CN104351054A

CN104351054A - 一种利用led光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法

Info

Publication number: CN104351054A
Application number: CN201410649775.1A
Authority: CN
Inventors: 朱根发; 任桂萍; 刘海林
Original assignee: Environmental Horticulture Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Environmental Horticulture Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: CN104351054B

Abstract

本发明属于植物组织培养领域，具体涉及一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法。该方法包括如下步骤：(1)用蝴蝶兰花梗作为外植体，诱导产生丛生芽；(2)将步骤(1)中获得的丛生芽切割分成单芽或簇芽接种至增殖培养基中；(3)以红光LED或暖白光LED为光源，将步骤(2)已经接种至增殖培养基中的丛生芽置于红光LED或暖白光LED下培养；该方法可以使丛生芽单芽数量显著提高，干重，鲜重和株高均有增加，并且降低了生产成本，节约能源。

Description

一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法

技术领域

本发明属于植物组织培养领域，具体涉及一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法。

背景技术

蝴蝶兰(Phalaenopsis ssp.)是单子叶植物纲、兰科蝴蝶兰属植物，其花形奇特，姿态优雅，花期长久，素有“洋兰皇后”的美誉，并在国内外花卉市场占有重要的地位。

生产上广泛应用的蝴蝶兰繁殖方式是组织培养技术。其常用的途径是丛生芽途径，包括外植体诱导丛生芽、丛生芽的增殖、生根壮苗几个阶段，其中丛生芽的增殖扩繁是产生大量幼苗的基础。传统的组培光源是白色荧光灯，其发热量大，大量使用荧光灯作为光源，增加了室内的温度控制的难度；寿命较短，增加生产成本；而且光效低(50％以上光不能被植物所利用)，大大浪费了资源。

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种能发光的半导体电子元件。因其具有光谱性能好、光效高、系统发热少、体积较小、寿命较长等优点，在植物生理或栽培研究领域的应用不断增加。基于这些优点，蝴蝶兰组织培养快中使用LED作为光源显得迫不及待。Hsu[Hsing-cheng Hsu,ChiachungChen(2010).The effect of light spectrum on the growth characteristics of in vitrocultures of phalaenopsis.Propagation of Ornamental Plants10,3-8.]和戴艳娇[戴艳娇,王琼丽,张欢，代大勇,文民操,徐志刚(2010).不同光谱的LEDs对蝴蝶兰组培苗生长的影响.江苏农业科学5,227-231.]针对LED对蝴蝶兰生根的影响做了研究。由于不同植物在生长发育的不同阶段对光质、光强需求各异，LED对蝴蝶兰组织培养快速繁殖的影响还未见报道。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法在植物组培领域中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，包括如下步骤：

(1)用蝴蝶兰花梗作为外植体，诱导产生丛生芽；

(2)将步骤(1)中获得的丛生芽切割分成单芽或簇芽接种至增殖培养基中；

(3)以红光LED或暖白光LED为光源，将步骤(2)已经接种至增殖培养基中的丛生芽置于红光LED或暖白光LED下培养；

步骤(1)中所述的蝴蝶兰优选为中花系蝴蝶兰‘绿熊’(Green Bear)或大花系蝴蝶兰‘大辣椒’(Big Chilli)；

步骤(1)中所述的诱导方式为蝴蝶兰花梗消毒后在花梗腋芽诱导培养基中诱导培养；

所述的花梗腋芽诱导培养基的组成为1/2MS+6-BA3mg/L+NAA0.2mg/L蔗糖20g/L+椰汁100mL/L+琼脂6g/L；所述的花梗腋芽诱导培养基的pH值5.6～6.0；

步骤(1)中所述的诱导培养条件为培养温度为25±2℃，相对湿度为50％～60％，光照时间为12h/d，其中在光照强度为5±1μmol·m^-2·s^-1的普通组培光环境下培养7d，然后在光照强度为20±2μmol·m^-2·s^-1的普通组培光环境下培养45～60d；

步骤(2)中接种方式为将花梗腋芽诱导的丛生芽，切割分成单芽或簇芽，切去并保留芽基部1/3的叶片，垂直插入增殖培养基进行扩繁；

步骤(2)中所述的增殖培养基的组成为：1/2MS+NAA0.05mg/L+6-BA3.0mg/L+AD2.0mg/L+蔗糖20g/L+椰汁100mL/L+琼脂6g/L，所述的增殖培养基的pH值5.6～6.0；

步骤(3)中所述的培养条件为：培养温度为25±2℃，相对湿度为50％～60％，光照时间为12h/d，光照强度为20±2μmol·m^-2·s^-1，光照培养45～60天；

步骤(3)中所述的红光LED的波长为630nm或660nm，额定功率均为11.52W；

步骤(3)中所述的暖白光LED是一种提高了白光中红光比例的复合光LED，500～780nm波段光辐射占全部可见光辐射能的91.80％，额定功率为17.28W；

步骤(3)中所述的培养条件优选为以暖白光LED作为光源，培养温度25±2℃，相对湿度50％～60％，光照时间12h/d，光照强度20±2μmol·m^-2·s^-1，光照培养60天；

