红蓝光质对转色期间番茄果实主要品质的影响

采用LED精量调制光源,以番茄品种‘Micro-Tom’为试材,设置红光(R)、蓝光(B)和红蓝组合光3︰1(3R1B)3个处理,以白光(W)为对照,研究红蓝光质对转色期间番茄果实主要品质及番茄红素生物合成关键酶基因表达的影响。结果表明,与对照相比,红光和3R1B处理可显著提高番茄果实可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量;蓝光下维生素C、可溶性蛋白和可滴定酸含量明显升高,可溶性糖含量较低,但与对照差异不明显。随着果实成熟,红光和3R1B处理下番茄红素含量及牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)和八氢番茄红素合成酶(PSY)基因的表达量显著高于蓝光和对照,尤以3R1B处理最明显;蓝光则显著降低了番茄红素含量,GGPS和PSY1表达受到抑制。综上,蓝光能够促进维生素C、蛋白质和有机酸含量增加;红光和红蓝组合光则有利于碳水化合物的积累,且通过提高番茄红素生物合成关键酶基因GGPS和PSY1的转录水平和活性,促进番茄红素合成,尤以3R1B处理最佳。说明适宜比例的红蓝组合光有利于番茄果实转色,提高果实品质。     

基于蛋白质组学研究红光对番茄果实糖代谢的影响

以‘Micro-Tom’番茄（Solanum lycopersicum L.）为试材,待种子发芽后30 d移入光质实验室,分别用红光和白光（对照）处理植株,在果实绿熟期、转色期、成熟期取样,测定果实可溶性糖含量,进行蛋白质组学分析。结果表明,在果实发育过程中红光处理的番茄果实可溶性糖含量显著高于对照。蛋白组数据显示,与白光对照相比,在绿熟期,红光处理的番茄果实有46个差异蛋白,其中4个与糖代谢有关;在转色期鉴定出134个差异蛋白,其中4个与糖代谢有关;在成熟期鉴定出65个差异蛋白,其中7个与糖代谢有关。在15个与糖代谢有关的差异蛋白中,9个上调表达,6个下调表达。对差异蛋白进行mRNA水平的验证,发现只有甘油醛–3–磷酸脱氢酶（GAPN）、乙酰辅酶A羧化酶（ACACA）在蛋白质和mRNA水平表达不一致,其他蛋白在两个水平表达一致,这说明转录水平并不总是与翻译水平一致。由此可见,红光处理通过影响一些与糖代谢有关的基因和蛋白来正调控番茄果实糖含量。     

外源ALA促进番茄糖酸品质及挥发性物质含量的作用研究

为探究5–氨基乙酰丙酸(ALA)对番茄果实风味品质的影响,以番茄(Solanum lycopersicum)‘原味1号’品种为试材,向绿熟期果实表面涂抹浓度分别为0(对照)、100、200 mg·L~(-1)的ALA溶液,研究其对果实成熟过程中糖、酸组分及挥发性物质成分和含量的影响。结果表明:200 mg·L~(-1)外源ALA能够促进番茄果实成熟,使果实成熟期提前4 d,并显著增加了果实中果糖、葡萄糖和可溶性总糖含量,降低酒石酸、柠檬酸、草酸、奎宁酸、莽草酸和总有机酸含量,从而显著提高果实糖酸比。在番茄果实中共检测出96种挥发性物质,包括35种醇类、25种醛类、12种烃类、9种酮类、6种酯类、5种酚类和4种其他类物质;0(对照)、100、200 mg·L~(-1) ALA处理中挥发性物质总含量分别为:1 065.72、1 478.60和2 374.50μg·kg~(-1)。其中,200 mg·L~(-1) ALA处理可提高果实中醇类、醛类、烃类、酮类、酯类、酚类和其他类挥发性物质的总含量,100 mg·L~(-1) ALA处理可提高果实中醇类、酮类、烃类和其他类挥发性物质的种类。共检测出10种番茄果实特征挥发性物质,其中200 mg·L~(-1) ALA处理中特征挥发性物质含量最高,为1 074.78μg·kg~(-1)。综上,在番茄果实成熟过程中施用适宜浓度的外源ALA(200 mg·L~(-1))不仅能够增强果实的风味品质,还能提前番茄的成熟期。     

不同光源对“美人酥”红梨果实品质的影响

以普通日光灯白光(W)为对照,研究了LED红光(R)、蓝光(B)、红光+蓝光(1RB)、2红光+蓝光(2RB)、4红+2蓝+1绿(RBG)、6红+1蓝+1白(RBW)和UVB(紫外B)光源对“美人酥”红梨果实转色过程中果实品质的影响.结果表明:不同光质照射离体脱袋果实25 d,花青苷合成效应依次为UVB＞ B＞ 2RB＞ W＞1RB＞ RBW＞ RBG＞ R;不同光质对果皮PAL的含量均与花青苷含量不呈正相关;1RB促进果实可溶性蛋白含量的效果最佳;UVB对果实中可滴定酸含量的影响最大;RBW和UVB能显著增强“美人酥”果实的可溶性糖含量.因此,可通过照射UVB或红蓝组合的光源来提高红梨“美人酥”果实转色期的果实品质.     

