不同LED光質(zhì)對石蒜幼苗生長、生理和生物堿積累的影響.pdf
應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) Chinese Journal of Applied and Environmental Biology ISSN 1006-687X,CN 51-1482/Q 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文 題目: 不同LED光質(zhì)對石蒜幼苗生長、生理和生物堿積累的影響 作者: 李青竹,蔡友銘,楊貞,楊柳燕,鄭玉紅,孫翊,李心,許俊旭,張永春 收稿日期: 2019-01-11 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期: 2019-05-05 引用格式: 李青竹,蔡友銘,楊貞,楊柳燕,鄭玉紅,孫翊,李心,許俊旭,張永春不同LED光質(zhì)對石蒜幼苗生長、生理和生物堿積累的影響J/OL應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). http:/kns.cnki.net/kcms/detail/51.1482.Q.20190430.1136.002.html 網(wǎng)絡(luò)首發(fā):在編輯部工作流程中,稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿、排版定稿、整期匯編定稿等階段。錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定,且通過同行評議、主編終審?fù)饪玫母寮?。排版定稿指錄用定稿按照期刊特定版式(包括網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)版式)排版后的稿件,可暫不確定出版年、卷、期和頁碼。整期匯編定稿指出版年、卷、期、頁碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件。錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合出版管理?xiàng)l例和期刊出版管理規(guī)定的有關(guān)規(guī)定;學(xué)術(shù)研究成果具有創(chuàng)新性、科學(xué)性和先進(jìn)性,符合編輯部對刊文的錄用要求,不存在學(xué)術(shù)不端行為及其他侵權(quán)行為;稿件內(nèi)容應(yīng)基本符合國家有關(guān)書刊編輯、出版的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語言文字、符號、數(shù)字、外文字母、法定計(jì)量單位及地圖標(biāo)注等。為確保錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的嚴(yán)肅性,錄用定稿一經(jīng)發(fā)布,不得修改論文題目、作者、機(jī)構(gòu)名稱和學(xué)術(shù)內(nèi)容,只可基于編輯規(guī)范進(jìn)行少量文字的修改。 出版確認(rèn):紙質(zhì)期刊編輯部通過與中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社有限公司簽約,在中國學(xué)術(shù)期刊(網(wǎng)絡(luò)版)出版?zhèn)鞑テ脚_上創(chuàng)辦與紙質(zhì)期刊內(nèi)容一致的網(wǎng)絡(luò)版,以單篇或整期出版形式,在印刷出版之前刊發(fā)論文的錄用定稿、排版定稿、整期匯編定稿。因?yàn)橹袊鴮W(xué)術(shù)期刊(網(wǎng)絡(luò)版)是國家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)型出版物(ISSN 2096-4188,CN 11-6037/Z),所以簽約期刊的網(wǎng)絡(luò)版上網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文視為正式出版。 