红蓝光质对番茄幼苗氮水平和代谢关键酶及基因表达的影响

采用LED(发光二极管)精量调制光源,以番茄品种‘SV0313TG’为试材,设置红光、蓝光和红蓝(3︰1)组合光处理,以白光处理为对照,测定番茄幼苗叶片中主要含氮物质(全氮、硝态氮、铵态氮、游离氨基酸、可溶性蛋白质)含量和氮代谢关键酶[硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、天冬酰胺合成酶(AS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)]活性及其基因表达。结果表明,红蓝组合光处理下硝态氮含量、NR和GDH活性及6种氮代谢关键酶的基因表达量显著高于对照和其他处理,可溶性蛋白含量明显高于红光和对照处理,但与蓝光处理无显著差异;与对照和其他处理相比,蓝光处理下铵态氮和游离氨基酸含量显著升高,NR、NiR、GS和GOGAT活性及NR、NiR、GS2、FdGOGAT和LEAS1相对表达量显著高于对照;与对照相比,红光显著降低了全氮含量,NiR、GOGAT、GDH和AS活性及GDH1表达量均受到抑制。综上,与对照相比,红光处理降低了番茄幼苗叶片全氮含量和部分氮代谢酶活性;蓝光处理则提高了游离氨基酸和铵态氮含量;红蓝组合光能够提高氮代谢相关酶转录水平和部分关键酶活性,进而促进氮素吸收并向可溶性蛋白转化。可见,适宜比例的红蓝组合光可促进番茄幼苗氮的同化及转化氮的吸收,加速物质积累,进而促进番茄幼苗生长。     

氮钾互作对番茄叶片碳氮代谢及产量和品质的影响

在温室基质栽培条件下，以番茄材料A20为试材，采用2因素5水平响应面中心复合设计，研究不同的氮钾营养组合处理对番茄单株产量、果实品质及叶片碳氮代谢产物和酶活性的影响。结果表明，随着氮营养的增加（74～414 mg · L^-1范围内），番茄叶片碳氮代谢产物和酶活性均呈先上升后下降趋势；随着钾营养的增加（101～525 mg · L^-1 范围内），番茄叶片糖含量和蔗糖磷酸合成酶（SPS）、酸性转化酶（AI）、中性转化酶（NI）活性呈增加趋势，而氮代谢产物和蔗糖合成酶（SS）、硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）活性呈先上升后下降趋势。通过建立各指标与氮钾二因子的二次回归方程发现，氮钾营养是影响番茄叶片氮代谢和碳代谢的主要因子，氮钾互作对叶片游离氨基酸含量和谷氨酰胺合成酶活性影响显著。相关性分析显示番茄产量、品质与叶片碳氮代谢之间具有较高的相关性，氮钾共同作用于番茄叶片的碳氮代谢过程，进而影响番茄产量和品质。综合分析试验结果，当营养液氮营养为300～350 mg · L^-1、钾营养为370～520 mg · L^-1 时，番茄叶片碳氮代谢旺盛，产量和品质达到较高水平。     

黄瓜富氢水浸种对低温下幼苗光合碳同化及氮代谢的影响

为探明外源氢气（H2）对低温下黄瓜幼苗光合碳同化及氮代谢的影响,以‘津优 35 号’黄瓜为试材,将种子分别用饱和富氢水（HRW,H2 供体）和去离子水（对照,Control）浸种 8 h,常温下育苗,幼苗长至 2 叶 1 心时移至光照培养箱中进行低温（昼/夜温度 8 ℃/5 ℃）处理。结果表明：低温抑制黄瓜幼苗的生长,造成叶片光合色素含量、光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、光下实际光化学效率（ΦPSⅡ）、PSⅡ。最大光化学效率（Fv/Fm）、光下最大天线转换效率（Fv′/Fm′）、核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性和根系活力逐渐降低,而胞间 CO2 浓度（Ci）和初始荧光（F0）趋于升高。此外,低温胁迫诱导了黄瓜幼苗碳代谢关键酶蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性,总糖、蔗糖含量有所升高,淀粉含量显著下降,同时发现,低温下叶片的硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）活性及总氮、铵态氮含量先升高后降低,硝态氮含量略有升高。富氢水浸种的黄瓜幼苗各指标的变化趋势与对照一致,但低温胁迫过程中除 Ci 和 F0显著低于对照外,其余指标多显著高于对照,说明外源 H2 可以通过提高黄瓜幼苗光合关键酶活性,减轻光抑制,维持较高的碳、氮代谢水平,进而增强对低温胁迫的耐性。     

