人 工 增 加UV B 輻 照 改 善 溫 室 番 茄 品 質(zhì) 郭 建 軍 1 王 曉 芳 2 孫 玉 楚 2 李 景 原 2 1 鄭州財(cái)稅金融職業(yè)學(xué)院 鄭州 450048 2 河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453007 摘 要 利 用 小 型 研 究 型 溫 室 人 工 增 加UV B 紫 外 線B 旨 在 探 討 增 加UV B 輻 射 對(duì) 改 善 溫 室 番 茄 果 實(shí) 活 性 物 質(zhì) 含 量 提 高 番 茄 營 養(yǎng) 健 康 性 能 和 商 品 品 質(zhì) 的 可 行 性 為 溫 室 生 產(chǎn) 提 供 參 考 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 適 度 增 加UV B 輻 照 后 番 茄 節(jié) 間 長 度 縮 短 株 高 降 低 但 植 株 結(jié) 果 節(jié) 數(shù) 增 加 番 茄 果 實(shí) 數(shù) 量 增 多 果 實(shí) 體 積 略 有 減 小 UV B 輻 射 誘 導(dǎo) 花 青 素 黃 酮 類 化 合 物 等 次 生 代 謝 物 質(zhì) 的 積 累 刺 激 果 實(shí) 抗 氧 化 能 力 和 抗 氧 化 活 性 的 提 升 因 此 溫 室 適 量 增 加UV B 輻射 能提高番茄的營養(yǎng)物質(zhì) 改善溫室番茄果實(shí)品質(zhì) 關(guān)鍵詞 番茄 抗氧化劑 代謝調(diào)節(jié) 營養(yǎng)價(jià)值 酚類化合物 紫外線輻照 中圖分類號(hào) S641 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1673 2871 2020 02 031 06 EffectofUV Bonthetomatoqualityingreenhouse GUOJianjun 1 WANGXiaofang 2 SUNYuchu 2 LIJingyuan 2 1 ZhengzhouVocationalCollegeofFinanceandTaxation Zhengzhou450048 Henan China 2 CollegeofLifeScience HenanNormal University Xinxiang453007 Henan China Abstract InordertoexplorethefeasibilityofincreasingUV Bradiationonimprovingthecontentofactivesubstancesin tomato fruits and the commodity of tomato in the greenhouse and to provide reference for greenhouse production the artificially increasing UV B radiation in greenhouse was studied in this research The results showed that the internode length and plant height decreased after increasing UV B irradiation however the number of nodes increased the number of tomato fruits increased and the fruit volume decreased slightly UV B radiation could induce the accumulation of anthocyanins flavonoids and other secondary metabolites which stimulated the antioxidant capacity and antioxidant activity of fruits Above all increasing UV B radiation in greenhouse could improve the nutritional quality and fruit qualityoftomato Keywords Tomato Antioxidants Metabolismmodulation Nutritionalvalue Phenoliccompounds IrradiationofUV B 收 稿 日 期 2019 11 14 修 回 日 期 2019 12 30 基 金 項(xiàng) 目 國 家 自 然 科 學(xué) 基 金 項(xiàng) 目 31270225 31300163 河 南 省 產(chǎn) 學(xué) 研 合 作 科 技 項(xiàng) 目 182107000028 作 者 簡(jiǎn) 介 郭 建 軍 男 副 教 授 研 究 方 向 為 發(fā) 育 生 物 學(xué) E mail 13703955869 通 信 作 者 李 景 原 男 教 授 研 究 方 向 為 植 物 結(jié) 構(gòu) 與 發(fā) 育 E