收稿日期 Received: 2019-01-11 接受日期 Accepted: 2019-03-25 *國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目( 31801889),上海市農(nóng)委攻關(guān)項(xiàng)目滬農(nóng)科攻字 (2016)第 5-3 號,上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院學(xué)科領(lǐng) 域建設(shè)專項(xiàng)(農(nóng)科國推 2019 匹配 -02)和江蘇省蘇北科技專項(xiàng)( SZ-SQ2018005)共同資助 Supported by the National Natural Science Foundation of China (31801889), Shanghai Agriculture Applied Technology Development Program, China (Grant No, G2016-5-3), Academic Specialty Development Project of Shanghai Academy of Agricultural Sciences (ASND PP-02), North Jiangsu Science and Technology Program(SZ-SQ2018005) *通訊作者 Corresponding author (E-mail:saasflowerbulb163.com) 不同 LED 光質(zhì)對石蒜幼苗生長、生理和生物堿積累的影響 * 李青竹 1 蔡友銘 1 楊 貞 1 楊柳燕 1 鄭玉紅 2 孫 翊 1 李 心 1 許俊旭 1 張永春 1* 1 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所 上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 201106 2 江蘇省中國科學(xué)院植物研究所 南京 210014 摘 要 為 通過環(huán)境調(diào)控提高石蒜產(chǎn)量、增加生物堿含量 , 設(shè)置 6 種光質(zhì),即白光 (CK)、紅光 (R)、藍(lán)光 (B)、紅藍(lán)復(fù)合光 RB(1:2)、 RB(2:1)、 RB(1:1), 研究不同光質(zhì)對石蒜幼苗生長、生理特性和生物堿積累的影響,篩選適合石蒜幼苗生長和生物堿積累的光質(zhì)條件。結(jié)果表明:與 CK 相比,紅藍(lán)復(fù)合光質(zhì)可以加快促進(jìn)石蒜幼苗的生長,其中對石蒜幼苗進(jìn)行紅藍(lán)復(fù)合光 RB(1:2)處理后,無論是在根長、根數(shù)、干重、鮮重以及鱗莖直徑等方面,都明顯比 CK 更高,依次提高了 10.91 %、 146.48 %、 158.69 %、 34.92 %和 133.33 %;單一的紅光不利于石蒜幼苗葉綠素的合成,一定比例的紅藍(lán)復(fù)合光能夠促進(jìn)葉綠素合成,在對幼苗進(jìn)行 RB(1:2)的處理后,幼苗的葉綠素含量達(dá)到最 高值,比 CK 約高出 1.22 倍;而對幼苗進(jìn)行 RB(2:1)處理后,對石蒜幼苗可溶性糖的積累起到促進(jìn)作用,藍(lán)光能夠提高其可溶性蛋白的含量;與 CK 相比, RB(1:2)處理下石蒜幼苗丙二醛含量顯著降低,超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性較低,說明 RB(1:2)處理可以顯著降低膜脂過氧程度; B 處理下石蒜幼苗加蘭他敏、石蒜堿和力可拉敏含量最高,分別是 CK 的 1.84 倍、 1.62 倍以及 1.11倍??梢钥闯?, RB(1:2)處理對石蒜幼苗的生長、葉片光合色素合成 以及 生物量積累都起到了積極促進(jìn)作用,并且膜脂過氧化程度比較低 。 因此, RB(1:2)是 石蒜幼苗的 最佳生長光質(zhì)條件, B 處理 (藍(lán)光 )可以促進(jìn)石蒜生物堿的積累 ;結(jié)果 可為利用 LED 光質(zhì)調(diào)控技術(shù)提高石蒜種苗的質(zhì)量 提供 理論基礎(chǔ)。(圖 4 表 3 參 33) 關(guān)鍵詞 石蒜; LED 光質(zhì);抗氧化酶;生理特性;生物堿積累 Effects of LED light quality on growth, physiology characteristics and alkaloids accumulations of Lycoris radiata* LI Qingzhu1, CAI Youming1, YANG Zhen1, YANG Liuyan1, ZHENG Yuhong2, SUN Yi1, LI Xin1, XU Junxu1 The R treatment had negative effect on the biosynthesis of chlorophyll, a certain proportion of red and blue composite lights could promote chlorophyll synthesis, and RB (1:2) treatment had the highest chlorophyll content, which was 1.22 times