植物学报 ›› 2018, Vol. 53 ›› Issue (2): 227-237.DOI: 10.11983/CBB17136
赵雪惠1, 肖伟1,2, 郭建敏1, 高东升1,2, 付喜玲1,2,*(), 李冬梅1,2,3,*()
收稿日期:
2017-06-14
接受日期:
2017-10-19
出版日期:
2018-03-01
发布日期:
2018-08-10
通讯作者:
付喜玲,李冬梅
基金资助:
Zhao Xuehui1, Xiao Wei1,2, Guo Jianmin1, Gao Dongsheng1,2, Fu Xiling1,2,*(), Li Dongmei1,2,3,*()
Received:
2017-06-14
Accepted:
2017-10-19
Online:
2018-03-01
Published:
2018-08-10
Contact:
Fu Xiling,Li Dongmei
摘要: 以设施曙光油桃(Prunus persica cv. ‘Shuguang’)为试材, 设置补充蓝光处理, 测定了生育期内5个关键时期叶片的光合性能相关参数及果实的糖酸组分, 并观察了叶片气孔的变化情况。结果表明: 补充蓝光后油桃叶片的净光合速率提高, 叶绿素a和b含量增加, 叶绿素a/b显著降低, 叶面积增大; 气孔开放提前并较早达到最大开度, 且关闭延迟。叶片中检测到的主要同化物为果糖、葡萄糖和山梨醇, 以山梨醇为主; 果实中则为果糖、葡萄糖、山梨醇和蔗糖, 成熟期以蔗糖为主。补充蓝光处理的叶片中3种同化物积累较少, 而果实中总糖和蔗糖含量较高, 表明蓝光处理提高了光合同化物从叶片到果实的转运转化能力。草酸是叶片和果实中主要的有机酸, 补充蓝光处理的果实中有机酸含量显著降低, 糖酸与对照相比提高了30.5%。硬核期后是蓝光处理提高果实糖酸比的关键时期, 此时补充蓝光可改善设施油桃光合性能及果实品质, 这一技术措施有望应用到设施果树的栽培中。
赵雪惠, 肖伟, 郭建敏, 高东升, 付喜玲, 李冬梅. 补充蓝光对设施栽培油桃光合性能及糖酸积累的影响. 植物学报, 2018, 53(2): 227-237.
Zhao Xuehui, Xiao Wei, Guo Jianmin, Gao Dongsheng, Fu Xiling, Li Dongmei. Effect of Blue Light on Photosynthetic Performance and Accumulation of Sugar and Organic Acids in Greenhouse Nectarine. Chinese Bulletin of Botany, 2018, 53(2): 227-237.
图1 补充蓝光对果实发育时期油桃叶片光合参数的影响(A) 气孔导度(Gs); (B) 净光合速率(Pn); (C) 胞间CO2浓度(Ci)。图中不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
Figure 1 Effects of supplementary blue light on photosynthetic parameters in leaves during peach fruit development(A) Stomatal conductance (Gs); (B) Net photosynthetic rate (Pn); (C) Intercellular CO2 concentration (Ci). Different lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level among treatments.
Treatment | Chlorophyll a (mg·g-1 FW) | Chlorophyll b (mg·g-1 FW) | Chlorophyll (a+b) (mg·g-1 FW) | Chlorophyll a/b | Carotenoids (mg·g-1 FW) | Leaf area (cm2) |
---|---|---|---|---|---|---|
Blue light | 2.630* | 0.868* | 3.498* | 3.030 | 0.491 | 75.100* |
CK | 2.305 | 0.706 | 3.011 | 3.265* | 0.522 | 46.458 |
表1 补充蓝光对油桃叶片色素含量和叶面积的影响
Table 1 Effects of supplementary blue light on pigment content and leaf area
Treatment | Chlorophyll a (mg·g-1 FW) | Chlorophyll b (mg·g-1 FW) | Chlorophyll (a+b) (mg·g-1 FW) | Chlorophyll a/b | Carotenoids (mg·g-1 FW) | Leaf area (cm2) |
---|---|---|---|---|---|---|
Blue light | 2.630* | 0.868* | 3.498* | 3.030 | 0.491 | 75.100* |
CK | 2.305 | 0.706 | 3.011 | 3.265* | 0.522 | 46.458 |
图2 油桃叶片气孔开放率(A)和气孔开放面积(B)的日变化统计分析图中不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
Figure 2 The statistical analysis of diurnal variation of stomatal opening rate (A) and stomatal opening area (B) of peach leavesDifferent lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level among treatments.