mail ljy041026 中 中 國 國 瓜 瓜 菜 菜 2020 33 2 31 36 試驗(yàn)研究 新 鮮 番 茄 果 實(shí) 富 含 葉 酸 維 生 素C 番 茄 紅 素 和 類 黃 酮 等 有 益 于 人 類 健 康 的 生 物 活 性 物 質(zhì) 1 番 茄 是 大 眾 消 費(fèi) 的 果 蔬 類 之 一 可 以 露 天 種 植 也 可 在 園 藝 設(shè) 施 如 溫 室 中 種 植 以 滿 足 淡 季 需 求 溫 室 生 產(chǎn) 雖 然 彌 補(bǔ) 了 淡 季 人 們 對(duì) 新 鮮 番 茄 的 需 求 但 露 地 大 田 生 產(chǎn) 的 番 茄 果 實(shí) 更 受 消 費(fèi) 者 青 睞 消 費(fèi) 者 普 遍 認(rèn) 為 露 地 番 茄 果 實(shí) 的 感 官 和 營 養(yǎng) 質(zhì) 更 佳 2 因 此 提 高 溫 室 種 植 番 茄 果 實(shí) 的 感 官 和 營 養(yǎng) 品 質(zhì) 對(duì) 溫 室 番茄生產(chǎn)尤其重要 現(xiàn) 代 溫 室 通 常 使 用 比 玻 璃 便 宜 的 聚 碳 酸 酯 聚 碳 酸 酯 只 能 透 過 波 長 大 于400nm 的 光 波 因 此 現(xiàn) 代 溫 室 種 植 的 番 茄 紫 外 線 輻 射 很 弱 甚 至 沒 紫 外 線 輻 射 3 已 有 研 究 證 明 雖 然 紫 外 線 輻 射 會(huì) 對(duì) 植 物 造 成 損 傷 但 也 能 誘 導(dǎo) 植 物 產(chǎn) 生 花 青 素 多 酚 類 次 生 活 性 物 質(zhì) 以 提 高 植 物 對(duì) 紫 外 線 輻 射 的 防 御 能 力 4 5 研 究 表 明 隱 花 色 素 Cry1 和Cry2 UVR8 植 物 色 素 和 光 調(diào) 節(jié) 素 等 光 感 受 器 在 特 定 代 謝 途 徑 分 子 調(diào) 控 中 起 著 重 要 作 用 6 9 為 了 應(yīng) 對(duì) 紫 外 線 照 射 引 起 的 活 性 氧 產(chǎn) 生 和 氧 化 應(yīng) 激 的 增 加 光 感 受 器 會(huì) 啟 動(dòng) 保 護(hù) 機(jī) 制 導(dǎo) 致 酚 類 化 合 物 和 酶 等 抗 氧 化 劑 的 增 加 10 酚 類 化 合 物 在 植 物 光 保 護(hù) 方 面 具 有 重 要 的 作 用 紫 外 光 可 激 活 苯 丙 氨 酸 氨 解 酶 查 爾 酮 合 成 酶 和 黃 酮 醇 合 成 酶 11 這 些 刺 激 最 終 會(huì) 增 加 果 實(shí) 中 類 黃 酮 和 類 胡 蘿 卜 素 等 不 同 多 酚 的 含 量 和 比 例 31 中 國 瓜 菜 第33 卷 試驗(yàn)研究 而 這 些 多 酚 類 抗 氧 化 劑 含 量 的 增 加 有 益 于 消 費(fèi) 者 的 營 養(yǎng) 健 康 同 時(shí) 通 過 類 黃 酮 和 類 胡 蘿 卜 素 途 徑 合 成 了 多 種 揮 發(fā) 性 有 機(jī) 化 合 物 這 些 物 質(zhì) 對(duì) 水 果 的 風(fēng) 味 和 口 感 有 著 重 要 貢 獻(xiàn) 12 筆 者 旨 在 通 過 人 工 增 加 適 量 的UV B 紫 外 線B 輻 射 提 高 溫 室 番 茄 的 營 養(yǎng)品質(zhì) 改善溫室番茄的商品品質(zhì) 1 材料和方法 1 1 植物生長條件和UV B 處理 番 茄 種 子 凱 特 莉 由 新 鄉(xiāng) 市 大 自 然 農(nóng) 業(yè) 技 術(shù) 開 發(fā) 有 限 公 司 培 育 河 南 師 范 大 學(xué) 國 家 生 命 科 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 示 范 中 心 繁 育 保 存 試 驗(yàn) 于2018 年4 10 月 在 河 南 師 范 大 學(xué) 溫 室 中 進(jìn) 行 將 種 子 點(diǎn) 播 于 V 泥 炭 V 珍 珠 巖 2 1 的 營 養(yǎng) 缽 50 cm 中 然 后 種 植 在 小 型 溫 室 5 0 m 9 0 m 3 6 m 的 光 照 培 養(yǎng) 架 上 周 期 為16 8h 光 暗 光 照 強(qiáng) 度 為200 mol m 2 s 1 溫 度 23 2 相 對(duì) 濕 度 45 5 每 周 灌 溉2 次 pH 為 5 70 90 d 出 現(xiàn) 第 1 花 序 第 1 花 序 出 現(xiàn) 10 d 后 每組10 株 分5 組進(jìn)行增加UV B 輻射試驗(yàn) 采 用 完 全 隨 機(jī) 設(shè) 計(jì) 將 番 茄 隨 機(jī) 分 成5 組 第 1 組 不 加UV B 燈 對(duì) 照 組 第2 第5 組 植 物 每 日 10 00 15 00 補(bǔ) 充UV B 輻 射 UV B 燈 為40W 南 京 牌 UV B 燈 管 最 大 峰 值 發(fā) 射 波 長 為 320 nm 320 nm 置 于 植 株 上 方 30 cm 處 第 2 組 每 天 輻 射 20 min 3 