higher than CK; RB (2:1) was beneficial to the accumulation of soluble sugar in Lycoris radiata seedlings, and blue light increased the content of soluble protein. Compared with CK, the MDA content, SOD and POD activities in Lycoris radiata seedlings under RB (1:2) treatment were significantly lower, indicating that RB (1:2) treatment could significantly reduce the degree of membrane lipid peroxidation. The galanthamine, lycorine and lycoramine contents of Lycoris radiata seedlings under B treatment were the highest, which were 1.84, 1.62 and 1.11 times higher than CK, respectively. In general, RB (1:2) treatment was beneficial to the growth, biomass accumulation as well as the synthesis of photosynthetic pigments of Lycoris radiata seedlings, and the degree of membrane lipid peroxidation was also low. RB (1:2) was the suitable light quality condition for the growth of Lycoris radiata seedlings. B treatment (blue light) could promote the accumulation of alkaloids. This study laid a theoretical foundation and technical support for the usage of LED light quality control technology in the production of high quality Lycoris radiata seedlings. Keywords Lycoris radiata; LED light quality; antioxidant enzymes; physiological characteristics; alkaloids accumulations 石蒜( Lycoris radiata (LHer.) Herb.)是多年生球根草本植物,是我國重要的藥用和觀賞花卉 1。石蒜富含生物堿類成分,具有解毒、消炎、抗腫瘤和抗癌等作用。其中,加蘭他敏( Galanthamine, GAL)和力可拉敏( Lycoramine, LYCM)可用于治療阿爾茨海默癥( Alzheimers disease),無論是在抗瘧疾、抗病毒、抗菌還是治療腫瘤、保護(hù)心血管等方面,石蒜堿( Lycorine, LYC)都具備非常重要的價(jià)值 2。 在植物生長發(fā)育的過程中,環(huán)境因素是非常重要的,其中光是重要的環(huán)境因子之一,植物可以感受到光的變化,例如光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期等,植物在生長發(fā)育以及代謝的過程中,會受到光受體經(jīng)過信號的傳遞等途徑的調(diào)控 3。發(fā)光二極管( Light emitting diodes, LED)屬于一種新型光源,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在光效率較高、能耗較小、波長范圍較窄等方面,通過發(fā)光二極管,使用者能夠?qū)Πl(fā)光光譜進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié),不僅能夠促進(jìn)植物生長的速度,同時(shí)還能夠提高植物的品質(zhì) 4-5。對植物的生長、生理和代謝物積累等方面,光質(zhì)都起到較大的影響作用 6-8,紅光對鐵皮石斛根系與幼苗生長有促進(jìn)作用,藍(lán)光可以促進(jìn)種苗生長得更加粗壯,紅藍(lán)混光對碳水化合物以及葉綠素的積累起到促進(jìn)作用 9。 