图3 一天中部分关键时刻油桃叶片的气孔形态观察(A), (C)和(E) 对照组油桃叶片分别在8:00、14:00和18:00的气孔形态; (B), (D)和(F) 补充蓝光条件下油桃叶片分别在8:00、14:00和18:00的气孔形态。
Figure 3 Observation of stomatal morphology of peach leaves at some critical moments in a day(A), (C) and (E) The stomatal morphology in the control of peach leaves at 8:00, 14:00 and 18:00, respectively; (B), (D) and (F) The stomatal morphology in the supplemental blue light of peach leaves at 8:00, 14:00 and 18:00, respectively.
图4 补充蓝光对果实发育时期油桃叶片和果实光合同化物积累的影响(A) 叶片果糖含量; (B) 叶片葡萄糖含量; (C) 叶片山梨醇含量; (D) 叶片总糖含量; (E) 果实果糖含量; (F) 果实葡萄糖含量; (G) 果实山梨醇含量; (H) 果实蔗糖含量; (I) 果实总糖含量。图中不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
Figure 4 Effects of supplementary blue light on photo-assi- milate in leaves and fruit during peach fruit development(A) The contents of fructose in leaves; (B) The contents of glucose in leaves; (C) The contents of sorbitol in leaves; (D) The contents of total sugar in leaves; (E) The contents of fructose in fruit; (F) The contents of glucose in fruit; (G) The contents of sorbitol in fruit; (H) The contents of sucrose in fruit; (I) The contents of total sugar in fruit. Different lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level among treatments.
图5 补充蓝光对果实发育时期油桃叶片和果实有机酸积累及果实糖酸比的影响(A) 叶片草酸含量; (B) 叶片琥珀酸含量; (C) 叶片柠檬酸含量; (D) 叶片总酸含量; (E) 果实草酸含量; (F) 果实琥珀酸含量; (G) 果实柠檬酸含量; (H) 果实酒石酸含量; (I) 果实总酸含量; (J) 果实糖酸比。图中不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
Figure 5 Effects of supplementary blue light on organic acid in leaves and fruit and the sugar and acid ratio of fruit during peach fruit development(A) The contents of oxalic acid in leaves; (B) The contents of succinic acid in leaves; (C) The contents of citric acid in leaves; (D) The contents of total acid in leaves; (E) The contents of oxalic acid in fruit; (F) The contents of succinic acid in fruit; (G) The contents of citric acid in fruit; (H) The contents of tartaric acid in fruit; (I) The contents of total acid in fruit; (J) Sugar and acid ratio of fruit. Different lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level among treatments.
[1] | 白宝璋, 张宪政 (1992). 植物生理学. 北京: 中国科学技术出版社. pp. 219. |
[2] | 包维楷, 冷俐 (2005). 苔藓植物光合色素含量测定方法——以暖地大叶藓为例. 应用与环境生物学报 11, 235-237. |
