本發(fā)明涉及花卉組織培養(yǎng)技術領域，具體涉及一種利用LED光源通過組織培養(yǎng)獲得非洲菊增殖苗的方法。

背景技術：

非洲菊(Gerbera jamesonii)又稱扶郎花，原產南非，系菊科大丁草屬多年生草本植物，具有花色豐富、花型獨特、產花量高、觀賞期長等優(yōu)點，是世界五大切花之一。非洲菊在國際、國內花卉市場上發(fā)展迅速，良種種苗需求大，目前產業(yè)化生產中使用的非洲菊種苗多為組培苗。

光是高等植物唯一的能量來源，也是葉綠素合成及光合作用的重要影響因子，還能夠為植物提供信號轉導以調控其生長發(fā)育。植物生長所需的光合有效輻射在波長位于400nm～700nm之間，對光譜成分中的紅光、遠紅光和藍光極其敏感。

組培苗生長所需的光照環(huán)境幾乎完全受人工控制，已有研究結果表明：不同的植物對光質的反應有一定差異性，因此，針對不同物種組培苗進行生長最適光譜成分的篩選，對調控植物有效生長和生態(tài)節(jié)能具有重大意義。

目前，國內外有關新型光源對非洲菊的組織培養(yǎng)的影響已有一些報道：李高燕等報道了在新型光源下(如LED、CCFL)非洲菊的組織培養(yǎng)，以非洲菊‘瑞扣’為實驗植物材料，采用波長固定、光強可調的發(fā)光二極管及冷陰極熒光燈作為光源，探討了發(fā)光二極管及冷陰極熒光燈在非洲菊試管苗生產中的有效性，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管較傳統(tǒng)光源熒光燈對非洲菊試管苗的生長有更好的促進作用(河南農業(yè)大學，2009)。

郭威威等以菊花、非洲菊生根苗為實驗材料，以LED為原材料研制成植物組培專用LED光源作為實驗光源，以熒光燈作對照，開展生長與測試試驗，通過測定實驗材料的形態(tài)指標及生理生化指標，探討不同光譜能量分布的LED光源對組培植物的光生物學效應、形態(tài)建成的作用機理 (浙江農業(yè)科學，2011)。

但是，上述兩項研究均以非洲菊組織培養(yǎng)中的生根苗作為研究對象，篩選了非洲菊生根苗生根階段促進根部生長的紅光和藍光的配比，非洲菊生根階段的主要目的是促進根部生長。而增殖培養(yǎng)的主要目的是為了能夠在一個增殖培養(yǎng)周期中，完成從單芽組培苗生長為具有一定數(shù)量叢生芽組培苗的過程，便于后續(xù)將叢生芽組培苗切割成單芽組培苗，進行組培苗擴繁的目的，因此，增殖培養(yǎng)階段所需的培養(yǎng)條件和生根培養(yǎng)階段大不相同。

雖然有報道通過LED調制光譜能量分布，研究不同光質對蝴蝶蘭、牡丹、蘭花、菊花等花卉作物的組培苗生長發(fā)育的影響，但是，不同植物、相同植物的不同生長階段對光譜成分(光配方)具有不同要求，選擇LED作為光源時，要對LED光譜成分進行針對性地篩選，不能盲目補光，LED發(fā)光的波長不正確時會對植物造成負面影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用LED光源通過組織培養(yǎng)獲得非洲菊增殖苗的方法，通過改變光環(huán)境條件，提高增殖系數(shù)，降低培養(yǎng)過程的能耗，提高增殖苗品質。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

利用LED光源通過組織培養(yǎng)獲得非洲菊增殖苗的方法，包括以下步驟：

1)切割、接種

取生長良好的非洲菊組培苗，在超凈工作臺上，將非洲菊組培苗切割成單芽組培苗，接種于增殖培養(yǎng)基上；

其中，所述增殖培養(yǎng)基含有MS基本培養(yǎng)基，6-糖基氨基嘌呤0.5～1.5mg/L，6-芐氨基腺嘌呤0.1～0.5mg/L，吲哚乙酸0.1～0.3mg/L，蔗糖20～40g/L，瓊脂粉5～7g/L；

2)增殖培養(yǎng)

將步驟1)接種的單芽組培苗在LED光源的復合光質的光照下進行增殖培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度20～30℃，光照時間為8～18h/d，培養(yǎng)20～40d，得到具有叢生芽的增殖苗；

所述LED光源的復合光質中包括波長為640～680nm的紅光和波長為450～480nm的藍光，所述紅光和藍光的光量比例為2～9：1。

進一步，步驟2)中所述LED光源的復合光質的光合有效輻射為20～60μmol·m^-2·s^-1。

優(yōu)選地，步驟2)中，所述LED光源的復合光質中紅光和藍光的光量比例為3～6：1，更優(yōu)選地，所述LED光源的復合光質中紅光和藍光的光量比例為4：1。

進一步，步驟2)中得到的增殖苗，切割成單芽組培苗繼續(xù)進行增殖培養(yǎng)或生根培養(yǎng)。

本發(fā)明在進行非洲菊的增殖培養(yǎng)時，使用了紅藍復合光質對非洲菊的單芽組培苗進行處理，植物在進行光合作用時，葉綠素對光的吸收和利用起重要作用，但是，不同種類植物對光質的反應不同，選擇適合植物生長的光照條件時，需結合植物對光譜的需求和光源特性，合理選用光源。

