CN104429956A - 利用复配led光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法 - Google Patents

Abstract

利用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法，具体步骤如下：将培养30天后高3～4cm的继代芽苗接种于生根培养基中，生根培养基以1/4MS为基本培养基，还加入IBA0.7～1.1mg/L、NAA0.2～0.6mg/L、ABT 0～0.2mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，置于不同光质配比的LED灯下培养，获得瓶内生根苗。本发明的优点是：用复配LED灯作为组培光源，杉木瓶内生根培养效果较荧光灯好，其初始生根日期缩短到10天，生根率超过91％，根系数量最高达10条，有效解决了杉木组培苗瓶内生根生长周期长、生根率低、根系质量差的问题，在生产上节约了成本。

Description

利用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域。具体是一种用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法。

背景技术

杉木Cunninghamia Lanceolata(Lamb.)Hook.(杉科Taxodiaceae，杉木属Cunninghamia)，其生长快、产量高、材性好、用途多，是我国南方重要的造林树种，分布范围较广，分布于101°30′E～121°53′E和19°30′N～34°03′N之间，遍及我国亚热带的17个省区。目前国内己经有许多杉木优良无性系组培的研究，主要集中在外植体培养、愈伤组织培养及诱导、基因工程、培养基配制等方面，近年来，有关杉木的离体快繁和遗传改良已成为研究热点，开展了大量的研究，并取得了一定成果。杉木组培苗生根培养仍是一个还未攻克的难关，存在着生根率低、生长缓慢、根系质量不佳等问题，一直阻碍着杉木的工厂化育苗、商业化经营。

LED作为新一代半导体固态冷光源，有结构简单、重量轻、高光效、低能耗、寿命长及响应快等特点，近年来，LED已经成功用于人工补光、植物组培、遗传育种、植物工厂以及太空农业等领域，并正在向农业与生物产业的众多领域拓展，迄今，LED光源已成功地被应用于多种植物的栽培、组培等方面，园艺作物包括生菜、胡椒、黄瓜、番茄等；组培方面包括甘薯、马铃薯、棉花、菊花等。而LED光源在林业上的应用仍较少。

目前关于杉木组培苗瓶内生根的研究有很多，但都集中在调整基本培养基及生长调节剂等较传统的方法上。

中国专利CN101480166A公布了一种杉木组织培养生根方法，切取杉木增殖继代小苗，接种于杉木生根培养基进行组织培养生根，杉木生根培养基由改良MS培养基、ABT#0.4～0.8mg/L、IBA 0.1～0.5mg/L和根太阳稀释液2～6mg/L组成，采用此种方法培养，杉木的生根时间缩短至16～22天，经22天培养后，最高生根率达到96％，其结果显示杉木生根培养阶段对不同激素浓度配比敏感，且苗木生长情况存在显著差异，高浓度的ABT#、IBA和根太阳虽有较高的生根率，但部分苗木出现烧苗、白苗现象。

中国专利CN103229723A公布了一种杉木试管苗生根诱导方法，切取1～2cm的增殖继代小苗，接种于预生根培养基中培养，预生根培养基以1/2 MS～MS为基本培养基，包括NAA0.02～0.08mg/L。经15～25天预生根培养后，再进行生根培养，生根培养基以1/2 MS为基本培养基，包括IBA 0.10～0.25mg/L、NAA 0.05～0.08mg/L。此种方法的杉木试管苗的生根率可达88～96％，且根系萌发比较整齐，但预生根培养增加了生产工序，生根时间相对延长。

中国专利CN102726299A公布了基于LED光源的杉木二步法组培快繁方法，采用光强可调的红、蓝色LED组合光源分阶段分步处理，先使用单色红光作为杉木组培光源，提高组培苗的生长速度，继而再使用单色蓝光作为光源，能有效促进其生根及壮苗，此方法可在一定程度上提高杉木苗的生长速度和苗木健壮度，缩短生长周期和生根时间，并在一定范围内增加根系条数和根系活力，但未指出具体的生长周期及初始生根时间、根系条数，同时其培养工序相对复杂。

发明内容

本发明针对上述技术存在的不足，提出一种用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法，从根本上解决了杉木组培过程生根难的问题，同时降低生产成本，为实现杉木组培苗工厂化育苗提供了依据。使用复配LED光源对杉木组培瓶内生根苗进行处理，不仅可以有效提高生根率、根数及根系质量，还有效的降低了生产成本。

本发明的技术方案是：用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法，包括如下步骤：

(1)苗木继代培养：切取1～2cm的增殖继代苗，接种于继代培养基；

(2)生根培养：待步骤(1)中增殖继代小苗经过30天培养后，选取高3～4cm的小苗转接到生根培养基中；

(3)光照处理：将继代实验苗木置于荧光灯下培养，光照时间为12h/d；生根实验组培苗置于红、蓝、紫、绿色不同配比的LED光源下进行生根培养，光照时间为12～24h/d；

