苔蘚植物因其廣闊的應(yīng)用前景而備受關(guān)注,目前其市場供給主要依賴野外采集。然而,大規(guī)模野外采集會(huì)對自然環(huán)境造成破壞,因此亟需建立完善的繁育技術(shù)體系。利用 LED 光環(huán)境進(jìn)行可控人工栽培,不僅為這一問題提供了解決方案,還有助于深入理解苔蘚植物的多樣性及生理適應(yīng)性。
貴州大學(xué)林學(xué)院Meixuan Xie等人(2024年)通過實(shí)施各種LED光質(zhì)培養(yǎng),并分析尖葉對齒蘚(Didymodon constrictus)和大灰蘚(Hypnum plumaeforme)的生長生理和葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)(FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)由北京易科泰提供),探索這兩種苔蘚對不同光質(zhì)的響應(yīng),研究結(jié)果為LED光源在這兩種苔蘚的人工栽培及其生理適應(yīng)性中的應(yīng)用提供了理論參考。

論文圖形摘要
如上圖所示,研究人員通過白光(WL)、紅光(RL)、藍(lán)光(BL)、黃光(YL)、綠光(GL)以及紅藍(lán)復(fù)合光(R1B1L),分析了兩種苔蘚的葉綠素?zé)晒獬上瘛⒐夂仙?、顯色性以及與抗氧化酶相關(guān)的生長特性。結(jié)果表明,紅藍(lán)復(fù)合光顯著提高了兩種苔蘚的光合色素含量、最大相對電子傳遞速率(rETRmax)、飽和光強(qiáng)(IK)和綠度。紅光提高了兩種苔蘚的最大光量子效率(Fv/Fm)、H. plumaeforme的光能效率和有效量子效率。而藍(lán)光顯著提高了H. plumaeforme的非光化學(xué)淬滅(NPQ)、光化學(xué)淬滅(qp)和穩(wěn)態(tài)熒光衰減率(RFD)。綠光的施用顯著提高了D. constrictus的最大光量子效率(Fv/Fm)、光能效率和伸長長度,導(dǎo)致兩種苔蘚的顏色組成均向黃色轉(zhuǎn)變。在各個(gè)光處理中,紅藍(lán)復(fù)合光對兩種苔蘚的生長誘導(dǎo)率和促進(jìn)作用最高,苔蘚能夠有效地吸收綠光和紅光,而藍(lán)光在H. plumaeforme的熱耗散和電子傳遞中起著至關(guān)重要的作用。
論文引自:Xie, M., Wang, X., Zeng, Q., Shen, J. & Huang, B. Growth physiology and chlorophyll fluorescence analysis of two moss species under different LED light qualities. Plant Physiology and Biochemistry 212, 108777 (2024).

左圖:PhenoTron®智能 LED 光源培養(yǎng)與表型分析平臺(tái);中圖:西洋參誘變育種葉綠素?zé)晒獬上瘢‥coTech®實(shí)驗(yàn)室);右圖引自 Thomas Depaepe 等(Plant Phenomics, 2025)

上圖自左至右依次為:DCMU處理后的番茄苗、Rfd、NPQ;下左圖為有效光量子產(chǎn)量YPSII(?F/Fm’),下右圖為施藥區(qū)域(熒光參數(shù)圖中2個(gè)深藍(lán)色斑點(diǎn)區(qū)域,選取旁邊同等大小區(qū)域作為對照區(qū)域)及對照區(qū)域的Rfd光譜響應(yīng)