53 kJ m 2 d 1 第 3 組 每 天 輻 射 40min 7 16kJ m 2 d 1 第4 組 每 天 輻 射60min 10 59 kJ m 2 d 1 第 5 組 每 天 輻 射 80 min 14 12 kJ m 2 d 1 用 北 京 師 范 大 學(xué) 光 電 儀 器 廠 生 產(chǎn) 的UV B 型 紫 外 線 輻 射 計(jì) 測(cè) 定UV B 強(qiáng) 度 30d 后 成熟的番茄果實(shí)用于理化和感官分析 1 2 果實(shí)形態(tài)和可溶性固形物含量測(cè)定 先 用 精 密 天 平 測(cè) 量 果 實(shí) 鮮 質(zhì) 量 FM 然 后 在 70 的 條 件 下 干 燥6d 測(cè) 量 果 實(shí) 干 質(zhì) 量 DM 果 實(shí) 縱 徑 和 橫 徑 用 電 子 數(shù) 字 卡 尺 測(cè) 量 以 mm 表 示 挑 選 紅 色 成 熟 果 實(shí) 測(cè) 定 可 溶 性 固 形 物 含 量 統(tǒng) 計(jì) 株高 結(jié)實(shí)節(jié)間長度 結(jié)實(shí)節(jié)數(shù)和每節(jié)果實(shí)數(shù) 1 3 果實(shí)色澤和硬度的測(cè)定 用 色 度 計(jì) Minolta CR 300 美 國 監(jiān) 測(cè) 果 實(shí) 色 澤 在 番 茄 果 實(shí) 的 中 間 區(qū) 域 進(jìn) 行 測(cè) 量 應(yīng) 用 CIELaB 色 度 系 統(tǒng) 分 析 果 實(shí) 顏 色 結(jié) 果 用 亮 度 色 度 和 色 調(diào) 表 示 亮 度 在 0 黑 色 和 100 白 色 之 間 色 度 值 表 示 顏 色 飽 和 度 色 調(diào) 以 度 數(shù) 表 示 其 中 接 近0 的 是 紅 色 調(diào) 90 左 右 是 黃 色 調(diào) 接 近180 是 綠 色 270 是 藍(lán) 色 應(yīng) 用 德 國STEPS 水 果 硬 度 計(jì) 測(cè) 量 番茄果實(shí)硬度 取3 次平均值 1 4 果實(shí)生物活性物質(zhì)含量測(cè)定 抗 氧 化 能 力 的 測(cè) 定 冷 凍 番 茄 果 實(shí) 干 塊 1g 在 30mLV 甲 醇 V 去 離 子 水 1 1 的 溶 液 中 提 取 在 室 溫 下 攪 拌 孵 育30min 攪 拌 均 勻 提 取 液 在10000r min 1 下 離 心 10 min 收 集 上 清 液 SN 用 提 取 液 調(diào) 節(jié) 體 積 至 30 mL 重 復(fù) 2 次 最 后 將 上 清 液 的 體 積 調(diào)整為150mL 用ABTS 法測(cè)量抗氧化能力 總 酚 含 量 的 測(cè) 定 采 用 福 林 酚 法 測(cè) 定 1 繪 制 標(biāo) 準(zhǔn) 樣 的 處 理 和 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 2 番 茄 果 實(shí) 干 物 質(zhì) 中 總 酚 含 量 的 測(cè) 定 取 上 述 番 茄 果 實(shí) 干 物 質(zhì) 提 取 液 1mL 于15mL 試 管 中 分 別 加 入1mL 福 林 酚 FC 顯 色 劑 及3mL20 Na2CO3 溶 液 混 勻 于50 水 浴 反 應(yīng) 30 min 用 分 光 光 度 計(jì) 在 765 nm 波 長 下 測(cè) 定 吸 光 度 3 次 重 復(fù) 將 所 測(cè) 吸 光 度 代 入 回 歸 方 程 計(jì)算總酚含量 鄰 二 酚 類 物 質(zhì) 含 量 測(cè) 定 采 用 鉬 酸 鹽 法 測(cè) 定 番 茄 果 實(shí) 中 的 鄰 二 酚 類 物 質(zhì) 將5 w 下 同 鉬 酸 鈉 溶 液1mL 加 入 到 4 mL 的 上 清 液 中 在 20 下 混 合 反 應(yīng) 15 min 在370nm 處 讀 取 樣 品 的 吸 光 度 并計(jì)算鄰二酚類物質(zhì)含量 總 黃 酮 含 量 測(cè) 定 按SILVA BELTRA 等 13 的 方 法 測(cè) 定 總 黃 酮 含 量 略 作 修 改 試 驗(yàn) 中 用 上 清 液 250 L 去 離 子 水 1 25 mL 亞 硝 酸 鈉 溶 液 75 L 5 混 合 5 min 后 加 入 150 L 的 氯 化 鋁 溶 液 10 培 養(yǎng)6min 后 加 入500 L 的 氫 氧 化 鈉 溶 液 1 mol L 1 和 250 L 的 去 離 子 水 用 分 光 光 度 計(jì) 在510nm 處 讀 取 吸 光 度 采 用 兒 茶 素 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 結(jié) 果 用 兒 茶 素 的 等 價(jià) 物 表 示 1 5 參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析 數(shù) 據(jù) 的 方 差 分 析 使 用 SPSS 17 0 SPSS Inc