所述继代培养基以MS为基本培养基，还加入IBA 0.2～0.3mg/L、6-BA 0.6～0.8mg/L、KT 1～2mg/L、蔗糖3.0％和琼脂0.55％，培养基pH 6.0；

所述生根培养基以1/4MS为基本培养基，还加入IBA 0.7～1.1mg/L、NAA 0.2～0.6mg/L、ABT 0～0.2mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，培养基pH 6.0；

所述继代培养阶段所用的光照为荧光灯，光照强度1800～2000lux；红光LED波峰为660±20nm、蓝光波峰为450±20nm、紫光波峰为400±20nm、绿光波峰为550±20nm，生根培养阶段所采用的LED光源为：红蓝配比光R:B＝2～10:1、红蓝紫配比光R:B:P＝4～8:1:1、红蓝紫绿配比光R:B:P:G＝6～8:1:1:1，光照强度1200～2000lux；培养温度均为23～26℃。

与现有技术相比，本发明的突出优点在于：

本发明在荧光灯下进行继代培养，而后直接移接入生根培养基，不切除愈伤组织；在传统植物组织培养的基础上，使用新型的复配LED光源，能有效解决以往组培技术中存在的生根率低、生根缓慢等问题。

本发明确定了红、蓝、紫、绿光的最佳比例、最佳光照时间及生长调节剂的最佳使用浓度，得出最佳LED光质的配比及其光照时间和生长调节剂的最佳使用浓度的组合。

该方法在接种后10天左右即可开始生根，生根培养基以1/4 MS为基本培养基，还加入IBA0.7mg/L、NAA 0.2mg/L、ABT 0.2mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，pH 6.0，同时利用复配LED光源R:B:P:G＝6:1:1:1进行处理时，大大提高了杉木组培苗的生根率及根系质量，其生根率超过91％。

根据植物光合吸收光谱特性，植物对400～510nm蓝紫光段、610～720nm红橙光、720～780nm远红光反应最为敏感，其中可吸收的波长主要集中在蓝紫光段波峰为450nm和红橙光段波峰为660nm。红光是作物正常生长的必需光质，通过光敏色素在调控光形态建成上发挥作用；蓝光是红光用于作物栽培必要的补充光质，红蓝复合光条件下，叶片光合速率较高；紫光、绿光是重要的光合有效辐射，研究发现，在红蓝光的基础上添加紫光、绿光等能增加菠菜叶柄长等指标。

将杉木组培瓶内生根实验苗置于LED光源配比为红：蓝：紫：绿＝6:1:1:1的光质下进行培养，可有效提高苗木生根率、根系质量，且植株生长较其它光质下健康。

附图说明

图1为实施例1中试验号4及红:蓝:紫:绿＝6:1:1:1下生根图片。

图2为实施例2中试验号2及红:蓝＝8:1下生根图片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进一步说明。

实施例1

本发明所述的用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法，包括以下步骤：

(1)苗木继代培养：切取1～2cm的增殖继代苗，接种于继代培养基。

(2)生根培养：待步骤(1)中增殖继代小苗经30天培养后，将小苗转接到生根培养基中。

(3)光照处理：将继代实验苗木置于荧光灯下培养，光照时间为12h/d；生根实验组培苗置于红、蓝、紫、绿色不同配比的LED光源下进行生根培养，光照时间为12h/d。

所述继代培养基以MS为基本培养基，还有IBA0.3mg/L、6-BA0.6mg/L、KT2mg/L蔗糖1.5％和琼脂0.55％，培养基的pH值为6.0；

所述生根培养基以1/4MS为基本培养基，还有IBA0.7～1.1mg/L、NAA0.2～0.6mg/L、ABT 0～0.2mg/L蔗糖1.5％和琼脂0.55％，培养基的pH值为6.0；

继代培养阶段所采用的光照为荧光灯，光照强度1800～2000lux；红光LED(波峰为660±20nm)、蓝光(450±20nm)、紫光(400±20nm)、绿光(550±20nm)，生根培养阶段所采用的LED光源分为以下10种：红蓝配比光(R:B＝2:1、4:1、6:1、8:1、10:1)、红蓝紫配比光(R:B:P＝4:1:1、6:1:1和8:1:1)、红蓝紫绿配比光(R:B:P:G＝6:1:1:1和8:1:1:1)，光照强度1200～2000lux；培养温度均为23～26℃。

