培育实验室LED光色的不同，对植物生长和微繁殖有什么样的影响

编辑|小马

多年来，使用组织培养生产植物的趋势越来越明显，这是目前最有效的方法。

每年，越来越多的具有经济价值的物种微繁殖正在大量推广，许多因素影响无菌实验室条件下再生外植体。

其中最重要的是LED光色，LED光色已被证明会影响微繁殖过程中再生速率和植物长度的生长，而光参数颜色和强度都会影响再生芽的长度和植物中同化色素的含量。

多年来，人们对Hellebores一直都很感兴趣，并对此进行了多年的研究。

它们属于毛茛科，自然栖息地是欧洲和亚洲，大多数Helleborus物种集中在巴尔干地区，波兰居住着紫癜铁杆菌。

除了装饰价值外，海荚还是一种药用植物，在其组成中，它包括表现出麻醉和溶血作用的heleborein和表现出类似于洋地黄的心脏作用的heleborein。

根据剂量和治疗，提取物以及根茎和根的单个部分表现出多种生物活性作用，并且可以在多个方向上起作用，在大多数情况下，作用机制尚未得到充分研究和描述。

微繁殖是目前观赏植物和濒危植物物种最现代和最有前途的营养繁殖方法。

由于单个物种甚至其品种的不同要求，以及在进行体外培养的不同阶段出现的问题，应为每个特定植物制定方法。

需要不断寻找新的解决方案，使该方法尽可能具有成本效益，并使再生设备具有最佳质量。

许多因素影响植物在无菌、几乎完全控制的体外条件下的再生，其中最重要的是外植体的类型，培养基的组成，包括植物生长调节剂的浓度和类型。

根据生长过程中可用的光参数，植物可以以完全不同的方式做出反应，在过强的照明下，通常会观察到过于强烈、细长的生长。

另一方面由于光线太少，生长通常会降低，植物和叶绿体的这种适应光的能力是光形态发生反应的主要基本形式，它与植物形态、生理和生物化学的特定变化有关。

荧光灯（FL）是植物加速器中用于微传播的传统光源，然而，它们的缺点，例如高功耗和产生植物开发中不必要的宽波长。

发光二极管（LED）已成为一种替代品，并迅速在商业生产中得到积极接受，与荧光灯相比，LED具有许多优点-更低的热发射，单色光谱，更长的寿命和低能耗，这有助于其环保性质。

用于体外培养的LED照明系统可以控制这一重要参数，并提供用于光合作用的光谱范围内的光，并对植物的光形态反应产生积极影响。

体外培养中常用的LED的颜色或组合是白色（W），红色（R），蓝色（B）以及蓝色和红色（B+R）的混合物。

红光对枝条和茎的伸长生长、光敏色素反应和植物解剖结构的变化很重要，而蓝光在叶绿素生物合成、气孔开放、叶绿体成熟和光合作用中很重要。

在许多关于光合作用和叶绿素合成中，蓝色和红色已被用于LED的不同组合，在LED光下对三种不同的观赏植物物种进行的8周实验中，蓝色和R+B在所有物种中导致更高的最大量子产量和更高的植物生物量在这种光组合中。

在Zantedeschia的微繁殖过程中，发现蓝光会影响植物高度和叶绿素，LED灯对盆栽菊花产量的影响不同.R+B光下植株的叶片绿度指数值最高，扦插最短，根系最长，而W+BLED组合对生长参数影响最大，但株高和叶数除外。

腋芽在琼脂固化的Murashige和Skoog培养基上培养，，补充0.2mg/L苄基腺嘌呤（BA）和30g蔗糖作为碳源。

为了凝固培养基琼脂，使用8.0克/升的Bacto™，用5.4M氢氧化钠（NaOH）或1.0M盐酸，然后将装有培养基的罐子在20°C和121kPa下高压灭菌110分钟。

罐子置于18±1°C，12小时光周期的植物加速器中，用来自两种不同强度的LED（白色，蓝色，红色）的光，如表中的组合所示。对照组合是传统的荧光灯组合为5个罐子，每个罐子有5个外植体。