LED补光组合对大棚越橘生长发育的影响

以2年生南高丛越橘‘Emerald’为材料，以大棚内自然光作为对照，研究LED光源的红蓝光（3︰1和6︰1）、紫外光（UVA）对植株长势、叶片光合作用、碳氮代谢、开花基因表达及开花率、果实品质的影响。结果表明：红蓝光组合处理下‘Emerald’的植株营养生长较旺盛，株高、1年生枝条长度和粗度显著高于对照。此外，红蓝光（6︰1）处理下叶片的叶绿素相对含量、比叶重和净光合速率均显著提高。红蓝光组合也可诱导植株开花，开花基因FT表达量和开花率明显高于对照。紫外光下叶片的氮含量、开花率及FT基因表达量显著高于对照。不同光质组合补光对‘Emerald’的果实品质有显著影响，红蓝光（3︰1）处理下果实的质量、横纵径、可溶性固形物、可溶性糖、花青素含量和糖酸比均高于对照。总之，不同光质补光会促进越橘‘Emerald’的生长发育，红蓝光6︰1组合对促进营养生长作用相对较大，红蓝光3︰1组合对提高果实品质效果较好。紫外光虽能改变植株形态和促进开花，但果实品质提高效果较红蓝光处理稍弱。     

番茄果实成熟期相关性分析及QTL定位

以晚熟番茄13592和早熟番茄13493杂交的F2为试材,进行果实成熟期相关性分析,用SSR和AFLP构建遗传连锁图谱,并进行QTL分析。结果表明:成熟期(MS)与白熟至转色期(WT)呈极显著的正相关,与转色至成熟期(TM)呈显著正相关,而与始花至白熟期(FWS)呈极显著的负相关。始花至白熟期(FWS)与白熟至转色期(WT)呈极显著的负相关,与转色至成熟期(TM)呈显著负相关。利用数量性状基因的完备区间作图方法(ICIM)进行QTL分析,共检测出21个与番茄果实成熟期相关的QTLs。其中控制转色至成熟期(TM)的QTLs有14个,控制开花至白熟期(FWS)的QTLs有5个,控制成熟期(MS)和白熟至转色期(WT)的QTL各1个。     

K~+、Mn~(2+)对番茄果实中番茄红素积累及其关键酶基因表达的影响

为探讨利用外源物质调控番茄果实中番茄红素积累的机制,以高代自交系番茄为材料,进行K~+、Mn~(2+)处理后对其果实不同转色期的番茄红素及其相关酶的基因表达量进行动态监测。结果表明:K~+处理下的番茄红素含量在果实进入半熟期后积累迅速,至完熟期明显高于对照,K~+处理下各种酶基因表达量的变化与番茄红素含量积累规律一致,在果实发育坚熟期至完熟期PSY1(八氢番茄红素合成酶1)、PSY2(八氢番茄红素合成酶2)、PDS(八氢番茄红素脱饱和酶)、ZDS(ζ-胡萝卜素脱饱和酶)基因的表达量增加,该阶段的番茄红素含量也迅速积累;Mn~(2+)处理下果实番茄红素含量一直低于对照,其番茄红素积累迅速期在果实坚熟期至完熟期,Mn~(2+)处理下果实转色5个时期的PDS、ZDS基因表达量均明显低于对照。Mn~(2+)抑制了PDS、ZDS的表达从而降低了番茄红素含量的积累;然而,Mn~(2+)处理下番茄果实坚熟期至完熟期PSY1、PSY2基因表达量迅速升高,促使番茄红素含量在该阶段迅速积累。本研究说明番茄果实发育坚熟期至完熟期可通过K~+调控而使该阶段的番茄红素含量迅速积累,可通过使用外源物质来调控番茄果实中番茄红素的含量。     

加工番茄果实糖分含量的变化

以加工番茄为试材对番茄果实不同发育阶段各果穗的葡萄糖、果糖和蔗糖含量变化进行测定。结果表明:在番茄果实不同生育期、不同果穗的糖含量不同,各果穗的葡萄糖和果糖在绿熟期含量最低,至果实成熟期含量达到最高,蔗糖含量在绿熟期至转色期时一直增大然后慢慢下降;同一果穗糖分的组成果糖最高,葡萄糖次之,蔗糖最少;不同品种的加工番茄在不同生育时期果实糖含量变化有所不同。     