Zhang 等 10通過相關(guān)研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),紅光顯著增加了蘿卜芽中可溶性糖的含量,但是限制了可溶性蛋白的積累。孫翊等 11研究發(fā)現(xiàn),通過對紅光和藍(lán)光進(jìn)行一定比例的混合后,能夠加快非洲菊幼苗的生長,降低膜脂過氧化程度,使植株具備更高的清除活性氧的能力。侯甲男等 12通過研究分析發(fā)現(xiàn),如果對紅藍(lán)光按照 6:4 的比例混合,鐵皮石斛試管苗的可溶性糖含量、葉綠素含量以及根系活力都達(dá)到最高值,對試管苗的生長發(fā)育起到了積極促進(jìn)的作用。紅光可以加快丹參根系的生長,紅光和藍(lán)光都可以促進(jìn)丹參有效成分酚酸 B 含量的提高 13。光質(zhì)對石蒜生長、生理和代謝物積累的研究較為缺乏,郭文華等 14研究發(fā)現(xiàn),紅光和藍(lán)光分別有利于石蒜鱗莖中的可溶性糖和可溶性蛋白含量的提高。 LED 光質(zhì)對石蒜生長、生理和物質(zhì)積累的影響有待深入研究。本研究以石蒜為研究對象,通過不同光質(zhì)配比處理,研究石蒜生長、生理特性以及生物堿含量的變化,篩選石蒜生長和生物堿積累的適宜光質(zhì)條件,為石蒜種苗的品質(zhì)提升奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 1 材料與方法 1.1 試驗(yàn)材料 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.01018 試驗(yàn)在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所進(jìn)行,供試材料取自上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院石蒜種質(zhì)資源圃( 31.23N, 121.10E),經(jīng) 江蘇省中國科學(xué)院植物研究所鄭玉紅鑒定,為石蒜( Lycoris radiata)一年生苗,憑證標(biāo)本編號為:石蒜 (Lycoris radiata, 0653965)。 1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)時(shí)間為 2017 年 8 月 1 日,試驗(yàn)材料為長勢相同的石蒜苗,將它們移種到育苗盤中,育苗盤的長度和寬度分別為 36 cm 和 26 cm,每個(gè)育苗盤中栽種 40 棵,分 4 行, 10 棵一行。石蒜栽培基質(zhì)包括蛭石、珍珠巖和草炭,按 1:1:5 的比例混勻后使用,常規(guī)管理。 2017 年 11 月 1 日,分別置于人工氣候室內(nèi)培養(yǎng)架上,對照( CK)為普通熒光燈處理,一共進(jìn)行六種光質(zhì)處理,即 CK, B, RB(1:2), RB(1:1), RB(2:1)和 R,光質(zhì)條件參數(shù)見表 1。處理?xiàng)l件如下:光合有效輻射為 50 mol m-2 s-1,光周期為 12 h/12 h,白天溫度為 20 ,夜晚溫度為 15 。每次處理 5 盤后,進(jìn)行常規(guī)管理。 30 天后進(jìn)行取樣,對所有指標(biāo)進(jìn)行測定并記錄,重復(fù)操作 5 次后取其平均值。 表 1 試驗(yàn)光質(zhì)參數(shù) Table 1 The light quality parameters of the experiment 光處理 Light treatment 光質(zhì) Light quality 光量比例 Ratio of luminous flux 波長 Wave length (/nm) CK 熒光燈 Fluorescent 330-770 380-760 B 藍(lán)光 Blue 100% blue 452 RB(1:2) 紅光 +藍(lán)光 Red+Blue Red/Blue 1:2 663+452 RB(1:1) 紅光 +藍(lán)光 Red+Blue Red/Blue 1:1 663+452 RB(2:1) 紅光 +藍(lán)光 Red+Blue Red/Blue 2:1 663+452 R 紅光 Red 100% red 663 1.3 數(shù)據(jù)測定與統(tǒng)計(jì)方法 1.3.1 生長量的測定 每次以隨機(jī)方式選擇 10 株進(jìn)行處理,重復(fù)操作 5 次,通過直尺來對根長、株高進(jìn)行測量,通過游標(biāo)卡尺來對鱗莖直徑進(jìn)行測量,通過分析天平來對植株的重量進(jìn)行稱量,把植株置于溫度為 105 的烘箱殺青20 分鐘后,在 80 條件下進(jìn)行烘干,直至恒重后再對其干重進(jìn)行測量, 1.3.2 生理指標(biāo)測定 每處理隨機(jī)取 10 株,重復(fù) 5 次,用剪刀將植株剪碎后混勻,通過分光光度計(jì)比色法來對葉綠素的含量進(jìn)行測量 15;通過考馬斯亮藍(lán)法來對可溶性蛋白的含量進(jìn)行測量,通過蒽酮比色法來對可溶性糖的含量進(jìn)行測量 16,通過氮藍(lán)四唑方法來對超氧化物歧化酶( SOD)活性進(jìn)行測量 16,通過硫代巴比妥酸方法來對丙二醛( MDA)的含量進(jìn)行測量 16,通過愈創(chuàng)木酚法來對過氧化物酶( POD)活性進(jìn)行測量 17。 