不同LED 光质组合与植物生长调节剂配比对鳄梨砧木AV-1 的组织培养优化*

黄文静，杨光柱，刘丹丹，李家鹏，郑丽萍，全伟，马钧

（1 云南省农业科学院园艺作物研究所，昆明 650205）（2 云南大学植物与资源学院）（3 红河州农业学校）（4 云南省农村科技服务中心）

鳄梨（PerseaamericanaMill.）是樟科（Lauraceae）樟亚科鳄族属（Persea），常绿乔木，原产于墨西哥及中美洲，是热带、亚热带地区重要的经济果树之一，由于果实富含维生素、蛋白质、多种矿质营养成分，其不饱和脂肪酸含量为80%，对人体心血管和肝脏系统有良好的保健作用，所以被作为一种高价值的果树，在澳大利亚、南非、美国等国家广泛种植。目前，我国广东、福建、海南、广西、云南等地均有引种栽培[1-2]，经济效益良好。鳄梨砧木主要有Velvick、G755a、D9、G1033、托马斯等[3]，繁殖方式以实生苗、嫁接和扦插为主，但繁殖系数低，受病毒感染风险大，植物组织培养技术能提升增殖倍数、缩短培养周期，是目前应用最广泛、最有效的植物扩繁方式之一。研究者以MS、B5、WPM作为基础培养基，并对添加细胞分裂素（6-BA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）、玉米素（ZT）等植物生长调节剂的种类和浓度作了对比研究，同时对外植体也进行了筛选，认为MS、WPM 作为鳄梨基础培养基较适宜[3-8]。以鳄梨哈斯种子为外植体，经培养单粒种子繁殖系数可达6.31[3]。利用Lula和Waldin 鳄梨品种实生苗的叶片、腋芽和茎段作为外植体来诱导愈伤组织，发现鳄梨叶片的存活率和愈伤组织的诱导率，可通过选择合适的培养温度和适当使用植物生长调节剂，达到提高愈伤组织诱导率的效果，适当使用赤霉素（GA3）和提高培养温度可促进腋芽的伸长[4-6]。

光作为一种无限循环能源控制着植物的光合作用、光形态建成，还间接影响着植物的呼吸作用，对于整个植物生命周期至关重要[9]。有研究表明，不同LED 光质对番茄、萝卜、草莓果实的着色有利，对豌豆苗、生菜品质有利，对火龙果、苹果砧木组培苗分化有利[10-16]，绿、蓝光会推迟葡萄生根的时间，而红光则促进生根[17]，红、蓝、紫、绿光有利于红心杉组培苗生根率达到93%[18]，在不同植物的组培过程中，适宜的植物生长调节剂配比，配合适宜的光质组合对于提高组培效率和效果具有重要意义，但LED 光质在鳄梨组织培养中的应用研究尚未见报道。

1992 年云南省红河州农业学校引入鳄梨种苗在蒙自市红河州农业学校基地进行种植，1998 年第1 次挂果。经过多年的试验，筛选出鳄梨AV-1 砧木，适宜于云南省鳄梨生产区域气候、土壤条件种植，嫁接哈斯品种第2 年即可开花。嫁接后树体平均高度为5.56 m，冠幅6.5 m，平均单果重208.5 g。本试验在前期研究基础上，采用3 种不同组合的LED 光质（一红一蓝、一蓝一绿、一红一蓝一绿）与LED 白光组对比，筛选出对鳄梨砧木AV-1 诱导、扩繁、生根有利的光质组合和培养基植物生长调节剂配比，为LED 在鳄梨健康种苗繁育中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2016 年由云南省红河州农业学校提供鳄梨AV-1 植株，种植于云南省农业科学院园艺作物研究所温室，2021 年春季从生长健壮无病虫害的植株上选取带饱满腋芽的茎段作为外植体，在园艺作物研究所果树团队实验室进行试验。

1.2 仪器与试剂

本试验采用的仪器有超净工作台、高压灭菌锅、LED 光照培养架，所有试剂均为北京索莱贝科技有限公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 外植体的处理和培养

基础培养基采用WPM，添加不同植物生长调节剂配比，所有培养基添加2 g/L 活性炭、20 g/L 蔗糖、6.5 g/L 琼脂，pH 值5.8，121 ℃高压灭菌20 min。