USA 采 用 單 因 素 方 差 分 析 ANOVA 對(duì) 處 理 組 與 對(duì) 照 組 進(jìn) 行 比 較 當(dāng) 數(shù) 據(jù) 有 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 差 異 時(shí) 采 用 Dunnett 比較檢驗(yàn) 2 結(jié)果與分析 2 1 UV B 輻 射 對(duì) 番 茄 果 實(shí) 數(shù) 量 品 質(zhì) 和 外 觀 的 影 響 結(jié) 果 表 明 增 加UV B 輻 射 對(duì) 果 實(shí) 成 熟 同 步 性 果 實(shí) 數(shù) 量 和 大 小 有 顯 著 影 響 果 實(shí) 成 熟 同 步 性 強(qiáng) 單 株 結(jié) 實(shí) 數(shù) 量 增 多 果 實(shí) 體 積 減 小 每 天 UV B 輻 射 20 40 min 即 UV B 輻 射 劑 量 為 3 53 7 16 kJ m 2 d 1 30 d 后 結(jié) 實(shí) 數(shù) 量 顯 著 增 多 由 對(duì) 照 平 均 每 株 15 70 個(gè) 果 實(shí) 增 加 到 平 均 每 株 20 30 32 第2 期 等 人工增加UV B 輻照改善溫室番茄品質(zhì) 試驗(yàn)研究 郭建軍 21 80 個(gè) 果 實(shí) 結(jié) 實(shí) 數(shù) 量 增 加 29 30 38 85 但 隨 著UV B 輻 射 強(qiáng) 度 的 繼 續(xù) 加 強(qiáng) 結(jié) 實(shí) 數(shù) 量 不 再 增 加 反 而 與 對(duì) 照 株 結(jié) 實(shí) 數(shù) 量 相 近 表1 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 增 加 UV B 輻 射 顯 著 降 低 番 茄 單 果 質(zhì) 量 經(jīng) 過 30 d UV B 輻 射 劑 量 為 3 53 7 16 kJ m 2 d 1 時(shí) 番 茄 單 果 鮮 質(zhì) 量 減 少 6 67 8 33 劑 量 為 10 59 14 12 kJ m 2 d 1 時(shí) 番 茄 單 果 鮮 質(zhì) 量 減 少 33 33 與 單 果 鮮 質(zhì) 量 減 少 相 似 經(jīng) 過 30 d UV B 輻 射 單 果 干 質(zhì) 量 下 降 UV B 輻 射 劑 量 為 3 53 7 16 kJ m 2 d 1 時(shí) 單 果 干 質(zhì) 量 下 降 5 6 82 劑 量 為10 59 14 12kJ m 2 d 1 時(shí) 單 果 干 質(zhì) 量 下 降27 27 29 55 在 本 試 驗(yàn) 條 件 下 UV B 輻 射 對(duì) 番 茄 果 實(shí) 可 溶 性 固 形 物 含 量 影 響 最 小 只 有 當(dāng) 輻 射 劑 量 大 于14 12kJ m 2 d 1 時(shí) 才 會(huì) 導(dǎo) 致 番 茄 果 實(shí) 可 溶 性 固 形 物 含 量 顯 著 下 降 表1 由 表 2 可 知 增 加 UV B 輻 射 可 顯 著 降 低 番 茄 株 高 和 結(jié) 實(shí) 節(jié) 間 長 且 隨 著 UV B 輻 射 劑 量 的 增 加 株 高 也 隨 之 降 低 當(dāng) UV B 輻 射 劑 量 增 加 7 16 kJ m 2 d 1 時(shí) 株 高 降 低 了 14 1 但 其 結(jié) 實(shí) 節(jié) 數(shù) 隨 著 UV B 輻 射 劑 量 的 增 加 而 增 加 低 劑 量 UV B 輻 射 3 53 7 16 kJ m 2 d 1 并 不 影 響 每 節(jié) 果 實(shí) 數(shù) 目 而 番 茄 在 高 劑 量 UV B 輻 射 10 59 14 12 kJ m 2 d 1 下 其 每 節(jié) 果 實(shí) 數(shù) 目 顯 著 減 少 表2 UV B 照射下番茄節(jié)間和株高影響 2 2 UV B 輻射對(duì)番茄果實(shí)色澤和硬度的影響 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 UV B 輻 射 對(duì) 番 茄 果 實(shí) 亮 度 沒 有 顯 著 影 響 低 劑 量 3 53 7 16 kJ m 2 d 1 的 UV B 輻 射 對(duì) 番 茄 色 調(diào) 和 色 度 沒 有 顯 著 影 響 高 劑 量 10 59 14 12 kJ m 2 d 1 的 UV B 輻 射 增 加 番 茄 色 調(diào) 和 色 度 溫 室 種 植 番 茄 時(shí) 增 加UV B 輻 射 有 利 于 提 高 番 茄 果 實(shí) 硬 度 當(dāng) UV B 輻 射 強(qiáng) 度 達(dá) 到 7 16kJ m 2 d 1 時(shí) 能 顯 著 增 加 番 茄 果 實(shí) 硬 度 且 果 實(shí)硬度隨著UV B 輻射強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加 