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LED光质在植物组织培养和芽苗菜栽培中的调控作用及机理

【摘要】:光质对植物的形态建成、生长发育、光合作用、物质代谢等均有调控作用。LED光质调控应用于组织培养及芽苗菜中具有重要意义。本文以花烛愈伤组织、组培苗以及苜蓿和香椿种子为试验材料,系统研究不同光谱能量分布的LED对花烛组织培养、花烛移栽苗生长发育以及对苜蓿和香椿芽苗菜生长发育、物质代谢、营养品质的影响机理。研究结果为花烛组织培养及芽苗菜的工业化生产中光质调控的应用提供重要的科学依据。本文研究结果如下: 1、LED光质对花烛愈伤组织分化及抗氧化物酶活性的试验表明,蓝光和红蓝组合光有利于愈伤组织不定芽分化,缩短分化培养天数;培养28d,蓝光和红蓝光下愈伤组织不定芽分化率达到100%;红光、蓝光和红蓝光有利于不定芽进一步生长;蓝光和红蓝光下培养14d和28d的愈伤组织SOD活性显著低于对照和其他光质处理;培养14d,蓝光和红蓝光下的愈伤组织POD活性显著高于对照和其他光质处理;培养28d,红蓝光下的愈伤组织CAT活性显著高于对照和其他光质处理。 2、LED光质对花烛移栽苗生长和光合特性的影响试验表明,与对照和其他光质处理相比,红/蓝(7:1)显著提高花烛移栽苗根系活力、叶绿素a、叶绿素总量以及类胡萝卜素含量;红/蓝(2:1)、红/蓝(7:1)和红/远红(1:2)显著提高移栽苗可溶性糖含量;红/远红(1:2)处理下游离氨基酸含量显著高于对照和其他光质处理;红/蓝(7:1)和红/蓝(2:1)显著降低花烛移栽苗的MDA含量。与其他LED光质相比,红/蓝(7:1)显著提高花烛移栽苗的叶面积和根长;蓝光、红/蓝(1:2)和红/蓝(7:1)有利于花烛移栽苗Fv/Fm、Fv/Fo、Fv'/Fm'、ΦPSII、ETR和qP的提高;红/蓝(1:2)和红/蓝(7:1)显著提高花烛移栽苗地上部干质量和植株干质量。综合考虑,红/蓝(7:1)有利于花烛组培苗品质和移栽成活率的提高。 3、LED光质对苜蓿芽苗菜生长、营养品质和抗氧化特性的影响试验表明,红光显著提高苜蓿芽苗菜鲜质量产量,白光显著提高芽苗菜干质量产量;蓝光显著提高苜蓿芽苗菜可溶性蛋白、游离氨基酸、维生素C、总酚类和总黄酮的含量和对DPPH自由基的清除能力,显著降低芽苗菜硝酸盐的含量;白光有利于类胡萝卜素含量的提高;苜蓿芽苗菜在黄光下槲皮素含量与PAL活性显著正相关;综合考虑认为应用蓝光照射适合于培养高品质的苜蓿芽苗菜。 4、LED光质对香椿芽苗菜生长和营养品质的影响试验表明,白光下香椿芽苗菜可食干质量、全株干质量、可食率、Vc和可溶性糖含量均显著高于对照和其他光质;蓝光下香椿芽苗菜可溶性蛋白和游离氨基酸含量最高且显著高于对照和其他光质;红光显著降低硝酸盐含量,其次是白光和蓝光;白光和黄光显著提高香椿芽苗菜地上部分的总黄酮含量,白光显著提高芽苗菜地下部分的总黄酮含量;红光有利于香椿芽苗菜子叶中花青苷含量的积累,其次是黄光。总体而言,应用白光照射有利于香椿芽苗菜的生长,提高可食率,改善部分营养品质。

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