LED不同光质对洋桔梗组培苗可溶性蛋白含量的影响

摘要 研究LED不同光质对洋桔梗组培苗可溶性蛋白含量的影响，为植物组织培养专用LED光源的研发提供数据支持和理论依据。以切花洋桔梗组培苗为试材，在不同配比的LED光质下生长一段时间后，对叶片进行可溶性蛋白含量测定。试验结果表明：红蓝复合光（1RB）处理的组培苗可溶性蛋白含量最高，为14.314 3 mg/g；红蓝绿光（RBG）处理的组培苗可溶性蛋白含量最低，为8.106 3 mg/g。红蓝复合光最有利于洋桔梗组培苗可溶性蛋白的合成。

关键词 LED；不同光质；洋桔梗；可溶性蛋白；影响

中图分类号 S681.9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）21-0011-02

Effect of Different LED Light Qualities on Soluble Protein Content of Eustoma grandiflorum Plantlets in virto

YANG Hong-fei 1 YANG Chang-juan 2 REN Xing-ping 1 TANG Min 2 YIN Ai-juan 2 LI Zhi-lin 2

（1 Yunnan Electronic Industry Institute，Kunming Yunnan 650031； 2 Flower Institute，Yunnan Agricultural University）

Abstract In order to provide data support and theoretical basis for development of plant tissue material special LED light source，effects of different light qualities on soluble protein content of Eustoma grandiflorum in vitro under LEDs were investigated.Arraying Eustoma grandiflorum plantlets in virto under different ratios of LEDs light quality for tissue culture，the soluble protein contents in leaves were determined.The results showed that：soluble protein content of seedlings with 1RB treated was the highest，reached 14.314 3 mg/g，soluble protein content of seedlings with RBG treated was the lowest，reached 8.106 3 mg/g.It’s conclude that 1RB was most conducive to the synthesis of soluble protein for Eustoma grandiflorum.

Key words light-emitting diode；different light quality；Eustoma grandiflorum；soluble protein；effect

LED（Light Emitting Diode）又稱发光二极管，具有节能环保、安全可靠、使用寿命长、响应时间短、体积小、重量轻、发热量少、易于分散和组合控制等许多不同于其他电光源的重要特点[1]。传统植物设施栽培中使用的光源一般是荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和白炽灯。这些光源是依据人眼对光的适应性所选择的，其光谱有很多不必要的波长，对植物生长的促进作用少[2]。而LED具有较窄的波谱，波谱半宽范围从几纳米到几十纳米，在±20 nm左右，波长正好与植物光合成和光形态形成的光谱范围相吻合[3-4]，且LED作为冷光源，可以近距离地照射植物，将大大提高空间的利用效率。

洋桔梗（Eustoma grandiflorum（Raf.）Shinners）又名草原龙胆，台湾亦称“土耳其桔梗”，为龙胆科（Gentianaceae）草原龙胆属（Eustoma russellianum）植物，原产美国、墨西哥。洋桔梗为多年生草本植物，常作一年生植物栽培，根据花瓣一般可分为单瓣花和重瓣花品种。

洋桔梗原本是一种普通的野花，随着育种领域的进步，特别是最近10年间，洋桔梗的育种与生产有了迅速的发展，尤以日本为盛，且有“无刺的玫瑰”之称，已育有紫色、粉色、白色、蓝色、淡紫色、白花带粉边或白花带紫边等多种花色以及钟型花冠、漏斗型花冠等多种花型的品种，目前日本市场上有300多个品种。洋桔梗花姿高雅秀丽，妩媚动人，异常新异，且插花效果好，花条寿命可达2～3周，是国际上流行的切花品种，已成为荷兰鲜花拍卖市场十大切花之一[5]。