番茄绿果与红果颜色性状遗传的研究

以绿果番茄‘绿樱’和红果番茄‘TTD1003A’为亲本材料,构建4个世代P_1、P_2、F_1和F_2遗传群体,采用标准比色卡,对成熟果实的果色、果皮色、果肉色和胎座胶状物质颜色进行观察分析。结果表明:在F_2代分离群体中,果色分离比例为,红︰棕︰黄︰绿=9︰3︰3︰1;果皮色为,黄色︰透明=3︰1;果肉色为,红︰浅黄︰浅绿=12︰3︰1,即果色、果皮色和果肉色的遗传符合孟德尔遗传规律,且分别由两对、一对和两对核基因控制;果实绿色相对果实红色为隐性,果皮透明相对果皮黄色为隐性,果肉浅绿色相对果肉红色为隐性,果皮与果肉颜色独立遗传。同时,运用色差仪测定果实表面颜色的L值、a值和b值,计算色光值后,运用植物数量性状主基因+多基因遗传分析法分析得出:番茄果实绿色对红色的遗传可能符合两对加性—显性—上位性主基因+加性—显性多基因遗传(MX2-ADI-AD),其中两对主基因均以加性效应为主,第一对主基因的加性作用更为明显。在F_2代中,色差仪测定指标的主基因遗传率为76%~89%,而多基因遗传率接近0,即该组合控制果色性状的主基因遗传力很高,多基因遗传力很低,对番茄果色的选择应在分离早期世代进行。     

红蓝LED光全生育期照射对樱桃番茄果实品质的影响

采用红蓝组合LED光源全生育期照射植株,研究不同配比的红蓝光对樱桃番茄果实品质的影响。结果表明:蓝光占60%时,单果质量和单株果数都显著大于其他处理,蓝光比例增大促进果实中番茄红素、可溶性固形物、游离氨基酸和类黄酮的形成,提升糖酸比值;红光比例增大促进果实中可滴定酸的形成;蓝光所占比例为50%时,果实中可溶性蛋白含量较高,比例提高到60%时蔗糖、可溶性糖、VC含量较高;而蓝光所占比例为25%时果实中番茄红素、可溶性固形物、可溶性蛋白含量较低,且可溶性糖、蔗糖、游离氨基酸、花青素的含量都较低。说明樱桃番茄果实品质明显受光质的调控,在一定范围内,红蓝光比值对果实营养品质的影响无质的差异,当蓝光所占比例较大时,有利于营养物质的积累,蓝光占25%时不利于果实品质的提高,蓝光占60%较有利于果实品质的提高。     

红蓝绿LED 延时补光对日光温室番茄育苗的影响

以番茄品种辽园多丽为试材，选择白光（W）及红光（R）、蓝光（B）、绿光（G）3 种LED 光源组成6 种不同比例组合光R9B1（9∶1，灯的数量比，下同）、R8B2、R7B3、R9G1、R8B1G1、R7B2G1，研究不同LED 光源延时补光对冬春季日光温室番茄幼苗生长的影响。结果表明：补照LED 光源不同程度地促进了番茄幼苗的生长，其中R7B2G1 的效果最为显著，与不补光对照相比，茎粗增加27.42%，全株鲜质量和干质量分别提高17.84%、30.91%，壮苗指数提高57.61%；幼苗根系活力、叶绿素含量与净光合速率、叶片可溶性糖含量等也显著提高。综上，在红蓝光源的基础上增加一定比例的绿光，能显著促进番茄幼苗生长。     

乙烯与脂氧合酶在番茄果实香气合成中的作用

通过对番茄成熟突变体和野生型果实香气物质、乙烯释放量、氢过氧化物裂解酶(HPL)、脂氧合酶(LOX)活性及基因表达的测定,明确LOX与乙烯在番茄果实香气物质合成中的作用。以番茄成熟突变体rin、nor、cnr、nr(均为乙烯合成缺陷突变体)、hp-1(高色素突变体,乙烯生成正常)和野生型Ailsa Craig(AC)为试材,分别在果实破色期(0 d)、破色3 d(3 d)和破色7 d(7 d)取果实,测定香气物质、乙烯释放量、LeHPL基因表达、LOX活性和TomloxC基因表达。结果表明,随着果实的成熟,4种乙烯合成突变体果实中的香气物质种类和含量与野生型AC相比均减少,但突变体hp-1果实中香气物质与AC无显著差异;rin、nor、cnr突变体中不产生乙烯,nr中产生少量乙烯,hp-1和AC果实中能正常生成乙烯;除AC果实外,突变体rin、nor、cnr果实中LOX酶活性和TomloxC基因表达水平均较低,而在hp-1和nr破色7 d果实中酶活性和基因表达量均最高;Le HPL表达量在AC和hp-1果实中随果实成熟显著增加,在nor破色7 d显著高于破色期(0 d)和破色3 d的,而在cnr、rin和nr破色7 d均显著下降。在乙烯合成缺陷突变体果实中香气物质种类和含量较野生型减少,且不能合成乙烯或合成少量乙烯,同时LOX酶活性降低,TomloxC及LeHPL表达下降,表明番茄果实香气物质合成的LOX途径是依赖乙烯的过程。     