将再生的外植体分成单独的植物并放置在生根培养基上，在含有2mg/LIBA的20/1MS培养基上进行生根。

介质的其他成分和参数与乘法期间相同。随后，将罐子置于12±1°C，5小时光周期的植物加速器中，光源与繁殖期间相同，生根阶段的光组合与乘法期间相同。

海蛾倍增实验开始五周后，在生根三周后，评估基本参数。

在繁殖阶段之后，评估外植体的再生百分比，一个外植体形成的新芽数及其高度，选择有根微植株的百分比、产生的根数以及根的长度和微植株进行生根评估。

计算了实验期间植物的生长，这些数据能够确定在特定光组合影响下的生长动态。

收集用于化学成分生化分析的样品，将它们切碎，混合，并使用0.25g样品进行测量。每次分析制备一式三份提取物，并对每种提取物进行三次测量。

根据Wellburn的分光光度法分析总叶绿素和类胡萝卜素含量，用于最终转化的干质量是通过在NUVE干燥器中在25°C下在开放式铝容器中干燥500.105g植物材料样品24小时获得的，然后进行称量。

然后将材料重新干燥两次以获得恒定的重量，连续第三次称重的结果作为最终结果。

至于再生的百分比，获得的结果在统计学上没有差异。

无论光色或强度如何，几乎所有的外植体都会再生，98-100%的外植体启动枝条再生。

分析显示浅色对海蛾“莫莉的白色”再生芽数有显著影响，此参数不受光强度的影响。

在植物加速器条件下，在带有蓝色LED的架子上的培养物中获得最少数量的新芽，事实上，这里几乎获得了1：1的效果。

其他光组合的再生率增加了一倍以上，使用白光LED灯获得了最佳效果和最高的微传播率。

对于下一个参数——再生芽的长度，情况更有趣一些。

方差的双因素分析表明，颜色和光强度对新枝条伸长率的影响，明显较高的光强度促进了获得更长的周期。

对于颜色，同样，蓝色LED的效果最弱，最高的植物是用白色LED与红色相当的。这些光色与最高强度的相关性提供了最佳结果，使植物看起来更好，甚至长高超过1.5厘米。

使用另一个生根参数，形成的根数，统计分析再次显示测试的任何光因素都没有影响。

然而，当分析组合中的单个结果时，可能会观察到形成的根数的显著差异，最多的根数-平均超过七个，通过在强度为40的白光LED光照条件下生根外植体产生的。

FL、蓝色LED、低强度的红色LED灯和高强度的白色LED灯的组合表现最弱。在这些组合中，平均获得4.23-5.73根。

至于长度，方差的双因素分析显示，施加的光强度对所得根的伸长生长有显著影响。

明显更长的根在较低的光照强度下再生，更详细地查看组合结果，在蓝色LED70（下再生最短的根，而在较低强度的白光LED下再生最长的根蜥蜴微植株的高度取决于浅色。

最后得出，光强对该参数没有影响，最高的植物是在红色LED下扎根时获得的，并达到2.2厘米以上。

对于同化色素、叶绿素和类胡萝卜素的含量，在地笠微插过程中，在枝条增殖和生根过程中，LED光强度和颜色的显著影响是显而易见的。

增殖过程中方差分析显示，在较高光强度下再生的外植体中叶绿素含量有积极影响。

光强度为70μmol·m−2·s−1导致这种颜料的含量增加了约40%，在光色的情况下，红色LED灯对该参数的影响最好。

在常规荧光灯下再生的枝条中发现叶绿素含量最低，特别是在其较低强度下，在更高的强度下，该含量比红色LED组合低2.5倍以上。除红光LED外，白光LED对叶绿素含量也有正向影响。

根芽叶绿素含量大多高于繁殖期。

然而，与增殖期间类似，这种色素的含量在较高光强度下根植的芽中更高。

对于浅色，结果完全不同，叶绿素含量最高的是根植于传统FLs或蓝色LED光下的植物。红色LED对合成的影响最小，其次是这种东西的含量。

已建立的用电量表显示荧光灯和LED的能耗之间存在明显差异，在8周期间，正常照明在高强度下消耗近70kWh，在较低强度下消耗一半。

光是影响所有植物发育的最重要外部因素之一，因为它在光合作用，生化和分子过程中的调节作用。

选择最佳的光强度来支持植物体外增殖和生长尤为重要，与在田间生长的植物相比，体外外植体暴露在低得多的光强度下。

在海蜥的微传播过程中，大多数研究参数的比率在更强的光下获得。

特别是当强度增加到94μmol·m时，光强度和质量，是植物生理学和生物化学最关键的环境因素。

在光照不足的条件下，植物生产的许多基本参数，包括根、叶和整株的干重，以及光合作用、蒸腾和气孔导度的速率降低。

除了在增殖过程中增加植物高度外，强度更高光增加了再生和生根海蜥蜴植物中同化色素的含量。

高光强度生长的植物中观察到类胡萝卜素合成的增加，并且与这些色素在光系统中发挥的光保护有关。

类胡萝卜素在所有光合作用生物的质体中合成，因此它们在光合作用中具有重要作用，然而，不应忘记，它们在植物免受氧化应激的非酶保护中起着重要作用，并且是防止光氧化损伤的基本分子。