近年来，洋桔梗盆花已在欧洲、日本兴起，有非常大的发展前景。而洋桔梗的种子十分细小（19 000粒/g），播种技术难度大，种子萌发缓慢，发芽及幼苗生长受多种环境因子影响，发芽率较低，给洋桔梗在我国的生产带来了一定的困难[6]。在这种情况的前提下，利用组织培养技术繁殖洋桔梗来解决这个问题已十分必要。利用组织培养技术不但可以节约生产成本，而且可以使洋桔梗种苗的生长、发育避免受到外界环境的影响，对满足切花市场对洋桔梗优质种苗的需求具重要现实意义。

植物的生长发育被许多环境因子所刺激，其中包括光、温度和地球的引力。在这些刺激中，光具有特殊重要的地位。因为它不仅影响着植物几乎所有的发育阶段，还可以为植物进行光合作用提供能量[7]。对植物而言，光生物学主要关心的是波长200～800 nm的辐射波，其中可见光光谱在380～760 nm，这种波长被植物机体分子吸收后，能够引起化学变化[8]。

近年来，国内外对光质的研究已成为热点，但是目前，人工得到的所谓单色光质一般并不是单一波长光质，往往还掺杂有少量其他波长的不同色光，这种光质不同的现象，人眼通常不能觉察，因而给不同作者关于相同光质试验结果的报道的相互比较带来很大困难[9]。国内外已有学者尝试用LED光源对植物照射补光，LED在植物工厂中的应用，LED不同光质配比组合对菊花组培苗形态学和生理学的研究报道。然而采用LED不同光质配比组合对洋桔梗组培苗生理学的研究未见报道。本试验采用LED光源，能得到单一波长光质，解决了光质不纯的问题，增加了试验结果的可靠性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为云南农业大学花卉研究所提供的洋桔梗701品种的组培苗，苗高1.5 cm，具4叶1心；生根培养基配方为：MS+0.05 mg/L NAA+0.1 mg/L 6-BA+30 g/L蔗糖+7.5 g/L琼脂。

1.2 试验方法

1.2.1 光质控制系统。LEDs光质控制系统的设计如表1所示。

1.2.2 可溶性蛋白含量的测定。洋桔梗在各光质下生长30 d后选完全展开的第3～4片叶，称取新鲜叶片0.1 g，加少量石英砂用蒸馏水研磨成匀浆，定容至100 mL，置于10 000 g离心机20 min提取上清液，即可溶性蛋白待测液。每组样品重复3次。取待测液1 mL和考马斯亮蓝G-250溶液5 mL，摇匀后于595 nm下比色（以标准曲线的空白调零），读取吸光度。

2 结果与分析

从表2可以看出，光质对洋桔梗组培苗可溶性蛋白含量影响显著。红蓝复合光处理的组培苗可溶蛋白含量最高，为14.314 3 mg/g；红蓝绿光处理的组培苗可溶性蛋白含量最低，为8.106 3 mg/g；红蓝复合光的处理结果与红蓝绿光处理结果差异显著（P<0.05）；单色蓝光处理的组培苗可溶性蛋白含量为14.272 7 mg/g，单色红光处理的组培苗可溶性蛋白含量为11.439 7 mg/g，单色蓝光的处理结果明显高于单色红光的处理结果，但两者差异不显著（P<0.05）；与对照组荧光灯的处理结果13.856 3 mg/g相比，高于荧光灯处理结果的有：紅蓝复合光14.314 3 mg/g、单色蓝光14.272 7 mg/g、红蓝配光14.189 7 mg/g，低于荧光灯处理的有：单色白光12.627 0 mg/g、单色红光11.439 7 mg/g、红蓝白光9.835 7 mg/g、红蓝绿光8.106 3 mg/g。可溶性蛋白含量变化规律：红蓝复合光>单色蓝光>红蓝配光>荧光灯>单色白光>单色红光>红蓝白光>红蓝绿光。

