1、LED光源在园艺与药用植物和 人工虫草室内培养中的应用 华南师范大学生命科学学学院 李海航 ,博士、教授、博导 2019年 6月 21日，广州 广东省植物生长调节剂协会与广州市果树科学研究所 2019年植物生长调节剂与现代农业研讨会 植物的种子萌发、幼苗生长、形态建成、开花结果等过程都需要光 不同的生物及不同生长发育期需要不同的光质与光强 降温 光在植物与食用菌等的室内培养中广泛应用 光照 研究内容 非洲菊组织培养 不定芽诱导、芽增殖和生根 铁皮石斛和金钗石斛组培繁殖 原球茎增殖、生长、分化 虫草子实体形成 ,生长 ,功能成分 子实体的诱导形成 生长：高、鲜重、干重 生物活性物质 : 虫草素
2、,多糖 ,类胡萝卜素 I - Gerbera hybrida 组织 培养 Xidian Liu 刘西典 Jianzong Peng 彭建宗 Xiaojing Wang 王小菁 Results shoot multiplication Explant: Dedifferentiation callus Redifferentiation Single shootCluster shootsRootingPlantlets Multiplication Division Adventitious buds LED treatment Shoot multiplication procedure C
3、ompared to WFL, no significant differences were observed in the treatments of V1,V2, V5 and V6. V3 and V4 decreased the FW of the shoots. V6 increased dry weight significantly. Fresh weight and dry weight Height and number of shoots All LEDs could increase the height of shoots except V5. But No.of s
4、hoots/explant had no significant different. Chlorophyll content All LEDs induced chlorophyll biosynthesis significantly, compared with WFL W V1 V2 V3 V4 V5 V6 WFL 35 days cultured in vitro under LED V1 V4 V3 V6 V2 V5 WFL 35 days cultured in vitro under LED Explant: Dedifferentiation callus Rediffere
5、ntiation RootingPlantlets Results Root induction Receptacle Multiplication Division Adventitious buds Cluster shoots Root induction under LED Single shoot V3 treatment decreased FW and DW. V2 treatment increased FW and DW significantly. Fresh weight and Dry weight Heights of shoots under V1, V2, V3
6、and V4 were significantly higher than control. V2 had the most number of roots compared with others. Shoot height and root number V3, V4 and V5 promoted the root activity significantly. V2 increased the maximum root length. Root activity and maximum root length V1 V2 V3 V4 V5 V6 WFL Seedlings 35 d a
7、fter rooting induction Survival rate Height (cm) No. of leaves V1 V2 V3 V4 V5 V6 WFL 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 9.460.22 a 9.770.22 a 8.190.34 b 9.540.30 a 8.020.27 b 8.250.48 b 7.090.23 c 5.190.23 b 4.940.11 b 6.060.19 a 6.000.35 a 5.310.24 b 6.190.20 a 4.600.27 b Results Transplantation 15
8、 days after transplantation, no difference on seedlings survival rates. All LED treated seedlings were significant higher and number of leaves increased. V4V1 V5 V2 V6 V3 WFL Transplanted seedlings grown for 15 days Among 6 LEDs, V1,V2 and V6 were suitable for shoot multiplication and V2 was good fo