在荧光灯下生根期间，海蝇组织类胡萝卜素含量最高，导致生根最弱（根最少），但最重要的是，在整个周期中植物生长最少。

这可能表明植物受到这种光源的不利影响，随着类胡萝卜素浓度的较高，该光源可能被视为压力因素。

与传统的FL光相比，类胡萝卜素的合成量最低，白色LED灯提供了更高含量的叶绿素和类胡萝卜素。

与其他光类型相比，白光LED在诱导蜥蜴植物生长速率方面效果最差，尽管它在产生最高的枝条和根数方面具有积极影响。

通常，更快的生长率增长或增益是植物对胁迫因素的反应，例如，谷物的叶片伸长率是植物对胁迫反应最活跃的一种。

其他植物在轻度干旱期间可能会显示根系生长增加，或者在弱光下增加茎生长。在这种情况下，胁迫诱导的生长通常是通过牺牲该植物其他部分的生长来实现的。

体外培养中常用的颜色或LED组合是白色，红色，蓝色以及蓝色和红色的混合物。

选择这三种基本LED颜色最后发现，蓝色LED是诱导叶绿素合成的良好光源，而红色LED会降低叶绿素含量。

蓝色LED促进生长并增加jucunda的叶绿素含量，其中叶绿素a含量在蓝光下更高。

在海蜥蜴中，浅色对叶绿素含量的影响是明显的，但应该注意的是，根据微繁殖的阶段存在一定的差异。

在增殖过程中，色素含量最高的特征是植物在红色LED光下再生，而在生根过程中，传统的FL光或蓝色LED实现了这种效果，这可能与植物的状况有关，植物在密集的枝条增殖阶段对特定光谱的需求与生根或完整植物期间不同。

红光和蓝光都显著提高了叶绿素a/b比值，然而，使用电子显微镜的更详细的研究表明，蓝光在叶片老化的早期阶段对叶绿体的精细结构造成了严重的损害，而与其他处理相比，叶绿体超微结构的降解在整个实验过程中明显延迟了红光。

LED红光也许足以保护老化的叶子免受光抑制，从而可以有效地延缓叶片老化。也许在海蝇的密集增殖过程中，在红光下观察到更高含量的色素，包括叶绿素。洋地黄。

在香草的微繁殖中观察到的叶绿素a+b含量是其两倍，红色LED灯还影响微繁殖的海芥的生长生长，无论是在繁殖过程中还是生根过程中。

在红白LED光照条件下，Lippiafilifolia植物达到了更高的高度，并实现了更高的生物量积累，光的颜色和强度都不会影响生根百分比或根数，这是植物地下部分的适应性机制.这表明光对根际形成没有影响，尽管在较低强度下根部的伸长率生长强度越高，表明它们受到光刺激，而更强的光照会削弱它们的伸长率。

更高的强度对增加再生和生根植物中同化色素的含量有显著作用。

红色LED光会影响微繁殖的螳螂的生长生长，建议在实验室中使用白光LED灯。

在体外培养物中获得Hellebore方面最有利，具有较长枝条的最高繁殖率，并且在较低的强度下，影响最多根的再生。

体外培养物每年都会产生越来越多的植物，因为获得的材料是高质量和无病害的。

因此，它是建立农作物和种植园的良好种植材料，由于新的农业环境政策，所呈现的结果对植物生产极为重要，无论体外培养中生产的植物，目标都是降低这种生产的成本，特别是其以电力形式出现的重要成分，同时保持高质量的材料。

LED照明不仅对环境有益，因为它的能源效率高出几倍，而且还可以获得高微传播系数，同时将分析的参数保持在良好的水平。

LED是植物生产的未来，无论是体外培养还是需要植物照明的其他类型的生产。