本發(fā)明的復合光質中包括了波長為640～680nm的紅光和波長為450～480nm的藍光，該紅光和藍光是葉綠素在可見光區(qū)最主要的吸收光譜，其中的紅光有利于可溶性糖和淀粉的積累，降低色素含量，利于提高非洲菊增殖苗增殖系數(shù)和干鮮重；而其中的藍光能夠逆轉此效應，可促進色素和可溶性蛋白的合成，因此，不同的紅光和藍光的比例對組織培養(yǎng)階段能產生不同的影響，不同植物種類和不同組織培養(yǎng)階段所需的最合適的LED紅藍光配比并不相同，本發(fā)明控制紅光：藍光在2～9：1，選擇了合適的紅光和藍光光量比例，既能提高繁殖效率，提升增殖苗品質，同時降低了能耗。

本發(fā)明的光質條件還能起到增強增殖培養(yǎng)基效果的作用。

本發(fā)明以非洲菊組培苗為材料，進行增殖培養(yǎng)，利用新型光源—發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)，其擁有光效高、發(fā)熱低、體積小、壽命長、光質和光強調制精確便捷等突出優(yōu)勢，應用于組培苗繁育中，可以降低成本、提高效能、有利于溫度控制和節(jié)約空間，使生產變得高效、節(jié)能、集約化，具有替代傳統(tǒng)光源用于植物組織培養(yǎng)和工廠化育苗的巨大潛力。

由于在非洲菊的組培快繁過程中，90％以上的時間處于增殖培養(yǎng)階 段，因此，在非洲菊的增殖培養(yǎng)階段以LED作為光源，光合有效輻射為20～60μmol·m^-2·s^-1，更加能夠降低培養(yǎng)過程中的能耗，提高種苗繁育效率。

與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明的有益效果：

1)本發(fā)明利用復合光質對非洲菊的單芽組培苗進行處理，平衡了增殖培養(yǎng)過程中可溶性糖、淀粉的積累與色素、可溶性蛋白的合成之間的產生比例，獲得了高品質的非洲菊增殖苗，提高了繁殖效率，可溶性糖含量，并提升增殖苗品質。

2)本發(fā)明在非洲菊的增殖培養(yǎng)過程中使用LED作為光源，能夠降低培養(yǎng)過程中的能耗，降低生產成本、提升種苗品質、利于生態(tài)保護和環(huán)境友好，為高效、優(yōu)質、低成本繁育非洲菊種苗提供重要技術支撐。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的光譜圖。

圖2為本發(fā)明實施例2的光譜圖。

圖3為本發(fā)明實施例3的光譜圖。

圖4為對比例1的光譜圖。

圖5為對比例2的光譜圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例

實施例1-3以及對比例1-2的光處理條件參見表1，光譜圖參見圖1-5，其中，本發(fā)明實施例1-3的光源為LED光源，參見圖1-3，對比例1中的熒光光源為普通熒光燈管，其光譜圖參見圖4，對比例2為LED光源，其光譜圖參見圖5。

利用LED光源通過組織培養(yǎng)獲得非洲菊增殖苗的方法，包括以下步驟：

取生長良好的非洲菊組培苗，在超凈工作臺上，切割成單芽組培苗，接種于配方為MS基本培養(yǎng)基+6-糖基氨基嘌呤1mg/L+6-芐氨基腺嘌呤 0.2mg/L+吲哚乙酸0.2mg/L+30g/L蔗糖+瓊脂粉6g/L的增殖培養(yǎng)基中，放置于光源下進行光照培養(yǎng)，接種的單芽組培苗在對應的光處理條件(表1)下進行增殖培養(yǎng)，光照時間為12h/d，培養(yǎng)溫度25℃，培養(yǎng)30d后獲得新的增殖苗，獲得的具有叢生芽的組培苗可用于繼續(xù)進行增殖培養(yǎng)或生根培養(yǎng)。

對實施例1-3以及對比例1-2經(jīng)過增殖培養(yǎng)獲得的增殖苗的增殖系數(shù)、株高、鮮重、干重和葉面積進行測定，結果參見表2。

由表2可知，對比例1中單芽增殖系數(shù)小，干鮮重小，可溶性糖含量低；對比例2中，單芽增殖系數(shù)小，干鮮重小，可溶性糖含量低，株高較高。

利用本發(fā)明的光處理條件進行增殖培養(yǎng)，獲得的非洲菊增殖苗在增殖系數(shù)大，鮮重、干重和可溶性糖含量上均有明顯增加，同時，本發(fā)明獲得的非洲菊增殖苗在株高上與對比例差距不大，說明本發(fā)明在提高增殖苗繁殖效率的同時能形成壯苗，且本發(fā)明的非洲菊增殖苗可溶性糖含量明顯提高，提升了增殖苗的品質。

因此，綜合各個指標的測定結果，本發(fā)明的非洲菊增殖苗的生長和增殖狀況均良好。

表1

表2