表3 2 3 UV B 輻 射 對(duì) 番 茄 果 實(shí) 多 酚 類 物 質(zhì) 含 量 和 抗 氧 化活性的影響 紫 外 線 輻 射 損 傷 的 表 現(xiàn) 形 式 之 一 是 生 物 膜 的 過 氧 化 損 傷 類 黃 酮 和 類 胡 蘿 卜 素 等 多 酚 類 次 生 代 謝 物 質(zhì) 是 抗 氧 化 劑 紫 外 線 輻 射 能 誘 導(dǎo) 植 物 產(chǎn) 生 多 酚 類 次 生 代 謝 物 質(zhì) 從 而 增 強(qiáng) 植 物 抗 氧 化 能 力 減 輕或防御紫外線對(duì)植物的損傷 在 溫 室 番 茄 果 實(shí) 發(fā) 育 期 增 加 UV B 輻 射 30 d 后 收 獲 成 熟 的 番 茄 果 實(shí) 測(cè) 量 其 抗 氧 化 活 性 及 總 酚 鄰 二 酚 類 物 質(zhì) 和 總 黃 酮 含 量 由 圖1 可 知 低 劑 量 3 53 7 16 kJ m 2 d 1 的 UV B 輻 射 能 提 高 溫 室 番 茄 果 實(shí) 的 抗 自 由 基 活 性 而 高 劑 量 10 59 14 12kJ m 2 d 1 UV B 輻 射 導(dǎo) 致 其 抗 自 由 基 活 性 降 低 a 低 劑 量UV B 輻 射 使 總 酚 含 量 增 加 高 劑 量 10 59 14 12kJ m 2 d 1 UV B 輻 射 對(duì) 總 體 含 量 影 響 不 顯 著 還 稍 有 降 低 b 低 劑 量 7 16 kJ m 2 d 1 的UV B 輻 射 顯 著 提 高 鄰 二 酚 類 物 質(zhì) 含 量 而 高 劑 量 14 12kJ m 2 d 1 UV B 輻 射 降 低 鄰 二 酚 類 物 質(zhì) 含 量 c 低 劑 量 3 53 7 16kJ m 2 d 1 的UV B 輻 射 顯 著 提 高 總 黃 酮 含 量 高 劑 量UV B 輻 射 對(duì) 總 黃 酮 含 量沒有顯著影響 處理 不加UV B CK UV B20min UV B40min UV B60min UV B80min 株高 cm 217 31 5 89 186 55 3 56 180 31 3 79 173 63 2 53 168 62 2 40 結(jié)實(shí)節(jié)間長 cm 16 50 0 64 12 78 0 31 11 46 0 52 9 47 0 22 9 00 0 63 結(jié)實(shí)節(jié)數(shù) 4 42 0 98 4 95 1 16 5 95 1 18 7 00 0 55 7 00 0 50 每節(jié)果實(shí)數(shù) 4 04 0 94 4 04 1 02 4 04 1 48 2 25 1 18 2 00 1 28 表1 UV B 照射下番茄果實(shí)的生物特征 處理 不加UV B CK UV B20min UV B40min UV B60min UV B80min 單株果實(shí)數(shù) 15 70 3 89 20 30 3 09 21 80 3 01 17 30 3 53 16 30 3 43 果實(shí)鮮質(zhì)量 g 6 06 0 81 5 64 0 63 5 54 0 81 4 05 0 92 4 04 0 76 果實(shí)干質(zhì)量 g 0 44 0 055 0 42 0 088 0 41 0 064 0 32 0 063 0 31 0 053 果實(shí)縱徑 mm 22 34 1 25 19 10 1 08 18 14 1 33 17 31 1 42 17 31 1 31 果實(shí)橫經(jīng) mm 22 61 0 97 19 76 1 36 19 44 1 32 18 21 1 69 18 31 1 26 w 可溶性固形物 5 03 0 88 4 91 0 73 4 86 0 64 4 01 0 57 3 47 0 32 注 和 分別代表在0 05 0 01 0 001 水平下差異顯著 下同 33 中 國 瓜 菜 第33 卷 試驗(yàn)研究 圖1 紫外線B 輻射對(duì)番茄果實(shí)多酚類物質(zhì)含量和抗氧化活性的影響 表3 番茄果實(shí)色澤色調(diào)色度和硬度分析 3 討論與結(jié)論 太 陽 光 是 地 球 上 植 物 的 直 接 能 量 來 源 是 植 物 生 長 發(fā) 育 的 重 要 環(huán) 境 因 素 但 是 太 陽 光 譜 中 還 有 約 5 的 紫 外 線 光 波 根 據(jù) 波 長 不 同 分 為 紫 外 線 A UV A 320 400 nm UV B UV B 290 320 nm 紫 外 線C UV C 100 290nm 其 中 UV B 生 物 活 性 最 強(qiáng) 過 強(qiáng) 的 紫 外 線 輻 射 會(huì) 使 植 物 受 到 輻 射 損 傷 14 所 幸 大 氣 的 臭 氧 層 對(duì) 紫 外 線 有 很 強(qiáng) 的 吸 收 作 用 能 吸 收 掉 太 陽 光 中 的 大 部 分 紫 外 線 因 此 能 保 護(hù) 地 球 上 的 生 物 使 它 們 免 受 紫 外 線 的 傷 害 然 而 隨 著 工 業(yè) 發(fā) 展 臭 氧 層 有 