[3] | 车根, 刘晓, 窦同考 (2011). 太平洋嘎拉苹果果实风味评价. 山东农业科学 (1), 44-46. |
[4] | 陈根云, 陈娟, 许大全 (2010). 关于净光合速率和胞间CO2浓度关系的思考. 植物生理学通讯 46, 64-66. |
[5] | 崔瑾, 徐志刚, 邸秀茹 (2008). LED在植物设施栽培中的应用和前景. 农业工程学报 24(8), 249-253. |
[6] | 巩彪, 靳志勇, 刘娜, 刘世琦, 王秀峰, 艾希珍, 魏珉, 史庆华 (2016). 光质对紫背天葵生长、次生代谢和抗氧化胁迫的影响. 应用生态学报 27, 3577-3584. |
[7] | 郭从俭, 张新胜, 张万钦 (1996). 气孔性状对楸树生长及早期选择的影响. 河南农业大学学报 30, 65-71. |
[8] | 国志信 (2016). 红光对番茄光合作用启动过程的系统调控机制. 博士论文. 杭州: 浙江大学. pp. 20-24. |
[9] | 景艳军, 林荣呈 (2017). 我国植物光信号转导研究进展概述. 植物学报 52, 257-270. |
[10] | 李冬梅, 谭秋平, 高东升, 陈修德, 李玲 (2014). 光周期对休眠诱导期桃树光合及PSII光系统性能的影响. 应用生态学报 25, 1933-1939. |
[11] | 李俊芝, 王功帅, 胡艳丽, 陈学森, 毛志泉 (2014). 几种低分子量有机酸对连作平邑甜茶幼苗光合与根系生长的影响. 园艺学报 41, 2489-2496. |
[12] | 李勇, 朱更瑞, 方伟超, 闫顺杰, 赵佩, 赵娟 (2014). 桃设施栽培研究进展. 江苏农业科学 42, 162-166. |
[13] | 刘金豹 (2004). 加工苹果果实中糖酸和酚类物质研究. 硕士论文. 泰安: 山东农业大学. pp. 25-27. |
[14] | 刘庆, 连海峰, 刘世琦, 孙亚丽, 于新会, 郭会平 (2015). 不同光质LED光源对草莓光合特性、产量及品质的影响. 应用生态学报 26, 1743-1750. |
[15] | 刘士华, 吕国胜 (2011). 草莓果实成熟过程中糖、酸含量的动态变化. 安徽林业科技 37(5), 24-27. |
[16] | 刘晓英, 常涛涛, 郭世荣, 徐志刚, 陈文昊 (2010). 红蓝LED光全生育期照射对樱桃番茄果实品质的影响. 中国蔬菜 (22), 21-27. |
[17] | 刘张垒 (2014). 光质对黄瓜生长、生理特性、产量及品质的影响. 硕士论文. 泰安: 山东农业大学. pp.18-19. |
[18] | 彭小芮 (2016). 草莓果实发育过程糖积累差异及光质对糖代谢途径的影响. 硕士论文. 雅安: 四川农业大学. pp. 25-34. |
[19] | 蒲高斌, 刘世琦, 刘磊, 任丽华 (2005). 不同光质对番茄幼苗生长和生理特性的影响. 园艺学报 32, 420-425. |
[20] | 秦改花, 黄文江, 赵建荣, 邓盾, 周玉丽 (2011). 石榴果实的糖酸组成及风味特点. 热带作物学报 32, 2148-2151. |
[21] | 苏娜娜, 邬奇, 崔瑾 (2012). LED光质补光对黄瓜幼苗生长和光合特性的影响. 中国蔬菜 (24), 48-54. |
[22] | 孙娜 (2015). 光质对番茄生长、生理代谢及果实产量品质的影响. 硕士论文. 泰安: 山东农业大学. pp. 22. |
[23] | 王海波, 李林光, 陈学森, 李慧峰, 杨建明, 刘嘉芬, 王超 (2010). 中早熟苹果品种果实的风味物质和风味品质. 中国农业科学 43, 2300-2306. |
[24] | 王帅, 王海波, 王孝娣, 史祥宾, 王宝亮, 郑晓翠, 刘凤之 (2015). 红光和蓝光对葡萄叶片衰老与活性氧代谢的影响. 园艺学报 42, 1066-1076. |
[25] | 许大全, 高伟, 阮军 (2015). 光质对植物生长发育的影响. 植物生理学报 51, 1217-1234. |
[26] | 张欢, 徐志刚, 崔瑾, 谷艾素, 郭银生 (2010). 光质对番茄和莴苣幼苗生长及叶绿体超微结构的影响. 应用生态学报 21, 959-965. |
[27] | 郑洁, 胡美君, 郭延平 (2008). 光质对植物光合作用的调控及其机理. 应用生态学报 19, 1619-1624. |
[28] | 周成波, 张旭, 刘彬彬, 艾希珍, 毕焕改, 李清明 (2015). 补光光质对叶用莴苣光合特性的影响. 植物生理学报 51, 2255-2262. |
[29] | Kara AN, Kotov AA, Bukhov NG (1997). Specific distribution of gibberellins, cytokinins, indole-3-acetic acid, and abscisic acid in radish plants closely correlates with photomorphogenetic responses to blue or red light.J Plant Physiol 151, 51-59. |