3 结论与讨论

本试验研究了LED不同光质对洋桔梗组培苗可溶性蛋白含量的影响，结果表明：红蓝复合光处理的组培苗可溶蛋白含量最高，红蓝绿处理的组培苗可溶性蛋白含量最低。可溶性蛋白含量变化规律：红蓝复合光>单色蓝光>红蓝配光>荧光灯>单色白光>单色红光>红蓝白光>红蓝绿光。因此，红蓝复合光最有利于洋桔梗组培苗可溶性蛋白质的合成。

植物体内的新陈代谢都是在液体环境中进行的，形成可溶性蛋白标志植物体要进行更旺盛的生命活动。植物体内的可溶性蛋白是植物体内多种重要的酶的组成成分，直接关系到植物体的呼吸作用分解糖类供能、构成细胞、催化各种化学反应等[7]。因此，可溶性蛋白在植物体内起着极其重要的生理作用。可溶蛋白作为机体的重要成分、生物体的主要物体基础，其形成受到不同波长的光的影响。作用光谱显示促进可溶性蛋白含量增加的最有效波长为460 nm和370 nm附近[8]，这为通过测定不同光质处理下的植物体内可溶性蛋白含量来选择能够促进植物生长的光质提供了理论依据，在植物组织培养过程中光质的选用发挥重要作用。

诸多报道认为：蓝光有利于蛋白质含量的提高。如：张 微慧等[9]研究发现，不同光质下蓝光促进果树蛋白质含量积累；倪德祥[10]研究表明，蓝光能促进锦葵愈伤组织蛋白质含量提高；倪德祥[11]研究表明，蓝光有利于康乃馨中蛋白质含量的提高。究其原因主要有：一是蓝光促进了蛋白质的合成[12]，二是蓝光阻止了蛋白质的丧失[13]。

本试验结果表明，红蓝复合光最有利于洋桔梗组培苗中可溶性蛋白含量的增加。与报道中的结果有所不同，原因可能是不同种类的植物、不同发育年龄或状态、不同组织或器官对同一光质的反应有所不同，表现出光生物学反应的复杂性[14]。

4 参考文献

[1] 陈小凤，龚明霞，康德贤，等.国内洋桔梗组培快繁技术的研究进展[J].北方园艺，2008（6）：67-69.

[2] 王声学，吴广宁，蒋伟，等.LED原理及其照明应用[J].灯与照明，2006，30（4）：32-35.

[3] KIM S J，HAHN E J，HEO J W，et al.Effects of LEDs on net photo-synthetic rate，growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro[J].Scientia Horticulturae，2004（101）：143-151.

[4] 刘江，范广涵，刘承宜.用于细胞及组织培养的低强度LED生物光源[J].激光杂志，2003，24（4）：78-80.

[5] 贺冬仙，杨其长，马承伟，等.植物生产中人工光环境调控[C]//第五次全国高等学校农业工程类学科专业教学改革暨国际学术研讨会，2002.

[6] 童哲.光质纯度对幼苗光形态建成的影响[J].植物生理学通讯，1989（2）：28-31.

[7] BERRY J A，DOWNTON W J S.Environmental regulmion of photosyn-thesis.In：Govindjcccd，Photosynthesis（Vol.Ⅱ）[M].New York：Academic-Press，1982：294-306.

[8] 李韶山，潘瑞炽.植物的蓝光效应[J].植物生理学通讯，1993，29（4）：248-252.

[9] 张微慧，张光伦.光质对果树形态建成及果实品质的生理生态效应[J].中国农学通报，2007，23（1）：78-83.

[10] 倪德祥.光在植物组织培养中的调控作用[J].自然杂志，1986，9（5）：193-198.

[11] 倪德祥.光质对康乃馨试管苗生长发育的影响[J].园艺学报，1985， 12（3）：197-202.

[12] 李韶山，潘瑞炽.蓝光对水稻幼苗碳水化合物和蛋白质代谢的调节[J].植物生理学，1995，21（1）：22-28.

[13] 潘瑞炽，陈方毅.蓝光延缓绿豆离体叶片衰老的研究[J].华南植物学报，1992（1）：66-72.

[14] 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.

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