所 減 薄 從 而 導(dǎo) 致 地 球 表 面 紫 外 線 輻 射 增 強(qiáng) 因 此 近 幾 十 年 來 人 們 越 來 越 擔(dān) 心 太 陽 紫 外 線UV B 輻 射 可 能 會(huì) 對(duì) 植 物 生 長 產(chǎn) 生 負(fù) 面 影 響 15 然 而 在 自 然 生 態(tài) 系 統(tǒng) 中 由 于 多 種 環(huán) 境 因 子 間 存 在 綜 合 協(xié) 同 作 用 UV B 輻 射 所 造 成 的 微 妙 的 間 接 影 響 有 時(shí) 可 能 會(huì) 比 其 對(duì) 光 合 作 用 的 直 接 影 響 更 為 重 要 16 在 發(fā) 現(xiàn) 紫 外 線 照 射 對(duì) 植 物 細(xì) 胞 的 作 用 之 后 科 學(xué) 界 也 將 紫 外 線 視 為 人 為 調(diào) 節(jié) 植 物 生 長 發(fā) 育 開 花 和 結(jié) 果 的 手 段 17 因 此 在 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 中 一 種 新 的 植 物 生 長 發(fā) 育 調(diào) 控 模 式 正 在 出 現(xiàn) 這 就 是 適 度 的 紫 外 線 補(bǔ) 充 可 能 改 善 作 物 營 養(yǎng) 價(jià) 值 如 改 變 植 物 次 生 代 謝 途 徑 改 變 次 生 代 謝 物 的 種 類 和 含 量 從 而 提 高 農(nóng) 產(chǎn) 品 作 為健康食品的價(jià)值 18 19 本 研 究 結(jié) 果 表 明 增 加UV B 輻 射 對(duì) 溫 室 番 茄 節(jié) 間 長 度 和 株 高 果 實(shí) 硬 度 果 實(shí) 數(shù) 量 果 實(shí) 大 小 有 顯 著 影 響 從 第 一 花 序 出 現(xiàn) 開 始 增 加UV B 輻 射 輻 射 強(qiáng) 度 為3 53kJ m 2 d 1 30d 后 節(jié) 間 長 度 縮 短 22 42 輻 射 強(qiáng) 度 為7 16kJ m 2 d 1 節(jié) 間 長 度 縮 短 30 30 由 此 可 見 UV B 輻 射 能 顯 著 縮 短 節(jié) 間 長 度 降 低 植 株 高 度 且 節(jié) 間 長 度 和 株 高 與 紫 外 線 輻 射 強(qiáng) 度 成 負(fù) 相 關(guān) 由 于 節(jié) 間 縮 短 株 高 降 低 在 溫 室 有 限 高 度 內(nèi) 植 株 節(jié) 間 數(shù) 增 多 坐 果 節(jié) 數(shù) 增 加 單 UV B 處理 不加UV B CK UV B20min UV B40min UV B60min UV B80min 果實(shí)亮度 45 01 1 12 44 87 1 22 44 48 1 78 44 50 1 22 44 37 1 80 果實(shí)色調(diào) 45 16 2 37 46 77 2 57 47 05 2 02 48 80 1 60 49 13 2 58 果實(shí)色度 52 21 2 85 53 59 3 40 53 72 2 19 55 15 2 94 55 93 2 39 果實(shí)硬度 N cm 2 10 14 1 90 10 50 1 60 11 53 0 89 12 13 1 46 13 23 1 63 鄰 二 酚 類 物 質(zhì) mg g 1 ABTs mg g 1 總 黃 酮 g g 1 總 酚 mg g 1 不 加UV B CK UV B 20min UV B 40min UV B 60min UV B 80min 不 加UV B CK UV B 20min UV B 40min UV B 60min UV B 80min 不 加UV B CK UV B 20min UV B 40min UV B 60min UV B 80min 不 加UV B CK UV B 20min UV B 40min UV B 60min UV B 80min a b c d 34 第2 期 等 人工增加UV B 輻照改善溫室番茄品質(zhì) 試驗(yàn)研究 株 果 實(shí) 數(shù) 量 增 加 但 是 當(dāng) 紫 外 線 輻 射 強(qiáng) 度 過 大 時(shí) 大 于10 59kJ m 2 d 1 雖 然 節(jié) 間 長 度 進(jìn) 一 步 縮 短 但 單 株 結(jié) 實(shí) 數(shù) 并 不 增 加 這 可 能 是 強(qiáng) 紫 外 線 對(duì) 植 株 造 成 傷 害 光 合 效 率 下 降 進(jìn) 而 導(dǎo) 致 每 節(jié) 果 實(shí) 數(shù) 量 減 少 的 原 因 從 正 常 平 均 每 節(jié) 4 個(gè) 減 少 到 2 個(gè) 在 番 茄 果 實(shí) 形 成 生 長 發(fā) 育 期 每 天UV B 輻 射3 53 7 16kJ m 2 d 1 結(jié) 實(shí) 數(shù) 量 顯 著 增 多 果 實(shí) 體 積 略 有 減 小 低 強(qiáng) 度 紫 外 線 照 射 組 的 果 實(shí) 