所述的椰汁为椰果的抽取汁液；

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明提供了一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法。该方法以红光或LED或暖白光LED为光源，将丛生芽在上述光源下培养扩繁，其中丛生芽单芽数量显著提高，干重，鲜重和株高均有增加，并且降低了生产成本，节约能源。且在暖白光LED为光源培养下，增殖系数最高可增殖3.14倍，提高了53.17％，丛生芽数大于等于3的外植体的比例最多可占62.16％，提高了2.81倍。丛生芽数不小于4的外植体数占的比例最高可达总数的36.49％，提高了4.62倍。此外，干重、鲜重和株高分别提高了19.00％、19.54％和7.79％。

附图说明

图1是不同光质的LED下蝴蝶兰‘绿熊’丛生芽的生长状况。

图2是不同光质的LED下蝴蝶兰‘大辣椒’丛生芽的生长状况。

图3是蓝光(BLUE)的光谱图。

图4是630nm红光[RED(630)]的光谱图。

图5是R7B3的光谱图。

图6是660nm红光[RED(660)]的光谱图。

图7是暖白光(Warm W)的光谱图。

图8是白色荧光(WFL)的光谱图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中涉及到的培养基：

花梗腋芽诱导培养基：1/2MS+6-BA3mg/L+NAA0.2mg/L蔗糖20g/L+椰汁100mL/L+琼脂6g/L；其pH值5.6～6.0；

增殖培养基：1/2MS+NAA0.05mg/L+6-BA3.0mg/L+AD2.0mg/L+蔗糖20g/L+椰汁100mL/L+琼脂6g/L；其pH值5.6～6.0；

所述的椰汁为椰果的抽取汁液；

实施例1

(1)实验选用购买于广东省农业科学院环境园艺所金颖花卉苗木推广中心的中花系蝴蝶兰‘绿熊’(Green Bear)花梗作为外植体，消毒后，截取带腋芽节段接种于花梗腋芽诱导培养基上诱导分化，诱导培养条件为：培养温度25±2℃，相对湿度50％～60％，光照时间12h/d，其中前一周在遮层报纸的普通组培光环境下培养即在光照强度为5±1μmol·m^-2·s^-1的普通组培光环境下培养7d，揭开报纸之后，继续在普通组培光环境下培养45～60d即在光照强度为20±2μmol·m^-2·s^-1的普通组培光环境下培养45～60d，获得丛生芽；

(2)以240mL的果酱瓶为培养容器，将步骤(1)中分化出的丛生芽分成单芽或簇芽，切去并保留芽基部1/3的叶片，分成生长状态基本一致的单芽分别接种到增殖扩繁培养基上进行扩增，每瓶接种5个芽，每处理接种7瓶，标记并随机置于不同光质组合的灯管状发光二极管(LED)培养架下光照培养，重复试验3次。培养条件：培养温度为25±2℃，相对湿度为50％～60％，光强强度为20±2μmol·m^-2·s^-1，光照时间为12h/d；

其中，步骤(2)中灯管状发光二极管(LED)培养架，不同光质组合分别为：BLUE(蓝光，波长为450～480nm)、RED(630)(红光，波长为630nm)、R(630)7B3(红光：蓝光＝7:3(光强比)，红光波长为630nm)、RED(660)(红光，波长为660nm)、Warm W(暖白光)、WFL(白色荧光灯对照)，WarmW中，500～780nm波段光辐射占全部可见光辐射能的91.80％。其中，图3～8分别为BLUE、RED(630)、R(630)7B3、RED(660)、Warm W和WFL的光谱图。各光质组合灯管参数及实际耗能如表1，各个光照条件的实际耗电量结果比对发现各LED组合光质均较白色荧光灯省电，BLUE、RED(630)、R(630)7B3、RED(660)、Warm W各处理较白色荧光灯分别省点74.22％、80.44％、78.67％、80.44％和80.89％。

表1不同光质组合的LED灯管参数及实际耗能

生长指标测定：每个处理在上述不同光质组合的灯管状发光二极管(LED)培养架下光照培养60天后，测定株高、根长用游标卡尺(精确度0.01mm)测量；鲜重、干重(80℃烘箱48小时烘干至恒重)用电子天平称量；叶绿素的测定参照王学奎(2006)的方法，称取由上往下第二个叶片0.5g，减碎，5mL体积分数为95％的乙醇研磨，用体积分数为95％的乙醇定容至10mL，在波长665nm和649nm下测定吸光度(OD)，用公式C_a＝13.95A₆₆₅-6.88A₆₄₉、C_b＝24.96A₆₄₉-7.32A₆₆₅计算，叶绿体色素的含量(mg/g)＝C×V/1000×N/W[式中C为色素含量(mg/L)、V为提取液体积(mL)、N为稀释倍数、W为样品质量(g)]；统计单芽诱导出的1cm以上芽的数量，即增殖系数＝单芽总数/接种芽数；实验重复3次。数据分析：所以数据使用Spss13.0软件，以Ducan检验不同处理间的差异显著性，显著水平P<0.05。