[30] | McLachlan DH, Lan J, Geilfus CM, Dodd AN, Larson T, Baker A, Hõrak H, Kollist H, He ZS, Graham I, Mickelbart MV, Hetherington AM (2016). The breakdown of stored triacylglycerols is required during light-induced stomatal opening.Curr Biol 26, 707-712. |
[31] | Muneer S, Kim EJ, Park JS, Lee JH (2014). Influence of green, red and blue light emitting diodes on multiprotein complex proteins and photosynthetic activity under different light intensities in lettuce leaves (Lactuca sativa L.). Int J Mol Sci 15, 4657-4670. |
[32] | Zhang DY, Wang XH, Chen Y, Xu DQ (2005). Determinant of photosynthetic capacity in rice leaves under ambient air conditions.Photosynthetica 43, 273-276. |
[1] | 毛轩雯, 王志超, 阮心依, 孙靖菲, 张雅婷, 陆锦灏, 邵甜甜, 王娴, 肖佳敏, 肖莉, 叶梦瑶, 吴玉环, 刘鹏. 外源有机酸对铝胁迫下菊芋生理响应系统的调控效应[J]. 植物学报, 2023, 58(4): 573-589. |
[2] | 李晨, 刘建廷, 樊永信, 赵雪惠, 肖伟, 陈修德, 付喜玲, 李玲, 李冬梅. UV-B对设施桃叶片光合功能及叶绿体超微结构的影响[J]. 植物学报, 2022, 57(4): 434-443. |
[3] | 赵青平,马世凡,李芮茜,王田雨,赵翔. 拟南芥NPH3/RPT2-Like (NRL)家族蛋白在向光素信号转导通路中的作用研究进展[J]. 植物学报, 2020, 55(2): 240-253. |
[4] | 苑丹阳, 朱良军, 张远东, 李宗善, 赵慧颖, 王晓春. 吉林老白山鱼鳞云杉树轮蓝光强度和轮宽指数与气候响应关系随海拔变化的对比[J]. 植物生态学报, 2019, 43(12): 1061-1078. |
[5] | 刘娜娜,田秋英,张文浩. 内蒙古典型草原优势种冷蒿和克氏针茅对土壤低磷环境适应策略的比较[J]. 植物生态学报, 2014, 38(9): 905-915. |
[6] | 赵翔, 王琳丹, 李园园, 赵青平, 张骁. PHOT2介导拟南芥下胚轴向光弯曲调节子的筛选与鉴定[J]. 植物学报, 2014, 49(3): 254-261. |
[7] | 庞丽, 张一, 周志春, 丰忠平, 储德裕. 模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松不同家系根系分泌和磷效率的影响[J]. 植物生态学报, 2014, 38(1): 27-35. |
[8] | 傅晓萍, 豆长明, 胡少平, 陈新才, 施积炎, 陈英旭. 有机酸在植物对重金属耐性和解毒机制中的作用[J]. 植物生态学报, 2010, 34(11): 1354-1358. |
[9] | 高苏娟;谢修志;陈兆平;黄志刚;赵琦;王小菁. 蓝光调节高粱突变体har1 幼苗的去黄化反应[J]. 植物学报, 2009, 44(01): 69-78. |
[10] | 赵小英 秦玉芝 刘选明 唐冬英. 植物蓝光反应突变体分子生物学研究[J]. 植物学报, 2005, 22(01): 63-69. |
[11] | 孙琴 倪吾钟 杨肖娥. 有机酸在植物解铝毒中的作用及生理机制[J]. 植物学报, 2002, 19(04): 496-503. |
[12] | 王曼 王小菁. 蓝光、紫外光的受体及其对CHS表达诱导的研究[J]. 植物学报, 2002, 19(03): 265-271. |
[13] | 邓江明 蔡群英 潘瑞炽. 光质对水稻幼苗蛋白质、氨基酸含量的影响[J]. 植物学报, 2000, 17(05): 419-423. |
[14] | 王同朝, 李凤民, 王俊, 赵松岭, 卫丽. 分层供水施磷对春小麦光合性能、同化产物流向和水分利用效率的影响[J]. 植物生态学报, 1999, 23(2): 177-185. |
[15] | 韩兴国. 柠檬酸、葡萄糖和有机质对植物磷素吸收和土壤磷素形态的影响(英)[J]. 植物生态学报, 1996, 20(2): 97-112. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||