清洗干净的茎段，在超净台消毒灭菌，切成带1～2 个饱满腋芽、长度1.0～1.5 cm 的茎段，接种于芽诱导培养基WPM＋6-BA＋NAA＋GA3，以6-BA 为主，植物生长调节剂配比NAA、GA3，8 个植物生长调节剂配比组合（表1），每瓶接种4 个茎段，每个植物生长调节剂配比组合10 瓶，80 瓶1组，分别放置于4 个不同LED 光质处理组进行培养，每隔7 d 观察1 次，35 d 后记录腋芽诱导率，筛选出最适宜的植物生长调节剂配比和LED 光质组合。

表1 鳄梨腋芽诱导培养基植物生长调节剂配比

经过诱导35 d 后，于5 个处理组中，切下诱导出的苗高超过1 cm的幼苗，接种于增殖培养基WPM＋6-BA＋NAA＋ZT＋GA3，9 个植物生长调节剂配比组合（表2），每瓶接种4 株幼苗，每个植物生长调节剂配比10 瓶，90 瓶1 组，分别放置于与诱导阶段相同的5 个处理组进行增殖培养，每隔25 d换1 次培养基，同时记录幼苗苗高，100 d 后计算增殖系数，筛选出分化增殖阶段最佳的植物生长调节剂配比和光质组合。

表2 鳄梨分化培养基植物生长调节剂配比

将增殖培养100 d 后、苗高超过3 cm 且生长了4 片以上叶片的幼苗切下，接种于生根培养基。生根培养基采用1/2WPM＋IBA＋NAA＋ZT＋GA3，9个植物生长调节剂配比组合（表3），每瓶接种1～2 株幼苗，每个植物生长调节剂配比10 瓶，90 瓶1组，分别放置于与分化增殖阶段相同的5 个处理组进行生根培养，培养第14 d 开始，每隔7 d 记录生根情况，共记录6 次，统计培养第49 d 时的生根率、根数、最长根长度，筛选出生根最佳的植物生长调节剂配比和光质组合。

表3 鳄梨生根培养基植物生长调节剂配比

1.3.2 不同LED 光质处理组合

LED 光照培养架采用节能组培架（专利号：ZL2019.2.1299069.3），不同光质处理组合详见表4。接种后放置于LED 培养室，培养温度为（25±2）℃，设置每天光照12 h、黑暗12 h。

表4 LED 光质处理组合

1.4 数据处理

所有指标测定均重复3 次，采用Excel 2007 和SPSS 23.0 进行数据整理分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同光质组合培养对鳄梨砧木AV-1 腋芽诱导的影响

由图1 可知，培养第14 d，Ⅱ-1-6 组诱导率达到12.8%，其次为Ⅳ-1-6 组6.7%、Ⅲ-1-6 组1.4%、Ⅰ-1-6 组1.3%；第35 d，Ⅱ-1-6 组诱导率达到89.7%，其次为Ⅳ-1-6 组71.3%、Ⅰ-1-6 组52.5%、Ⅲ-1-6 组37.2%。可知，在培养基植物生长调节剂配比2.5 mg/L 6-BA、0.2 mg/L NAA、0.1 mg/L GA3和一红一蓝光质组合培养下，鳄梨AV-1 腋芽的诱导效果最好，在培养第35 d 诱导率达到89.7%，其次为一红一蓝一绿、白光、一蓝一绿。

图1 不同光质组合培养下不同植物生长调节剂配比对鳄梨砧木AV-1 腋芽诱导的影响

2.2 不同光质组合培养对鳄梨砧木AV-1 分化增殖的影响

培养第100 d，Ⅱ-2-9 组最佳，增殖系数达5.64，苗高2.85 cm；Ⅳ-2-9 组增殖系数4.95，苗高2.33 cm；Ⅰ-2-9 组增殖系数4.12，苗高2.07 cm；Ⅲ-2-9组增殖系数2.87，苗高1.89 cm。可以看出，在培养基植物生长调节剂配比3.0 mg/L 6-BA、0.3 mg/L NAA、0.5 mg/L ZT、0.2 mg/L GA3和一红一蓝光质组合培养下，鳄梨砧木AV-1 分化增殖效果最好，其次为一红一蓝一绿、白光、一蓝一绿（图2、图3）。