表1为12h光照试验处理下生长调节剂的使用列表，此实施方案下，杉木组培生根苗的相关生长指标见表2，结果表明：不同培养基配方及不同光质下杉木组培苗瓶内生根苗的生根情况不尽相同，生根率、平均根数、平均根长等指标相差较大，在1/4 MS为生根基本培养基，还有IBA 0.7mg/L、NAA 0.2mg/L、ABT 0.2mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，pH 6.0，同时利用复配LED光源R:B:P:G＝6:1:1:1进行处理，光照时间为12h/d时，杉木组培苗的生根率、平均根数、平均根长分别为91％、3.1条、0.9cm，说明IBA、NAA、ABT配合使用对杉木的生根诱导更有用；而在红蓝光的基础上添加紫光、绿光复合光源在其配比为R:B:P:G＝6:1:1:1时，对杉木的生根最有利，可能由于红光、蓝光、紫光、绿光均是植物生长所需要的光，其共同作用可以有效促进根系的生长。

表1 12h LED光照试验处理下生长调节剂的使用列表

表2 12h LED光照试验处理下杉木苗生根情况统计表

实施例2

本发明所述的利用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法的另一实例，除以下操作步骤和控制技术条件不同以外，其他步骤和条件同实施例1。

(1)光照处理：生根实验组培苗置于红、蓝、紫、绿色不同配比的LED光源下进行生根培养，光照时间为24h/d。

(2)生根培养基以1/4MS为基本培养基，还有IBA 0～1.0mg/L、NAA 0～1.0mg/L、ABT0～1.0mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，培养基的pH值为6.0；

(3)继代培养阶段所采用的光照为荧光灯，光照强度1800～2000lux；红光LED(波峰为660±20nm)、蓝光(450±20nm)、紫光(400±20nm)、绿光(550±20nm)，生根培养阶段所采用的LED光源分为以下10种：红蓝配比光(R:B＝2:1、4:1、6:1、8:1、10:1)、红蓝紫配比光(R:B:P＝4:1:1、6:1:1和8:1:1)、红蓝紫绿配比光(R:B:P:G＝6:1:1:1和8:1:1:1)，光照强度1200～2000lux；培养温度均为23～26℃。

表3为24h光照试验处理下生长调节剂的使用列表，此实施方案下，杉木组培生根苗的相关生长指标见表4，结果表明：不同培养基配方及不同光质下杉木组培苗瓶内生根苗的生根情况不尽相同，生根率、平均根数、平均根长等指标相差较大，在1/4 MS为生根基本培养基，还有IBA 0.9mg/L、NAA 0.4mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，pH 6.0，同时利用复配LED光源R:B＝8:1进行处理，光照时间为24h/d时，杉木组培苗的生根率、平均根数、平均根长分别为90％、1.2条、1.5cm，说明IBA、NAA配合使用，R:B＝8:1时，对杉木的生根最有利，且给予24h/d光照杉木苗生根更早，在接种后第10天已有生根，说明单纯的红蓝光更有利于促进杉木苗的生根。

表3 24h LED光照试验处理下生长调节剂的使用列表

表4 24h LED光照试验处理下杉木苗生根情况统计表

Claims (2)

1.用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)苗木继代培养：切取1～2cm的增殖继代苗，接种于继代培养基；

(2)生根培养：待步骤(1)中增殖继代小苗经过30天培养后，选取高3～4cm的小苗转接到生根培养基中；

(3)光照处理：将继代实验苗木置于荧光灯下培养，光照时间为12h/d；生根实验组培苗置于红、蓝、紫、绿色不同配比的LED光源下进行生根培养，光照时间为12～24h/d；

所述继代培养基以MS为基本培养基，还加入IBA 0.2～0.3mg/L、6-BA 0.6～0.8mg/L、KT 1～2mg/L、蔗糖3.0％和琼脂0.55％，培养基pH 6.0；

所述生根培养基以1/4MS为基本培养基，还加入IBA 0.7～1.1mg/L、NAA 0.2～0.6mg/L、ABT 0～0.2mg/L、蔗糖1.5％和琼脂0.55％，培养基pH 6.0；

所述继代培养阶段所用的光照为荧光灯，光照强度1800～2000lux；红光LED波峰为660±20nm、蓝光波峰为450±20nm、紫光波峰为400±20nm、绿光波峰为550±20nm，生根培养阶段所采用的LED光源为：红蓝配比光R:B＝2～10:1、红蓝紫配比光R:B:P＝4～8:1:1、红蓝紫绿配比光R:B:P:G＝6～8:1:1:1，光照强度1200～2000lux；培养温度均为23～26℃。

2.根据权利要求1所述的用复配LED光源进行杉木组培苗瓶内生根的方法，其特征在于，所述生根培养阶段光照处理是将杉木组培瓶内生根实验苗置于LED光源配比为红：蓝：紫：绿＝6:1:1:1的光质下进行培养。