组培苗最终的形态 生理生化 等特性 而不同光质对马铃薯组培苗不同时期生长 和内源激素含量的影响尚未见报道 光是影响植物生长发育的重要环境因素之一 植 物通过调整其形态和生理生长以适应不同光环境 11 植物激素是调控植物生命活动的重要信号分子 光 依赖的植物形态改变是受植物激素调节的 12 远红 光通过影响生长素和赤霉素的比例 调控大豆的生 长形态及生物量分配 13 红光通过协同调控西瓜苗 内源水杨酸和茉莉酸激素信号 增强了植株的抗病 性 14 不同光质通过改变内源细胞分裂素 生长素 和赤霉素含量进而影响夏玉米籽粒的形态特征 15 紫外光谱通过调节内源赤霉素代谢及其信号传导途 径抑制豌豆茎节伸长和叶片扩展 16 在水稻幼苗上 荫蔽现象引起的茎秆伸长也受内源激素调控 17 本 试验通过设置不同波长LED光源及其组合 对马铃 薯组培苗生产中的照明光源进行调控 在组培苗生 长关键时期进行取样 分别测定各器官内源细胞分 裂素 生长素 脱落酸和赤霉素的含量 分析不同 LED光源对马铃薯组培苗内源激素含量的影响 从 激素调控水平阐明LED光源对马铃薯组培苗形态生 长的影响机制 以期为马铃薯组培苗扩繁中人工光 源选择提供理论指导 1 材 料 与 方 法 1 1 试 验 材 料 供试马铃薯品种为早熟品种 中薯4号 脱毒 马铃薯组培苗由中国农业科学院蔬菜花卉研究所马 铃薯良种繁育中心提供 试验前继代培养足够的马 铃薯组培苗用于光处理 1 2 试 验 条 件 与 光 处 理 装 置 试验在中国农业大学农学院南平房组培室内进 行 温度控制在 23 3 光照时间为16h光照 6 00 22 00 8h黑暗 湿度为 75 5 总光合 有效辐射强度为100 mol m 2 s 由Li CO250A光 照计测定 美国LI COR公司 试验采用无任何激 素添加的MS培养基 pH5 8 每组培瓶 350mL 北京易生组培公司 分装50mL培养基在121 下于 高压锅内灭菌15min 在超净工作台内 用组培剪 剪下具有一叶的马铃薯组培苗单节茎段 长15mm 作为外植体 垂直接种至灭菌凝固后的组培瓶内 每瓶均匀接种12 15个外植体 每个处理接种15 瓶 置于光处理下培养4周 试验以白光作为对照 CK 设5个光质处理 100 红光 RR 100 蓝光 BB 100 绿光 GG 65 红光 35 蓝光 RB 45 红光 35 蓝 光 20 绿光 RBG 试验所用均为LED灯管 惠州 可道有限公司 试验LED光谱特征如表1所示 1 3 测 定 项 目 与 方 法 马铃薯单节茎段在上述光处理装置内培养28d 258 每7d测定1次生长和激素含量指标 共测定4次 每次分别测定根 茎和叶3个器官的指标 生长指标测定 各处理随机选取15株苗 即各 处理随机选取5瓶 每瓶中随机选取长势一致的3株 苗 用来测定茎长 自茎基部至茎节生长点的长度 茎粗 测幼苗中间部位的茎粗 株鲜重 将幼苗放 在75 下进行烘干至恒重称量其干重 用Epson Scanner 日本爱普生公司 扫描仪扫描洗干净的根 系 用WinRHIZO 加拿大Regent公司 软件对扫描 图片进行分析获得根系总长度 体积和直径指标 用相同的方法获得叶片的投影面积作为叶片面积 激素含量测定 各处理每次分别选取15株苗 即各处理随机选取5瓶 每瓶中随机选取长势一致 的3株苗 将根部培养基清洗干净 从中取0 5g左 右根 茎和叶鲜样 用锡箔纸包好 立即放入液氮 中速冻 随后置于 80 冰箱中备用 待样品全部收 集完 用酶联免疫法 18 测定赤霉素 Gibberellins GAs 吲哚乙酸 Indoleaceticacid IAA 脱落酸 Abscisicacid ABA 细胞分裂素异戊烯基腺苷 Isopentenyladenosine IPA 玉米素核苷 Zeatin Riboside ZR 和双氢玉米素核苷 Dihydrozeatin riboside DHZR 的含量 1 4 数 据 分 析 试验数据用SPSS23 0统计软件进行方差分析 Student sttest P 0 05 用SigmaPlot12 5软件作 图 图表中数据均为平均值 标准差 2 结 果 与 分 析 2 1 LED 光 谱 对 马 铃 薯 组 培 苗 生 长 的 影 响 由表2可知 与CK相比 组合光谱RB和RBG 处理并未显著 P 0 05 改变不同苗龄马铃薯组培苗 的生长指标 但RB和RBG处理4周后的马铃薯组培 苗在植株鲜重 茎粗 根直径 叶面积 茎长和根 表面积上均高于对照CK 