1.3.3 生物堿含量測定 每處理隨機(jī)取 10 株,重復(fù) 5 次,切碎混勻,三種生物堿含量測定參考李青竹等 18的方法進(jìn)行,利用超高效液相色譜 -四級桿線性離子阱質(zhì)譜法測定加蘭他敏、力可拉敏和石蒜堿三種生物堿含量。 1.4 數(shù)據(jù)處理 通過 Excel 軟件來分析處理所得的數(shù)據(jù),然后利用 OriginPro 9.0 軟件來進(jìn)行制圖,在分析數(shù)據(jù)的顯著性差異( PRB(1:1)>R>RB(1:2)>CK>B, B 處理的石蒜苗可溶性糖含量最低( 42.83 %),和另外五種處理相比明顯更低, RB(2:1)處理后,可溶性糖的含量達(dá)到最高值,比CK 高出 1.10 倍,說明紅藍(lán)復(fù)合光可以提高石蒜的可溶性糖含量(表 3)。通過下表 3 可以看出,石蒜可溶性蛋白的含量會受到光質(zhì)的影響,其中 R 影響最小,其次分別為 RB(2:1)、 CK、 RB(1:1)、 RB(1:2), B 處理影響最大,石蒜可溶性蛋白含量達(dá)到最高值,比 CK 高出 2.39 倍,和 CK 進(jìn)行對比, RB(1:2)和 RB(1:1)分別升高了 114.83 %和 79.24 %, RB(2:1)下降了 27.40 %, R 處理中可溶性蛋白的含量最低,僅為 CK 含量的69.16 %,隨著紅光比例的增高,石蒜的可溶性蛋白含量呈現(xiàn)下降趨勢,據(jù)此認(rèn)為藍(lán)光可以促進(jìn)石蒜幼苗可溶性蛋白的合成,紅光的作用相反 。 表 3 不同光質(zhì)對石蒜幼苗葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響 ( N = 5) Table 3 The contents of chlorophyll, soluble sugar and soluble protein of Lycoris radiata plants under different light quality (N = 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.01018 5) 光處理 Light treatment 葉綠素含量 Chlorophyll content(w/mg g-1) 可溶性糖含量 Soluble sugar content(%) 可溶性蛋白含量 Soluble protein content(w/mg g-1) CK 0.54 0.01b 45.19 1.56b 8.43 0.82d B 0.60 0.02b 42.831.27c 20.20 1.48a RB(1:2) 0.66 0.01a 46.47 1.61b 18.11 1.19b RB(1:1) 0.59 0.01b 48.13 1.88a 15.11 1.09c RB(2:1) 0.57 0.02b 49.94 1.99a 6.12 0.73e R 0.49 0.01c 46.97 1.68b 5.83 0.46e 不同字母代表各處理間存在明顯差異( PCK>R>RB(2:1)>RB(1:1)>RB(1:2)。和 CK 處理進(jìn)行對比, B 處理的 POD 活性高出 1.15 倍,因此可以看出,通過單一的藍(lán)光處理可以提高 POD 活性, R, RB(2:1)和 RB(1:1)的 POD 活性顯著低于對照( P<0.05),分別為對照的 87.96 %, 82.89 %和 80.21 %, RB(1:2)的 POD 活性最低,僅為 CK 的 67.39 %(圖 3)。 圖 1 不同光質(zhì)條件下的石蒜丙二醛含量( N=5)。 不同字母代表各處理間存在明顯差異( P<0.05) Fig.1 The MDA contents of Lycoris radiata under different light quality (N=5). Different letters indicate difference among treatment at 0.05 level. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.01018 圖 2 不同光質(zhì)條件下的石蒜超氧化物歧化酶活性( N=5)。 