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红心杉(Cunninghamia lanceolata)是杉木的特殊变异类型,我国稀有的优质木材,目前对红心杉的研究主要集中在木材方面,而对其植物织培养方面的研究相对较少,尤其是在红心杉组培苗生根方面,仍存在着生根率低、生长缓慢、根系质量不佳等问题,一直阻碍着其工厂化育苗和商业化经营。发光二极管(LED)作为新一代的照明光源,已被成功应用于人工补光、遗传育种、植物工厂以及太空农业等领域,在植物组织培养中具有广泛的应用前景。目前关于红心杉组培苗瓶内生根的研究多集中在调整基本培养基及生长调节剂等较传统的方法上,将新型复配LED光源应用于红心杉组培苗的生根培养,可为解决红心杉生根问题提供新途径。本试验以红心杉同一无性系的第12代组培瓶苗为材料,针对不同LED光周期、光质展开相关研究,选用8h/d、16h/d、24h/d3个光周期,配合设置红蓝配比光(红蓝8:1 LEDs)、红蓝紫配比光(红蓝紫8:1:1 LEDs)、红蓝紫绿配比光(红蓝紫绿8:1:1:1LEDs)3种LED光质及白色LED(W)对照,采用双因素随机区组试验设计进行试验,并利用Excel、SPSS等软件进行数据分析,研究了不同LED光周期、光质对红心杉组培苗生根培养的影响,探讨了红心杉组培苗生根与其生理生化指标的关系,并对其生根培养最佳LED光周期、光质进行筛选。研究结果表明:1、光周期16 h/d有利于株高、植株干物质重、生根率、根长、根表面积、根体积、生根指数的提高;平均根数在光周期24 h/d处理下最大;红蓝8:1、红蓝紫8:1:1、红蓝紫绿8:1:1:1 LEDs对红心杉组培苗的生长及生根均有一定的促进作用,但以红蓝紫绿8:1:1:1 LEDs处理最佳。2、红心杉组培苗根系活力表现为光周期16 h/d>光周期24 h/d>光周期8 h/d;红蓝8:1 LEDs在光周期16 h/d下的根系活力最大,为140.53 ng/(g·h)。3、光周期8 h/d、16 h/d处理下,红蓝紫绿8:1:1:1LEDs有利于叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b、叶绿素、类胡萝卜素、Fv/Fo、Y(Ⅱ)、qP、ETR的提高;光周期24 h/d处理下,红蓝8:1 LEDs有利于叶绿素及类胡萝卜素的合成,红蓝紫绿8:1:1:1LEDs处理下Y(Ⅱ)、ETR最大,分别为0.07、7.31;同一光质下不同光周期间的NPQ/4差异不明显。4、光周期8h/d不利于可溶性糖及可溶性蛋白的积累,光周期16h/d、24 h/d有利于可溶性糖及可溶性蛋白的积累;光周期16 h/d处理下,红蓝紫8:1:1、红蓝紫绿8:1:1:1LEDs有利于游离脯氨酸的合成。5、光周期8 h/d有利于ZR含量的提高,但不利于GA3含量的提高,光周期16h/d下有较高的IAA含量及IAA/GA3、IAAZR、IAA/ABA比值;红蓝紫绿8:1:1:1 LEDs有利于红心杉组培苗内源激素的提高,且在光周期16 h/d处理下IAA含量最大。6、光周期8 h/d处理下有较高的MDA含量及PPO、GR活性,光周期16 h/d处理下有利于SOD、POD、CAT活性的提高,APX活性以光周期24 h/d最大;红蓝紫绿8:1:1:1LEDs处理下,红心杉组培苗有较高的SOD、POD、CAT活性。7、光周期8 h/d有利于磷含量、钾含量、镁含量的提高,光周期16 h/d有利于氮含量、钙含量、铁含量的提高。红蓝紫绿8:1:1:1 LEDs处理下的铁含量显著低于对照。8、不同LED光周期、光质及其交互作用对除根系活力及NPQ/4之外的各形态及生理生化指标均有极显著影响,生根率与叶绿素a/b、ETR、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、IAA/ABA间显著相关,MDA含量与生根率间存在显著负相关关系。主成分分析综合得分结果表明,在光周期16h/d配合红蓝紫绿8:1:1:1 LEDs条件最适合红心杉组培苗瓶内生根培养,且该处理下生根率(95.85%)、根长(5.95 cm)、根表面积(1.92 cm2)、生根指数(24.46)、qP(0.14)、IAA 含量(74.64 ng/g)、IAA/GA3(12.77)、IAA/ZR(11.41)、IAA/ABA(1.82)、SOD 活性(352.67 U/g)、POD 活性(771.20 U/(min·g))、CAT活性(102.20U/(min·g))、钙含量(2.33mg/g)最高,其他指标也表现优良,是最适宜红心杉组培苗瓶内生根培养的光周期及光质组合。