在第1周光处理结束后 单色红光 RR 和单色绿光 GG 处理较CK RB和 RBG处理显著 P 0 05 提高马铃薯组培苗的单株鲜 重 叶片数 茎长和节间数 光处理持续至第2周 结束时 RR和GG处理在单株鲜重和叶片数上与 CK RB和RBG无显著 P 0 05 差异 在叶面积上 开始表现出显著 P 0 05 低于CK和BB处理 在茎 长上RR和GG处理始终显著 P 0 05 高于CK RB 和RBG处理 在茎长和节间数方面 RR和GG处理 下的马铃薯组培苗高于同一生长时期的CK RB和 RBG处理的组培苗 在整个培养过程中 单色蓝光 BB 处理下 马铃薯组培苗的茎长 节间数始终显 著 P 0 05 低于CK RB和RBG处理 但BB处理 下组培苗的茎粗始终保持最大值 且显著 P 0 05 高于RR和GG处理 在整个培养过程中BB处理下 根直径始终最高 除第1周外 相反GG处理下的根 直径和根表面积始终显著 P 0 05 低于CK RB和 RBG处理下根系的生长指标与CK无显著 P 0 05 差异 红光处理下的根系生长指标在根直径上与 光处理 Lighttreatment RR BB GG RB RBG CK 波长 nm Wavelength 红光 RedLED 660 660 660 白光WhiteLED 蓝光 BlueLED 460 460 460 绿光 GreenLED 520 520 100 0 0 75 45 100 光强 mol m 2 s Lightintensity 红光 RedLED 0 100 0 25 35 蓝光 BlueLED 0 0 100 0 20 绿光 GreenLED 表1 LED 光谱特征 Table 1 Characteristics of LED light spectrum 不同LED光谱对马铃薯组培苗生长和内源激素变化的影响 陈丽丽 王浩瑛 宫晓晨 等 259中国马铃薯 第34卷 第5期 2020 CK RB和RBG处理在各生长阶段均未表现出显著 差异 P 0 05 但第4周处理结束后其根系总面积 要显著 P 0 05 高于CK 与白光相比 单色光显著 改变马铃薯组培苗的形态生长 蓝光下马铃薯组培苗 叶片大且叶色浓绿 茎干粗矮壮实 红绿光下则叶片 小茎秆柔弱细长 红蓝和红蓝绿组合光谱均较对照提 高马铃薯组培苗茎长和茎粗等生长指标 虽未达到显 著水平 但一定程度上利于培养壮苗 2 2 LED 光 谱 对 马 铃 薯 组 培 苗 各 器 官 内 源 激 素 含 量的影响 2 2 1 LED 光 谱 对 马 铃 薯 组 培 苗 根 系 内 源 激 素 含 量 的 影 响 如图1a所示 各处理下 马铃薯组培苗根系内 源ABA含量呈现先升高再降低的趋势 RR处理下 注 对于同一苗龄的指标 每列数字后不同字母表示在0 05水平上存在显著差异 Note Treatmentmeansfollowedbydifferentletter s inthesamecolumnatthesameplantletageindicatesignificantdifferenceat 0 05level 苗龄 周 Plantletage week 1 2 3 4 光处理 Light treatment RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 单株鲜重 mg Freshweight perplantlet 101 21a 68 23c 99 23a 70 35b 72 39b 72 01b 259 28a 198 00b 232 17a 256 49a 279 27a 265 84a 301 82ab 287 64b 296 37b 317 23a 324 16a 336 16a 396 50b 314 91b 355 42b 414 00a 430 20a 400 41a 叶片数 Leaf number 2 98a 1 00b 2 87a 1 34b 1 24b 1 25b 4 32a 4 35a 4 34a 4 38a 4 56a 4 37a 6 92a 6 56a 6 32a 6 15a 6 25a 6 75a 7 25a 7 56a 7 55a 7 60a 7 47a 7 37a 叶面积 cm 2 Leafarea 10 75a 5 32b 10 12a 9 67a 10 24a 10 09a 22 82c 68 35a 24 31c 52 57b 50 11b 53 45b 66 26c 98 