9、r root induction. Survival rates of seedlings from all LED treatments had no difference after seedling transplantation. But the seedlings grown under LEDs were higher with more leaves than WFL. Conclusions Jie Ye 叶婕 Hongmei Bao 包 红 梅 QingshengYe 叶 庆 生 II - Dendrobium officinale组 培繁殖 Tissue culture p
10、rocess shoots Plantlets(1-2cm) seedling (7-8cm) germination 1 month growth and differentiation 2 month seeds growth 1 month protocorms shoot elongation 3 month Plantlets 27 LED treatment FW of plantlet(g) bc abc c c After 90 days growth, FW of plantlet under V6 was the highest, but there were no sig
11、nificant differences compared to control. 30 days 60 days 90 days 0.1 0.0 0.2 0.3 V1 V3 V2 V4 V6V5 FL a d d aaba a b abab a ab a c cbcab FW of plantlets V6 DW of plantlet(g) DW of plantlets under V6 was significantly higher than others after 90 days treatment. 30 days 60 days 90 days 0.00 0.01 0.02
12、0.03 ab ab ab b a aaaa aa V1 V2 V3 V4 V6V5 FL ab a cabcaba a ab DW of plantlets c V6 Height of plantlet(cm) There were some different in plantlet height after 30 and 60 days irradiation under LED, the different disappeared after 90 days. 30days 60days 90days 0.5 0.0 1.5 2.0 V1 V2 V4 V6 V3 V5 FL a a
13、a a bab a a c bc a a aa a bcbc a bcbc Height of plantlets a 90天后差异不显著 Stem diameter(cm) bcbc cd Similar results were observed in stem diameter 30days 60days 90days 0.0 0.2 0.3 V2V4 V6 V1 V3 V5 FL d cd a ab ab b d ab a a a a ab ab abab a b Stem diameter V6 Tillering Compared with other treatments, nu
14、mber of tillering under V6 was significantly higher than FL. 60days 90days 0 1 2 a a V1 V2 V3 V4 V6V5 FL a a a a b bc a bc bc d c a Tillering分蘖 V6 V6 Roots of plantlet After 60 days cultivation, there were more roots under V6. 60days 90days 2 0 4 V1 V3 V2 V4 V5 V6 FL a aa a a cd a ab b d ab c a Root
15、s number per plantlets a Growth of plants after 30 days under LED. Growth of plants after 60 days cultivation under LED. Growth of plants after 90 days cultivation under LED. Among 6 LED, V6 were suitable for plantlet growth, it promoted the DW, diameter, tillering and rooting in Dendrobium officina
16、le. Conclusions III - Cordyceps militaris ZhiliYi 易智莉 Haihang Li 李海航 本实验室培养 的蛹虫草 选出对蛹虫草的生长、产品质量最优的光质， 为 LED光源在蛹虫草栽培中的运用提供理论和应用基础。 不同的光照时间 蛹虫草 色素的变化 初步探究虫草色素的光诱导形成过程与机理。 重 复 3 次 原基诱导形成材料与方法 材料与方法 重 复 3 次 子实体生长实验 材料与方法 甲醇浸提 光照 组 合 光 质 红 /蓝 /远红 1 远红 光 / 2 红 光 / 3 红 光 +蓝 光 +远红 光 红 蓝 远红 = 424 4 红 光 +蓝 光