不同补光时长对日光温室番茄生长、产量及品质的影响

在日光温室条件下,以LED植物生长灯(红蓝光比例7∶2)为补光光源,以不补光为对照,研究不同补光时长(1、2、3 h)对番茄生长、产量及品质的影响。结果表明:与对照相比,补光2 h和3 h均能明显提高番茄的株高、茎粗和叶面积;补光3 h能够显著提高番茄的单果质量、单株结果数、产量,以及果实VC、可溶性糖含量及糖酸比,产量增加7.0%,每667 m~2利润增加528.9元。综上所述,补光3 h对促进番茄生长、提高产量及改善果实品质的效果最好。     

光质对番茄幼苗碳氮代谢及相关酶活性的影响

采用LED光源,研究了白光（对照）、红光、蓝光、紫光和红蓝（3︰1）组合光对番茄幼苗生长、碳氮代谢及相关酶活性的影响。结果表明：与白光相比,紫光明显抑制幼苗生长,红光抑制幼苗,尤其是其地下部的生长,红蓝组合光下幼苗干物质积累量及壮苗指数最高;在紫光下叶片净光合速率（Pn）、RuBP羧化酶活性、总糖和淀粉含量最低,红蓝组合光下最高;红光和紫光下转化酶的活性较高;红、蓝、紫、红蓝组合光均显著提高蔗糖合成酶（SS）活性,以红蓝组合光更明显,但红、蓝、紫光显著降低蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性;红光显著降低了硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性,蓝、紫、红蓝组合光则显著提高了GS、GOGAT活性以及叶片游离氨基酸和可溶性蛋白含量。总之,红蓝组合光有利于番茄幼苗生长,促进碳同化及总糖和淀粉积累,提高氮代谢相关酶活性及可溶性蛋白和游离氨基酸含量。     

光质对辣椒幼苗生长、光合特性及氮代谢的影响

光是植物生长发育的必需条件,为探究光质对辣椒幼苗生长发育的影响,以兴蔬215为试材,分别给予红蓝光(RB=3∶1)、红蓝紫光(RBP=3∶1∶1)、红蓝绿光(RBG=3∶1∶1)、红蓝近红外光(RBF=3∶1∶1)4种不同光质处理,以白光处理为对照(CK),测定并分析了不同光质对辣椒幼苗形态、叶片叶绿素含量、光合特性、叶绿素荧光和氮代谢的影响。结果表明,RBP处理下辣椒幼苗的株高和地上部干、鲜质量最高,同时地下部干、鲜质量均显著高于对照及其他处理。RB、RBG和RBP处理均不同程度地提高了辣椒幼苗叶片的净光合速率,其中RB处理较对照增加幅度最大。RB处理的非光化学淬灭系数(NPQ)显著高于对照及其他处理,RBP处理的单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、被单位反应中心捕获的光能(TR_o/RC)、单位反应中心用于电子传递的能量(ET_o/RC)显著高于对照和其他处理。RBF处理下的硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著高于对照。综上,RBP处理显著提高了辣椒幼苗叶片吸收、捕获光量子的能力,增加用于电子传递的能量,优化光能分配,增强电子传递的能力,进而提高了辣椒幼苗地上部和地下部干物质积累;结合形态指标和叶绿素荧光的综合表现,在红蓝光基础上增加紫光对辣椒幼苗生长最为有利。     

番茄绿熟期果实硬度与果皮结构及果胶含量的关系

比较硬果型番茄TS330 和软果型番茄A57 不同发育阶段的果实硬度变化，结果表明：绿熟期、转色期、红熟期TS330 果实硬度均显著高于A57，其中绿熟期果实硬度差异最大。绿熟期TS330 果皮细胞壁厚度、细胞致密度（单位厚度的细胞层数）和果胶含量显著高于A57。TS330、F₁（TS330×A57）、A57 绿熟期果实硬度依次为26.86、21.09、19.11 kg ·cm^-2。番茄果实硬度与果皮细胞致密度（相关系数0.96）、果胶含量（相关系数0.99）密切相关。TS330×A57 的F₂ 果实硬度 趋向正态分布，表明果实硬度受多位点控制。