64a 63 45c 77 21b 72 48b 74 37b 99 51c 154 32a 101 67c 137 56b 141 77b 122 41b 茎长 cm Stem length 2 27a 0 59c 2 47a 1 58b 1 65b 1 63b 5 30a 1 84c 5 67a 2 76b 2 12b 2 43b 9 83a 2 15c 9 48a 5 15b 5 87b 5 62b 11 20a 3 03c 11 13a 8 77b 7 27b 6 42b 节间数 Node number 2 00a 0 00c 2 00a 1 12b 1 53b 1 26b 5 12a 2 12c 5 12a 3 15b 3 27b 3 47b 6 33a 3 92c 6 01a 5 49b 5 23b 5 16b 7 93a 4 53b 7 93a 7 55a 7 87a 7 01a 茎粗 mm Stem diameter 0 13b 0 26a 0 12b 0 21a 0 24a 0 24a 0 23c 0 60a 0 20c 0 41b 0 44b 0 44b 0 73c 1 12a 0 64c 0 92b 0 99b 0 97b 1 04c 1 37a 1 01c 1 21ab 1 27ab 1 12b 根直径 mm Root diameter 0 49a 0 32ab 0 22b 0 41a 0 40a 0 39a 0 42b 0 50a 0 33c 0 46b 0 47b 0 48b 0 58b 0 62a 0 37c 0 54b 0 52b 0 55b 0 67a 0 69a 0 51b 0 62a 0 64a 0 61a 根总长 cm Totalroot length 96 58a 68 28b 82 01ab 84 61ab 89 06a 88 59a 327 15a 200 35b 274 19b 300 28a 311 59a 321 16a 840 37a 687 83c 799 04b 800 14ab 812 15ab 820 25ab 859 51a 717 22c 800 32b 823 19ab 816 64ab 831 48ab 根表面积 cm 2 Rootsurface 31 09a 22 14b 15 23c 30 03ab 31 19ab 29 99ab 77 43a 55 14b 44 17c 62 37ab 66 14ab 69 25ab 120 23a 96 93ab 74 25c 88 77b 84 23b 99 95ab 171 59a 159 94ab 123 11c 168 52ab 166 91ab 154 27b 表2 LED 光谱对马铃薯组培苗生长的影响 Table2 EffectofLEDlightspectrumongrowthofpotatoplantletsculturedinvitro 260 ABA含量始终最高 GG处理下始终最低 RB RBG和CK处理居中 各处理下 马铃薯组培苗根 系内源IAA含量在整个生长周期内大体呈下降趋 势 在各生长时期 GG处理的组培苗根系内源IAA 含量下降不明显且始终最高 图1b 在马铃薯组培 苗生长过程中 第2周时组培苗根系内源GAs含量 有增加 之后降低且基本保持不变 且各处理下组 培苗根系内源GAs与ABA变化相似 即RR处理 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 脱落酸含量 ng g ABAcontent 60 50 40 30 20 10 0 RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 1 2 3 4 1 2 3 4 RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 8 7 6 5 4 3 2 1 0 12 10 8 6 4 2 0 RR BB GG RB RBG CK 1 2 3 4 1 2 3 4 取样时间 周 Time week 不同字母表示在0 05水平上存在显著差异 下同 Treatmentmeansfollowedbydifferentletter s atthesameplantletageindicatesignificantdifferenceat0 05level Thesamebelow 图1 不同LED 光质对不同苗龄的马铃薯组培苗根系内源激素含量的影响 