不同字母代表各處理間存在明顯差異( P<0.05) Fig.2 The SOD activity of Lycoris radiata under different light quality (N=5). Different letters indicate difference among treatment at 0.05 level. 圖 3 不同光質(zhì)條件下的石蒜過氧化物酶活性( N=5)。 不同字母代表各處理間存在明顯差異( P<0.05) Fig.3 The POD activity of Lycoris radiata under different light quality (N=5). Different letters indicate difference among treatment at 0.05 level. 2.4 光質(zhì)對石蒜幼苗生物堿含量的影響 不 同 光 質(zhì) 對 石 蒜 生 物 堿 積 累 有 著 明 顯 影 響 ( 圖 4 )。 GAL 含 量 的 變 化 趨 勢 為R<RB(2:1)<CK<RB(1:2)<RB(1:1)<B,不同處理間都存在明顯差異( P<0.05)。其中, GAL 含量在 B 處理時(shí)達(dá)到最高值( 849.43 g g-1),是 CK處理的 1.84倍, RB(1:1)和 RB(1:2)分別比 CK增加了 34.87 %和 12.69 %,R 處理的 GAL 含量最低,僅為 CK 的 60.09 %。 LYC 的含量為 B 處理最高( 1118.94 g g-1),是 CK 的 1.62倍, RB(1:2)處理比 CK 增加了 11.34 %, RB(2:1)處理 LYC 含量最低。 B 處理的 LYCM 含量最高( 468.29 g g-1),是 CK 的 1.11 倍, RB(2:1)和 R 的含量較低,分別比 CK 減少了 34.23 %和 33.04 %。 總體上 GAL,LYC 和 LYCM 呈現(xiàn)隨紅光比例增加而含量減少的趨勢,藍(lán)光能夠促進(jìn)石蒜中 GAL、 LYC、和 LYCM 的積累, B 處理是誘導(dǎo)石蒜中生物堿積累的適宜光質(zhì)。 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.01018 圖 4 不同光質(zhì)條件下的石蒜生物堿含量( N=5)。 GAL:加蘭他敏; LYC:石蒜堿; LYCM:力可拉敏。 不同字母代表各處理間存在明顯差異( P<0.05) Fig.4 The alkaloids contents of Lycoris radiata under different light quality (N=5). GAL:Galanthamine; LYC:Lycorine; LYCM:Lycoramine. Different letters indicate difference among treatment at 0.05 level. 3 討論與結(jié)論 3.1 光質(zhì)對石蒜幼苗生長和葉綠素含量的影響 在植物生長發(fā)育和代謝的過程中,光質(zhì)是非常重要的一個(gè)環(huán)境因子,紅光和藍(lán)光是光譜主要的組成成分 19-21。研究表明,紅光有助于植物光合機(jī)構(gòu)的發(fā)育和淀粉的積累,而藍(lán)光則可以促進(jìn)氣孔的發(fā)育、代謝產(chǎn)物的積累以及合成葉綠素等 22。 多項(xiàng)研究表明,紅光有助于植株高度的增加,藍(lán)光起相反作用,但是有利于植株生長健壯 5, 11, 23, 24, 25, 26, 27,和單一的紅光或藍(lán)光相比,紅藍(lán)復(fù)合光不僅能夠促進(jìn)植物的生長發(fā)育,而且還有利于生物量的積累 11, 23, 28。通過本次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),藍(lán)光會導(dǎo)致石蒜幼苗高度的下降,紅光會促進(jìn)植株高度的增長,而紅藍(lán)復(fù)合光則能夠促進(jìn)石蒜幼苗的生長發(fā)育以及積累生物量,其中, RB(1:2)處理時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到最佳水平,所以,石蒜幼苗生長的最佳光質(zhì)條件為 RB(1:2)。本研究結(jié)果與金釵石斛的研究結(jié)論一致 29,但與非洲菊和牡丹等相關(guān)報(bào)道的最佳光質(zhì)條件不一致 11, 28,這可能與不同植物種類對光質(zhì)配比的需求不同有關(guān) 24。 葉綠素含量是影響光合作用和干物質(zhì)積累的重要因素 13。藍(lán)光可以促進(jìn)碧玉蘭中葉綠素的積累,而紅光處理下,葉綠素積累量低 30,適宜比例的紅藍(lán)復(fù)合光比單一光質(zhì)更有利于葉綠素的合成 11, 23。