LED光源调控欧洲栗(Castanea sativa)离体培养：突破微繁殖效率瓶颈的创新策略

本研究针对欧洲栗(Castanea sativa)微繁殖中存在的增殖率低、生根困难等挑战，创新性地采用四种LED光谱（HW/RB/RBFr/RBGFr）调控离体培养全过程。结果表明RBFr和RBGFr处理使增殖指数提升至4.3新梢/外植体（较荧光灯FL提升115%），实现100%生根率，并通过优化叶片解剖结构显著提高驯化成活率。该研究为木本植物离体繁殖提供了可规模化应用的光调控方案。

　　

研究背景
欧洲栗(Castanea sativa Mill.)作为重要的坚果树种，正面临疫霉菌(Phytophthora spp.)和栗枝枯病(Cryphonectria parasitica)的双重威胁。传统嫁接繁殖受季节限制且易出现砧穗不亲和，而现有微繁殖技术存在增殖效率低（仅2.0新梢/外植体）、生根率不足（约35%）等瓶颈。光环境是调控植物离体培养的关键因子，但传统荧光灯(FL)光谱宽泛且能耗高，而LED光源可精准调控特定波长，在樱桃、蓝莓等作物中已显现优势，但其在木本植物尤其是栗树微繁殖中的应用尚未系统探索。

都灵大学农业、森林与食品科学系（Department of Agricultural, Forest and Food Sciences, University of Turin）的Lorenzo Antonio Marino团队在《Journal of Plant Growth Regulation》发表研究，通过四种LED光谱（HW/RB/RBFr/RBGFr）全程调控栗树离体培养，发现RBFr（红蓝远红光）和RBGFr（红蓝绿远红光）组合能同步优化增殖、生根和驯化三个阶段，建立了首个可商业化应用的栗树LED微繁殖体系。

关键技术方法
研究采用cv. 'Marrone'无菌苗为材料，设置16h光周期（60±2 μmol/m²/s PPFD）。增殖阶段使用MS3B培养基（含0.1 mg/L BAP+0.05 mg/L IBA），生根阶段采用双层培养基（25 mg/L IBA诱导7天后转至活性炭培养基）。通过形态测量、叶解剖切片、气孔印迹法和光谱反射指数（NDVI/PSRI等）多维度评估处理效果。

研究结果
1. 增殖阶段
RBFr和RBGFr处理使增殖指数达3.9-4.3新梢/外植体，较FL（2.0）提升115%，生物量增长178%。解剖显示其叶片海绵组织增厚（46.68±0.70 μm）且气孔长度最大（32.49±0.64 μm），而RB处理因缺乏远红光抑制新梢伸长（仅4.5±1.1 mm）。

2. 生根阶段
RBFr和RBGFr实现100%生根率（FL为70%），平均根数达3.2±0.7条/外植体，根长102.6±11.4 mm。远红光通过调控PHY（光敏色素）活性促进生长素极性运输，克服了栗树生根障碍。

3. 驯化阶段
LED处理植株叶肉细胞排列紧密（SLA 87.5±9.7 cm²/g），PSII最大光效Fv/Fm>0.8。尽管其叶绿素指数（CI=1.18）低于FL（2.05），但凭借优化的气孔结构（24.57±0.59 μm宽度）实现100%移栽成活率，显著优于FL（71.4%）。

结论与意义
该研究首次证实远红光（730 nm）在木本植物离体培养中的核心作用：通过激活PHY-CRY（隐花色素）信号通路，协调细胞分裂素（BAP）与生长素（IBA）平衡，同步提升增殖和生根效率。所建立的RBGFr光照方案使栗树微繁殖周期缩短30%，为濒危树种保育和商业化育苗提供了可复制技术框架。未来研究可进一步解析Far-red诱导的GA₃（赤霉素）合成通路与WOX11（根发育关键基因）的分子互作机制。