Figure 1 Effects of different LED light qualities on endogenous hormone contents in roots of potato plantlets cultured in vitro at different ages 异戊烯腺苷含量 ng g IPAcontent 赤霉素含量 ng g GAscontent 1 2 3 4 1 2 3 4 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 玉米素含量 ng g ZRcontent 双氢玉米素含量 ng g DHZRcontent a b c d e f a b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b bb b b b b b a a a a aa a a a a a a a aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a aa a a a aa a a a a aa a a a a aa a a a a a a a a c c c c c c d ab c c c c c a a a a a c c c c c 吲哚乙酸含量 ng g IAAcontent 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week a a a a 不同LED光谱对马铃薯组培苗生长和内源激素变化的影响 陈丽丽 王浩瑛 宫晓晨 等 261中国马铃薯 第34卷 第5期 2020 GAs和ABA含量始终最高 GG处理始终最低 RB RBG和CK处理居中 图1c 马铃薯组培苗根 系中细胞分裂素ZR DHZR和IPA的含量均在第2 周处理结束时达到最高值 第3和4周处理结束后的 含量与第1周处理结束后基本持平 图1d 1e和 1f 同一苗龄时期 CK与各处理的ZR和DHZR含 量均无显著 P 0 05 差异 图1e和1f RB RBG 和CK处理下的IPA含量在各生长时期无显著差异 P 0 05 但均显著 P 0 05 高于单色光处理 RR 和BB处理下的IPA含量无显著差异 P 0 05 但均 显著 P 0 05 高于GG处理 图1d 总之 LED光 谱改变马铃薯组培苗根系中内源激素的含量 同一 激素在不同苗龄生长时期的含量不尽相同 整体来 看以光处理结束第2周各激素含量变化最大 2 2 2 LED 光 谱 对 马 铃 薯 组 培 苗 茎 内 源 激 素 含 量 的 影 响 如图2a所示 各处理下 马铃薯组培苗茎内源 ABA含量在第2周光处理后出现最低值 随后逐渐 升高 至第4周光处理结束后基本达到第1周光处理 结束时期水平 马铃薯组培苗整个生长周期内 BB 处理的ABA含量始终高于CK和其他处理 RR和 GG处理的ABA含量始终最低 RB RBG处理和对 照CK的ABA含量基本一致 但是 各处理不同生 长时期马铃薯组培苗茎内源GAs与内源ABA含量呈 现相反的变化趋势 图2b 各处理下 马铃薯组培 苗茎内源IAA含量也在处理第2周结束时达到最高 随后基本不变 但均高于光处理第1周结束时 RR 和GG处理下组培苗茎内源IAA含量始终最高 RB RBG处理和CK下IAA含量居中 BB处理下 IAA含量始终最低 图2c 各处理下 马铃薯组培 苗茎秆中的细胞分裂素 IPA ZR和DHZR 均在光 处理第2周结束时出现最高值 图2d 2e和2f 除 BB处理下茎内源细胞分裂素IPA含量显著 P 0 05 低于CK和其他处理外 其他处理与CK并无显著 P 0 05 差异 图2d 在光处理第1 3和4周后 各处理下 茎内源细胞分裂素IPA和ZR含量基本相 同 除第2周外 在同一生长时期 各处理的茎内 源细胞分裂素ZR和DHZR含量并无显著 P 0 05 差异 不同LED光谱显著影响各生长时期马铃薯组 培苗茎秆中ABA IAA和GAs的含量 2 2 3 LED 光 谱 对 马 铃 薯 组 培 苗 叶 片 内 源 激 素 含 量 的 影 响 在整个光处理期间 RR和GG处理下马铃薯组 培苗叶片内源ABA含量始终最高 平均高出CK和 其他处理20ng g 且呈递减趋势 有趣的是BB处理 下ABA的变化趋势与RB RBG处理和CK基本一 致 均表现为在光处理第2周后略微升高 随后降 低并基本保持不变 图3a 各处理下 马铃薯组培 