图2 不同光质组合培养下不同植物生长调节剂配比对鳄梨砧木AV-1 分化增殖幼苗高度的影响

图3 不同光质组合培养下不同植物生长调节剂配比对鳄梨砧木AV-1 增殖系数的影响

2.3 不同LED 光质对鳄梨砧木AV-1 生根的影响

培养第49 d，Ⅱ-3-5 组幼苗生根率为66.7%，生根数为6.2 条，最长根长度为4.6 cm，效果最佳。可以看出，在培养基1/2WPM，植物生长调节剂配比0.2 mg/L IBA、0.3 mg/L NAA、0.1 mg/L ZT、0.2 mg/L GA3和一红一蓝光质组合培养下鳄梨砧木AV-1 组培苗生根效果最好，其次为一红一蓝一绿（表5）。

表5 第49 d 不同植物生长调节剂配比与LED 光质组合对鳄梨砧木AV-1 生根的影响

3 讨论与结论

植物对光谱的吸收具有特异性，光质能通过光敏色素直接影响植物的生长发育，近年来，光质调控在植物组织培养中的应用成为研究的热点，光质对不同植物的组织培养的影响效应因波长而存在差异，且在不同植物不同培养阶段的组织培养过程当中，合适的植物生长调节剂配比，对于不同培养植物及外植体类型影响也很大。有研究发现，单色红光促进草莓[13]、红掌[19]等组培苗不定根的形成，但单色红光导致火龙果[16]幼苗白化。兰花组培苗在1/2MS＋1.0 mg/L 6-BA＋0.5 mg/L NAA 红光处理下可促进叶片生长[20]及干重增加；LED 红光处理下黄瓜幼苗的真叶数、叶面积、株高和干鲜重均达到最大，但根长较短[21]；1/2MS＋0.5 mg/L 6-BA＋0.3 mg/L NAA 在三红一蓝光质组合处理下草莓组培苗的叶片、根数均较优，移栽后长势最佳[22]；LS＋2.5 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA 在三红二蓝光质组合处理下苹果砧木增殖分化效果最佳[18]；1/2MS＋2.0 mg/L IBA＋0.2 mg/L NAA＋1 g/L 蛋白胨＋30 g/L 香蕉在一红一蓝光质组合处理下最适宜铁皮石斛试管苗根系生长[23]；WPM＋1.0 mg/L ZT＋0.2 mg/L IBA 在七红一蓝光质组合处理下有利于乌饭树组培苗茎段增殖，1/2WPM＋0.2 mg/L ZT＋0.5 mg/L IBA 在一红一蓝光质组合处理下有利于乌饭树组培苗生根[24]；1/2MS＋0.1 mg/L NAA 在四红一蓝光质组合处理下白掌组培苗的叶长、叶幅以及整株、地上部、地下部鲜重均达到最大值[25]；MS＋0.5 mg/L 6-BA 在一红一蓝光质组合下培养有利于甘蔗组培苗增殖[26]；红光对葡萄、山药试管苗根系生长均有促进作用，而绿光则不利于生根[27-28]。本研究中，一红一蓝光质组合显著提高了鳄梨组培苗不同培养阶段腋芽的诱导率、苗高、增殖系数和生根效果，说明一红一蓝光质组合对鳄梨组培苗的生长发育具有促进作用，这一结论与苹果[15]、草莓[22]、乌饭树[24]的研究结果相似。

综上所述，在鳄梨砧木AV-1 的组织培养过程中，腋芽诱导阶段，一红一蓝处理组WPM＋2.5 mg/L 6-BA＋0.2 mg/L NAA＋0.1 mg/L GA3，培养第35 d腋芽诱导率达89.7%；增殖分化阶段，一红一蓝处理组WPM＋3.0 mg/L 6-BA＋0.3 mg/L NAA＋0.5 mg/L ZT＋0.2 mg/L GA3，培养第100 d 苗高2.85 cm，增殖系数为5.64；生根培养阶段，一红一蓝处理组1/2WPM＋0.2 mg/L IBA＋0.3 mg/L NAA＋0.1 mg/L ZT ＋0.2 mg/L GA3，培养第49 d 幼苗生根率达66.7%，生根数量为6.2 条，最长根长度为4.6 cm。在适宜的培养基植物生长调节剂配比条件下，一红一蓝光质组合可作为鳄梨砧木组织培养的全过程中适合的培养光源，且整个培养过程缩短了培养时间15～25 d，提高了培养效率，同时在一定程度上降低了培养成本。