與上述研究類似,本研究中單一紅光處理的石蒜葉綠素含量顯著低于其他處理,而在紅藍(lán)復(fù)合光處理里,葉綠素的積累會隨著藍(lán)光比例的上升而不斷增加。所以,本研究表明單一的紅光不利于石蒜幼苗葉綠素的合成,RB(1:2)處理下的葉綠素含量最高,這也是此處理下石蒜幼苗生物量最大,生長健壯的可能原因之一。 3.2 光質(zhì)對石蒜幼苗生理生化指標(biāo)的影響 可溶性糖以及可溶性蛋白質(zhì)的含量同樣會受到光質(zhì)的影響 31,通常來說,紅光能夠促進(jìn)植株可溶性糖含量的增多,藍(lán)光雖然會降低植株可溶性糖含量,卻有利于可溶性蛋白的積累 4, 10。 本研究結(jié)果顯示,藍(lán)光處理的石蒜苗可溶性蛋白含量較高而可溶性糖含量較低,在紅藍(lán)復(fù)合光處理中,可溶性糖含量會隨著紅光比例的不斷提高而逐漸增加, RB(2:1)處理的可溶性糖含量最高,說明一定比例的紅藍(lán)復(fù)合光可以提高石蒜的可溶性糖含量,藍(lán)光可以促進(jìn)石蒜可溶性蛋白的合成。 對 SOD 和 POD 等抗氧化酶活性以及 MDA 含量的測定可以用于評價(jià)植株受活性氧毒害、膜質(zhì)遭受傷害的程度 23。通過本次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),和 CK 進(jìn)行對比,對石蒜幼苗進(jìn)行 RB( 1:2)處理后, MDA 含量明顯下降, POD 以及 SOD 活性降低,因此, RB( 1:2)處理有利于促進(jìn)過氧化氫含量的下降,減輕膜脂受過氧化作用的傷害,這也是 RB( 1:2)處理?xiàng)l件下石蒜幼苗生長較好的原因之一。 B 處理下, MDA 含量、 SOD 和應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.01018 POD 活性均顯著高于其他處理,說明藍(lán)光會對石蒜幼苗造成一定的脅迫,抗氧化酶活性的增強(qiáng)是植株對較高活性氧生成量的應(yīng)對。在生地黃中,藍(lán)光處理下抗氧化酶活性最高 26,與本研究結(jié)論類似,但在迭鞘石斛中,紅光處理下 MDA 含量最高,藍(lán)光和紅藍(lán)光組合有利于促進(jìn)迭鞘石斛的抗氧化酶活力的提升 16,這和本次試驗(yàn)結(jié)果相反,或許是因?yàn)楣赓|(zhì)對不同植物類型造成的影響存在差異性 32。 3.3 光質(zhì)對石蒜幼苗生物堿含量的影響 通過此次試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),植物成分的積累以及合成都會受到光質(zhì)的影響 29, 33。在對蘿卜芽 10以及鐵皮石斛 33等多種植物進(jìn)行深入研究分析后得知,紅光有利于植物體內(nèi)碳水化合物的積累,而藍(lán)光可以促進(jìn)蛋白質(zhì)含量的提高,植物體內(nèi)含有一種堿性含氮有機(jī)化合物,即生物堿,可溶性糖屬于一種碳水化合物。關(guān)于不同光質(zhì)處理對石蒜生物堿合成與積累的影響尚未見報(bào)道,本試驗(yàn)結(jié)果也證明,紅光有利于石蒜幼苗中碳水化合物的積累,藍(lán)光有利于生物堿的合成,該結(jié)論和高亭亭 9、 Zhang 等 10以及孫翊 11的研究結(jié)果相同。所以,藍(lán)光能夠促進(jìn)石蒜生物堿合成,其機(jī)理有待進(jìn)一步研究。 不同的 LED 光質(zhì)會對石蒜苗生長情況產(chǎn)生明顯的影響,從形態(tài)上來說,對石蒜幼苗進(jìn)行 RB(1:2)處理后,葉綠素、鮮重、干重以及根數(shù)都達(dá)到最高值,株高以及根長適中,說明該處理下獲得的植株生長健壯,品質(zhì)好。從代謝物積累情況分析,紅光有助于碳水化合物的積累,藍(lán)光有助于可溶性蛋白含量的提高,并且能夠促進(jìn)石蒜中加蘭他敏、力可拉敏和石蒜堿的生成。綜合形態(tài)指標(biāo)和生理生化指標(biāo)測定,認(rèn)為石蒜苗在 RB(1:2)處理下生長狀況最佳, B 是最適合石蒜幼苗生物堿積累的光質(zhì)條件。 參考文獻(xiàn) References 1 鄭玉紅 , 賈春 , 錢美華 , 陳默 , 彭峰 , 夏冰 . 石蒜屬植物花形態(tài)建成研究進(jìn)展 J. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) , 2012, 40 (10): 172-175 Zheng YH, Jia C, Qian MH, Chen M, Peng F, Xia B. 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