苗叶片内源GAs含量的变化趋势基本相同 即光处 理第2周升高 随后降低并基本保持不变 但RR和 GG处理的组培苗叶片内源GAs含量始终最低 BB 处理则最高 图3b 所有光处理下马铃薯组培苗叶 片内源IAA含量均在第2周后呈持续下降趋势 RR 和BB处理下在前三周叶片的IAA激素含量几乎相同 且始终最高 GG处理叶片IAA含量在整个生长期均 最低 RB RBG和CK处理居中 图3c BB处理下 前三周组培苗叶片内源细胞分裂素 IPA ZR和 DHZR 含量始终显著 P 0 05 高于CK和其他处 理 RB和RBG处理的细胞分裂素含量与CK无显著 差异 P 0 05 但均显著 P 0 05 高于RR和GG处 理 图3d 3e和3f LED光质显著改变马铃薯组培 苗叶片中植物激素的含量 BB处理显著增加组培苗 叶片内源细胞分裂素的含量 3 讨 论 马铃薯组培苗通常用于温室移栽生产微型薯和 单节茎段剪切用于扩繁培养 前者要求壮苗以利于成 活 后者要求节间数多且节间较长利于剪切 本研究 中红蓝组合RB与红蓝绿组合RBG光谱下的马铃薯组 培苗在株鲜重 叶面积 茎长 茎粗 根直径和根表 面积上均高于对照CK 表明上述组合光谱在培养健 壮马铃薯组培苗方面优于白光光谱 类似的结果在葡 萄 棉花 兰花等多种组培苗 19 21 和黄瓜 22 番茄 23 幼 苗上均有报道 单色红光和绿光下马铃薯组培苗表 现出叶片面积小 茎秆细长 植株鲜重低的特 点 表明该光处理引起了马铃薯组培苗的荫蔽反 应 即茎秆细长 叶片部分投入减少 植株重量 下降 单色红和绿光下培养的葡萄组培苗也表 262 现出类似的现象 24 此外 节间长的马铃薯组培 苗有利于茎段剪切进行继代培养 试验中 RR 和GG处理2和3周苗龄的组培苗分别与对照CK 和RB RBG处理下3和4周苗龄的组培苗茎长和节 间长相当 表明这2种光处理的组培苗用于茎段剪 切继代培养较有优势 相反 单色蓝光导致马铃薯 组培苗叶色浓绿 叶面积大 茎秆较粗但极度矮 化 说明蓝光引起马铃薯组培苗的形态生长与上述 2种单色光截然不同 这可能与不同光源介导的激 素调控有关 RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 50 40 30 20 10 0 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 1 2 3 4 脱落酸含量 ng g ABAcontent RR BB GG RB RBG CK 50 40 30 20 10 0 异戊烯腺苷含量 ng g IPAcontent RR BB GG RB RBG CK 1 2 3 4 1 2 3 4 14 12 10 8 6 4 2 0 RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 10 8 6 4 2 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 1 2 3 4 图2 不同LED 光质对不同苗龄的马铃薯组培苗茎秆内源激素的影响 Figure 2 EffectsofdifferentLEDlightqualityonendogenoushormonecontentsinstemsof potatoplantletsculturedinvitroatdifferentages a b c d e f a a a a a a a a a a a a aa a ab a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a aa a a a a a a a a a a a a a a aa a aa a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a bbb bb b bb b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b c d c c c c c c c c c c c b bb b b b b b b c c c c 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 吲哚乙酸含量 ng g IAAcontent 玉米素含量 ng g ZRcontent 赤霉素含量 ng g GAscontent 双氢玉米素含量 ng g DHZRcontent b b 