略 小 鮮 質(zhì) 量 和 干 質(zhì) 量 略 有 降 低 一 方 面 是UV B 對(duì) 植 物 光 合 作 用 有 抑 制 現(xiàn) 象 更 直 接 的 原 因 可 能 是 結(jié) 果 數(shù) 量 增 加 因 此 生 產(chǎn) 中 可 采 用 大 果 品 種 以 改 善 紫 外 線 輻 射 導(dǎo) 致 果 實(shí) 體 積 減 小 現(xiàn) 象 以 便 不 影 響 其 商 品 品 質(zhì) 但 隨 著 UV B 輻 射 強(qiáng) 度 的 繼 續(xù) 加 強(qiáng) 10 59 14 12kJ m 2 d 1 結(jié) 果 數(shù) 量 不 再 增 加 反 而 導(dǎo) 致 果 實(shí) 體 積 單 果 鮮 質(zhì) 量 和 干 質(zhì) 量 顯 著 下 降 顯 著 降 低 了 果 實(shí) 的 商 品 品 質(zhì) 證 明 高 強(qiáng) 度 的 紫 外 線 輻 射 不 利 于 溫 室 番 茄 生 長 和 果 實(shí) 發(fā) 育 因 此 生 產(chǎn) 中 只 能 用 低 強(qiáng) 度 的 紫 外 線 輻 射 試 驗(yàn) 結(jié) 果 對(duì) 其 他 溫 室 作 物 種 植 也 有 一 定 指 導(dǎo) 意 義 即 通 過 適 度 增 加 UV B 輻 射 增 強(qiáng) 果 實(shí) 成 熟 同 步 性 和 果 實(shí) 硬 度 有 利 于 果 實(shí) 收 獲 和 貯 運(yùn) 調(diào) 控 溫 室 植 株 節(jié) 間 長 度 和 植 株 高 度 增 加 植 株 節(jié) 數(shù) 從 而 增 加 果 實(shí) 數(shù) 量 但 是 因 為 每 種 植 物 對(duì) 紫 外 線 耐 受 性 不 同 確 定 具 體 植 物 適 度 的紫外線輻射強(qiáng)度尤其重要 食 用 含 有 抗 氧 化 能 力 的 植 物 次 生 代 謝 活 性 物 質(zhì) 的 水 果 是 消 費(fèi) 者 偏 好 的 一 個(gè) 趨 勢(shì) 主 要 是 因 為 它 們 在 均 衡 飲 食 的 同 時(shí) 具 有 多 種 健 康 益 處 20 21 UV B 照 射 誘 導(dǎo) 的 次 生 代 謝 途 徑 變 化 與 抗 氧 化 能 力 的 活 性 物 質(zhì) 產(chǎn) 生 積 累 密 切 相 關(guān) 22 但 到 目 前 為 止 國 內(nèi) 外 有 關(guān)UV B 照 射 的 植 物 效 應(yīng) 研 究 基 本 上 著 眼 于 防 御 紫 外 線 的 傷 害 僅 有 少 數(shù) 報(bào) 道 涉 及 對(duì) 果 蔬 品 質(zhì) 的 正 向 影 響 23 紫 外 線 照 射 會(huì) 改 變 植 物 的 代 謝 物 即 增 加 揮 發(fā) 性 有 機(jī) 化 合 物 的 產(chǎn) 生 24 有 研 究 報(bào) 道 UV B 輻射 刺激 了紫 蘇的 抗氧 化能 力 25 在萵 苣中 除 去 太 陽UV B 后 花 青 素 黃 酮 類 化 合 物 和 酚 類 物 質(zhì) 比 紫 外 線 照 射 的 植 物 減 少 也 反 向 證 明 紫 外 線 輻 射 能 誘 導(dǎo) 植 物 產(chǎn) 生 花 青 素 黃 酮 類 化 合 物 和 酚 類 物 質(zhì) 26 本 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 UV B 輻 射 使 番 茄 果 實(shí) 酚 類 鄰 二 酚 和 黃 酮 類 等 抗 氧 化 化 合 物 含 量 顯 著 升 高 具 有 較 高 水 平 的 抗 氧 化 能 力 本 研 究 結(jié) 果 表 明 補(bǔ) 充UV B 對(duì) 促 進(jìn) 水 果 的 抗 氧 化 性 能 和 增 加 某 些次級(jí)代謝物的豐富度有很大好處 總 之 溫 室 中 適 度 增 加UV B 輻 射 可 通 過 調(diào) 控 植 株 節(jié) 間 長 度 而 增 加 番 茄 單 株 果 實(shí) 數(shù) 量 和 果 實(shí) 硬 度 誘 導(dǎo) 植 物 產(chǎn) 生 酚 類 鄰 二 酚 和 黃 酮 類 等 抗 氧 化 化 合 物 增 加 果 實(shí) 抗 氧 化 能 力 溫 室 果 蔬 生 產(chǎn) 中 適 度 增 加UV B 輻 射 是 一 種 調(diào) 控 設(shè) 施 果 蔬 生 長 發(fā) 育 和 改善品質(zhì)的簡(jiǎn)便有效的技術(shù)方法 參考文獻(xiàn) 1 王 歡 歡 馬 越 白 冰 等 番 茄 果 實(shí) 呈 香 組 分 及 其 代 謝 途 徑 研 究 進(jìn)展 J 中國瓜菜 2018 31 12 1 4 2 劉 怡 玲 陳 軍 鄭 青 松 等 5 個(gè) 櫻 桃 番 茄 品 種 弱 光 下 生 長 產(chǎn) 量 及品質(zhì)的比較 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017 45 21 158 161 3 楊 俊 偉 梁 婷 婷 嚴(yán) 