测定培养60d的蝴蝶兰组培苗增殖扩繁结果，结果如下：增殖系数即平均每个单芽经扩繁培养得到的丛生芽中含有的可使用的单芽数目，是蝴蝶兰扩繁实验中最重要的指标。在这几个BLUE、RED(630)、R(630)7B3、RED(660)、Warm W光质条件下，增殖系数都较对照(WFL)有一定增加(表2)，在WarmW处理下最大(3.14)，与对照相比提高了53.17％。在两个波长的纯红光下单芽数目也比对照有显著增加。在RED(630)、RED(660)、Warm W三个红光或者红光较多的处理下，单芽数目比BLUE、R(630)7B3、WFL均显著增加，且丛生芽数大于等于3的外植体的比例均超过50％，最高达到62.16％(Warm W)，提高了2.81倍，而对照仅为22.08％。同样三个处理下丛生芽数不小于4的外植体数也达到了总数的25％或以上，最高可达总数的36.49％，提高了4.62倍，而对照组仅6.49％。

表2不同光质的LED对蝴蝶兰‘绿熊’单芽增殖系数的影响

*表中结果记为平均值±标准误，数字后面不同字母表示差异显著，P＜0.05

如表3所示，鲜重和干重在Warm W处理下最大，较BLUE、R(630)7B3、WFL均有增加，比对照组分别提高了19.54％和19.00％，幼苗的株高在Warm W处理下比对照提高了7.79％。

表3不同光质的LED对蝴蝶兰‘绿熊’增殖扩繁培养中形态指标的影响

结果表明，红光利于蝴蝶兰的芽的增殖，RED(630)、RED(660)、Warm W三种光质对加强蝴蝶兰增殖效果明显。综合芽增殖效果和形态指标结果，以Warm W为光源，作为优选实施方案。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是所采用的实验材料是‘大辣椒’(Big Chilli)，其余与实施例1相同。

不同光质的LED对‘大辣椒’增殖扩繁产生的影响结果如下：‘大辣椒’的增殖系数则是在630nm的纯红光和Warm W下较大，分别比对照组提高了59.42％和46.37％。从丛生芽数不小于3外植体数量来看，RED(630)、RED(660)、Warm W处理均达25％以上(表4)。

表4不同光质的LED对蝴蝶兰‘大辣椒’单芽增殖系数的影响

*表中结果记为平均值±标准误，数字后面不同字母表示差异显著，P＜0.05。

‘大辣椒’品种的无根组培苗在LED下的鲜重较对照都均有显著增加(表5)，660nm纯红光处理和Warm W下较大，较对照分别提高了67.92％和52.83％；干重在各处理下均较对照有增加，在两种波长的纯红光下值较大，在Warm W处理下较对照增加28.14％。结果表明，红光有助于蝴蝶兰干重和鲜重的增加。

表5不同光质的LED对蝴蝶兰‘大辣椒’增殖培养中形态指标的影响

综合以上两个实施例的芽增殖效果和形态指标结果，以Warm W为光源，作为优选实施方案，可促进芽快速繁殖，提高幼苗质量，节约能源。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)用蝴蝶兰花梗作为外植体，诱导产生丛生芽；

步骤(3)中所述的红光LED的波长为630nm或660nm；

步骤(3)中所述的暖白光LED是一种提高了白光中红光比例的复合光LED，500～780nm波段光辐射占全部可见光辐射能的91.80％。

2.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(3)中所述的红光LED额定功率为11.52W。

3.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(3)中所述的暖白光LED额定功率为17.28W。

4.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的蝴蝶兰为中花系蝴蝶兰‘绿熊’或大花系蝴蝶兰‘大辣椒’。

5.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(3)中所述的培养条件为：培养温度为25±2℃，相对湿度为50％～60％，光照时间为12h/d，光照强度为20±2μmol·m^-2·s^-1，光照培养45～60天。

6.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

所述的花梗腋芽诱导培养基的组成为1/2MS+6-BA 3mg/L+NAA 0.2mg/L蔗糖20g/L+椰汁100mL/L+琼脂6g/L；所述的花梗腋芽诱导培养基的pH值5.6～6.0。

7.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的诱导培养条件为培养温度为25±2℃，相对湿度为50％～60％，光照时间为12h/d，其中在光照强度为5±1μmol·m^-2·s^-1的普通组培光环境下培养7d，然后在光照强度为20±2μmol·m^-2·s^-1的普通组培光环境下培养45～60d。

8.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(2)中接种方式为将花梗腋芽诱导的丛生芽，切割分成单芽或簇芽，切去并保留芽基部1/3的叶片，垂直插入增殖培养基进行扩繁。

9.根据权利要求1所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的增殖培养基的组成为：1/2MS+NAA 0.05mg/L+6-BA 3.0mg/L+AD 2.0mg/L+蔗糖20g/L+椰汁100mL/L+琼脂6g/L，所述的增殖培养基的pH值5.6～6.0。

10.权利要求1～9任一项所述的利用LED光源促进蝴蝶兰丛生芽快速繁殖的方法在植物组织培养领域中的应用。