17、+远红 光 红 蓝 远红 = 325 5 红 光 +蓝 光 +远红 光 红 蓝 远红 = 334 6 红 光 +蓝 光 +远红 光 红 蓝 远红 = 145 7 红 光 +蓝 光 +远红 光 红 蓝 远红 = 163 8 蓝 光 / 9 白光 红 蓝 远红 = 631 10 荧 光灯（ 对 照） 红 蓝 远红 = 460 LED光照处理 结果与讨论 RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr=3/3/4R/B/Fr=1/4/5R/B/Fr=1/6/3 1. 黑暗、 红 光、 远红 光下不能形成 子 实 体原基 2. 蓝 光和含 蓝 光的 LED组 合都能
18、诱导 原基形成。表明 蓝 光在子 实 体原基 诱导 形成中起决定性作用 3. LED白光（ R/B=2/1）和 LED处 理 （ R/B=2/1） 对 原基的 诱导 形 成 较 好 1.光质对子实体 原基形成 的影响 RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr=3/3/4R/B/Fr=1/4/5R/B/Fr=1/6/3 处 理 鲜 重最高 其他 LED处 理 组 与 荧 光 对 照 组 无 显 著差异 远红 光下 鲜 重最低 结果与讨论 2.光质对子实体 生长（鲜重） 的影响 RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr
19、=3/3/4R/B/Fr=1/4/5R/B/Fr=1/6/3 （ R/B/Fr=4/2/4）干重 较 高 远红 光下 干重最低 ,其次是 红 光 - 处 理都含 蓝 光，干重无 显 著差异，但都高于 远红 光和 红 光 结果与讨论 3.光质对子实体 生长（干重） 的影响 结果与讨论 各 处 理的子 实 体平均高度无 统 计 学差异 处 理 的高度略高于其它 RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr=3/3/4R/B/Fr=1/4/5R/B/Fr=1/6/3 4.光质对子实体 生长（平均高度） 的影响 I. FR (100%) II. R (100%) V
20、II. R:B:FR 1:6:3 VIII. B (100%) III. R:B:FR 4:2:4 IV. R:B:FR 3:2:5 V. R:B:FR 3:3:4 VI. R:B:FR 1:4:5 IX. LED white X. Fluorescent LED白光虫草素含量最高，比 对 照高 62% ； 其次是 LED红 光，比 对 照高 60% 其他 LED组 合比 荧 光 对 照都有不 同程度的提高。 红 光有利于提高虫草素的含量， 蓝 光 对 虫草素 积 累的作用不 显 著。RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr=3/3/4R/B/Fr=1/
21、4/5R/B/Fr=1/6/3 结果与讨论 5.光质对 虫草素含量 的影响 62%60% 各光照 处 理下虫草多糖的含 量无 统计 学差异。 RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr=3/3/4R/B/Fr=1/4/5R/B/Fr=1/6/3 结果与讨论 6.光质对 虫草多糖含量 的影响 RFr B W FLR/B/Fr=4/2/4R/B/Fr=3/2/5R/B/Fr=3/3/4R/B/Fr=1/4/5R/B/Fr=1/6/3 LED蓝 光下 类 胡 萝 卜素含量最高 ，比 对 照 组 提高了 51.6% 。 LED远红 光下 类 胡 萝 卜素含量最 低
22、，比 荧 光 对 照低 54.3% 。 其次是 红 光，比 对 照低 46.4% 。 蓝 光和含 蓝 光的 LED处 理， 类 胡 萝 卜素都比 对 照高，且 蓝 光比例 越高， 类 胡 萝 卜素含量越高。 结果与讨论 7.光质对 类胡萝卜素含量 的影响 R 光诱导色素合成 光诱导子实体原基形成 （形态建成） 色素的形成 发 生在光照后 4-4.5 h内，至 20 h色素含量持 续 增加 结果与讨论 光诱导 虫草色素形成 的动态研究 光照 1天内色素合成启 动 色素合成的启 动发 生在光照后 4-4.5小 时 内 6.5 h 6 h 5.5 h 5 h 4.5 h 4 h 0 h 7 h 9
23、h 7.5 h 8 h 8.5 h 结果与讨论 光诱导虫草色素形成的动态研究 蛹虫草色素 HPLC-ESI-MS检测 的 总 离子流 图 色素成分与光诱导关键步骤待确定 结论 1. 黑暗、 红 光、 远红 光下不能形成子 实 体原基； 蓝 光在子 实 体原基的 诱导 形成中 起着决定性作用， 蓝 光和含 蓝 光的 LED组 合光都能 诱导 原基形成。 2. LED处 理 （ R/B/Fr 4/2/4）有益于子 实 体生 长 ， 单纯远红 光和 红 光不利于子 实 体生 长 。其他 LED处 理与 对 照无 显 著差异。 3. 各 LED组 合光都有利于虫草素 积 累， LED白光和 红 光的作
24、用最 显 著。 蓝 光和含 蓝 光的 LED光都有利于 类 胡 萝 卜素的 积 累。 红 光和 远红 光不利于 类 胡 萝 卜素的 积 累。 不同 LED组 合 对 虫草子 实 体多糖含量无 显 著影响。 4. 用 LED光代替 传统 白色 荧 光灯，不 仅 能 够维 持子 实 体的生 长 ， 还 能提高活性物 质 含量和 产 品 质 量。 LED白光（ R/B=2/1）或 LED红蓝 光比 为 2： 1是人工培养蛹虫 草子 实 体的最佳光照条件 5. 光 诱导 蛹虫草色素合成的启 动时间为 4-4.5 h，色素成分 为类 胡 萝 卜素 类 化合物 。 Part of the project members