露 露 等 不 同 光 質(zhì) 對(duì) 番 茄 果 實(shí) 品 質(zhì) 及 揮 發(fā) 性物質(zhì)的影響 J 食品科學(xué) 2019 40 11 55 61 4 蒲 曉 宏 岳 修 樂 安 黎 哲 植 物 對(duì)UV B 輻 射 的 響 應(yīng) 與 調(diào) 控 機(jī) 制 J 中國科學(xué) 生命科學(xué) 2017 47 8 818 828 5 榮 瑞 芬 馮 雙 慶 趙 玉 梅 短 波 紫 外 線 照 射 對(duì) 采 后 番 茄 果 皮 中 防御酶活性的影響 J 北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào) 2002 17 4 89 92 6 WU D HU Q YAN Z et al Structural basis of ultraviolet B per ceptionbyUVR8 J Nature 2012 484 214 219 7 JENKINS G I The UV B photoreceptor UVR8 from structure to physiology J PlantCell 2014 26 21 37 8 HAYES S SHARMAA FRASERD P et al UV B perceived by the UVR8 photoreceptor Inhibits plant thermomorphogenesis J CurrentBiology 2017 27 1 120 127 9 CHRISTIE J M ARVAI A S BAXTER K J et al Plant UVR8 photoreceptor senses UV B by tryptophan mediated disruption of cross dimer salt bridges J Science 2012 335 6075 1492 1496 10 榮 瑞 芬 馮 雙 慶 不 同 劑 量 短 波 紫 外 線 照 射 對(duì) 采 后 番 茄 后 熟 和發(fā)病的影響 J 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2001 6 1 68 73 11 WANG H B GUI M Y TIAN X et al Effects of UV B on vitamin C phenolics flavonoids and their related enzyme activities in mung bean sprouts Vigna radiata J International JournalofFoodScienceandTechnology 2017 52 3 827 833 12 董 飛 王 傳 增 孫 秀 東 等 基 于 蛋 白 質(zhì) 組 學(xué) 研 究 光 質(zhì) 對(duì) 番 茄 果 實(shí) 揮 發(fā) 性 物 質(zhì) 的 影 響 機(jī) 理 J 園 藝 學(xué) 報(bào) 2019 46 2 280 294 13 SILVA BELTRAN P RUIZ CRUZ S CIRA CH VEZ LA et al Total phenolic flavonoid tomatine and tomatidine contents and antioxidant and antimicrobial activities of extracts of toma toplant J ScientiaHorticulturae 2015 155 89 96 14 郭 建 軍 貴 夢(mèng) 園 張 佩 佩 等 景 天 三 七 對(duì) 紫 外 線B 輻 射 敏 感 性研究 J 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2017 51 1 71 75 15 GUAN W GAO K Impacts of UV radiation on photosynthesis andgrowthofthecoccolithophore Emiliania huxleyi Haptophy ceae J Environmental and Experimental Botany 2010 67 3 502 508 16 BERLI F J MORENO D PICOLI P et al Abscisic acid is involved in the response of grape Vitis vinifera L cv Malbec leaf tissues to ultraviolet B radiation by enhancing ultravio let absorbing compounds antioxidant enzymes and membrane 郭建軍 35 中 國 瓜 菜 第33 卷 試驗(yàn)研究 sterols J Plant CellandEnvironment 2010 33 1 1 10 17 GUI MY HE H LIYD et al Effect of UV 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