不同LED光谱对马铃薯组培苗生长和内源激素变化的影响 陈丽丽 王浩瑛 宫晓晨 等 263中国马铃薯 第34卷 第5期 2020 GAs的主要作用是促进茎节伸长 调控株高 的基因主要通过调节活性赤霉素GA1的含量来控 制株高 且在一定范围内植株高度与其含量呈正相 关 25 26 各处理下 马铃薯组培苗茎内源GAs变化趋 势与对照CK相同 RR和GG处理始终最高 组合光 谱RB和RBG及CK次之 BB始终最低 图2b 表 明单色红光和单色绿光处理下组培苗茎秆积累较高 的GAs含量 可能活性赤霉素GA1含量也较高 进 而促进了茎秆和节间的伸长 单色蓝光处理下组培 苗茎内源GAs含量最低 推测GA1含量亦较低 抑 RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 1 2 3 4 脱落酸含量 ng g ABAcontent 赤霉素含量 ng g GAscontent RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 1 2 3 4 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 吲哚乙酸含量 ng g IAAcontent 异戊烯腺苷含量 ng g IPAcontent c c c c c c c c c c c c a a a a a a a a a a a a a a a a b b b b b b b b b b b b b b b b b b bbb 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week a b d a c c c c c c c a a a a a ab a a a a b b b b a a b bb b b b bb b b b b b bb b a b b bb bb b 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week RR BB GG RB RBG CK RR BB GG RB RBG CK 14 12 10 8 6 4 2 0 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 1 2 3 4 玉米素含量 ng g ZRcontent 双氢玉米素含量 ng g DHZRcontent e f c c c c c c c c c c c c a a a aa a a a a bb b b b a b b b b b b b a b b b b bb bb b b b b a 取样时间 周 Time week 取样时间 周 Time week 图3 不同LED 光质对不同苗龄的马铃薯组培苗叶片内源激素含量的影响 Figure 3 Effects of different LED light qualities on endogenous hormone contents in leaves of potato plantlets cultured in vitro at different ages 264 制了组培苗节间伸长 从而造成蓝光处理的茎秆极 度矮化 IAA具有促进细胞伸长的作用 值得注意 的是 各处理下不同生长时期组培苗茎内源IAA含 量变化与GAs基本一致 图2c 研究表明红色荧光 灯下培养的马铃薯组培苗茎秆表现出明显的伸长生 长 同时伴随着较高的内源IAA和GAs含量 单色 蓝光下茎秆伸长被强烈抑制 同时伴随着低浓度的 内源IAA和GAs含量 这些研究均表明单色红光可 能通过提高CAs和IAA的含量 促进组培苗茎细胞 伸长生长 也可能组培苗茎内源GAs和IAA协调作 用强烈刺激茎秆伸长导致马铃薯组培苗株高显著 P 0 05 增加 此外 由表2可知任一生长时期RR 和GG处理的马铃薯组培苗茎长均显著 P 0 05 高 于BB处理 与此同时 在同一生长时期下 RR和 GG处理的茎内源GAs和IAA含量也均显著高于BB 处理 这说明RR和GG处理下GAs和IAA含量并未 达到这2种激素促进茎秆伸长生长的最大临界值 因此 单色蓝光下的茎生长可能是因为上述2种激 素含量低而被强烈抑制 导致蓝光下马铃薯组培苗 株高显著 P 0 05 降低 此外 显微结构观察亦表 明红光处理下的马铃薯组培苗茎细胞狭长而蓝光下 则短小 6 细胞分裂素可以刺激细胞体积增大 单色 蓝光下茎秆内源细胞分裂素IPA含量