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。     

板栗果实糖和淀粉积累及相关酶活性关系的研究

 以6年生板栗‘3113’为试材,采用比色法对果实发育过程中可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量及相关酶活性的相互关系进行了研究。结果表明：果实横、纵径生长规律呈双“S”型,单苞质量呈“S”型曲线。可溶性总糖含量呈上升趋势,蔗糖含量呈下降趋势;淀粉含量呈单峰曲线。蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性在花后60 d达到峰值,之后趋于下降,与蔗糖含量变化趋势吻合;ADPG焦磷酸化酶（AGPPase）、水溶性淀粉合成酶（SSS）、颗粒结合型淀粉合成酶（GBSS）的活性均呈单峰曲线,但最高峰的时间略有差异。相关分析表明,可溶性淀粉与可溶性总糖呈极显著的正相关,相关系数为0.978;SS和SPS活性与蔗糖存在极显著正相关,相关系数分别为0.905和0.892;可溶性淀粉含量与SSS活性呈显著正相关,与GBSS活性呈极显著正相关,相关系数分别为0.764和0.883。     

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。     

光质对苦瓜幼苗形态建成及碳氮代谢的影响

为探究培育苦瓜壮苗的最适光源,设置红光(R)、蓝光(B)、红蓝光(R1B2)、红蓝光(R2B1)4个处理,以白光(W)为对照,研究不同光质照射对苦瓜幼苗形态建成、光合特性、碳氮代谢的影响。结果表明,与W相比,R促进苦瓜幼苗高度的增加,抑制茎的横向加粗,B的作用与之相反;R2B1的总叶面积、全株干质量、壮苗指数、净光合速率和水分利用效率最大,B的蒸腾速率和气孔导度值最大,水分利用效率最低,R的净光合速率值最低,胞间CO_2浓度最高。与W相比,R2B1的总糖、淀粉含量最大,RUBPcase、SPS、SS活性最高,W的蔗糖含量最高。B的叶片全氮、游离氨基酸、可溶性蛋白含量最高,较对照分别增加27.88%、37.92%、30.54%,R1B2次之,但GS和GOGAT活性以R1B2最高,NR活性以R2B1最高。另外,在红蓝组合光中,增加红光比例可以促进苦瓜幼苗叶片碳代谢的加强,而增加蓝光比例可以促进苦瓜幼苗叶片氮代谢的加强。综上所述,R2B1处理的苦瓜幼苗最符合壮苗标准,且净光合速率最大、水分利用率最高、碳代谢最强且氮代谢水平较高。     

不同光源对4种蔬菜幼苗生长发育的影响

为了解不同光源或光源组合对茄子、辣椒、番茄、黄瓜幼苗生长发育的影响,基于4种基本光源,以白光为对照,比较分析了不同光源处理下蔬菜幼苗植株的壮苗指数、叶片数、叶面积、根系活力和花蕾大小。结果表明:红蓝光源有利于提高4种蔬菜幼苗的壮苗指数;茄子、辣椒、番茄和黄瓜叶片数分别在黄光或4白2红2黄、2白4红2黄、红蓝光和黄光光源下最多;茄子、番茄和黄瓜幼苗的叶面积在红蓝光源下最大,而辣椒幼苗在红光光源下叶面积最大;茄子、辣椒、番茄和黄瓜根系活力分别在白光、4白2红2黄、红蓝光和2白4红2黄光源下最强;红光、黄光和红蓝光源可在一定程度上分别促进辣椒、番茄和黄瓜幼苗的提前现蕾开花,尤以红蓝光源效果最为明显。对番茄、茄子、辣椒和黄瓜育苗来说,最好的补光选择为红蓝光源,其次分别为黄光光源、白光光源、4白2红2黄光源和红光光源。     

短期夜间亚低温及恢复对番茄光合作用和蔗糖代谢的影响

 为了明确番茄叶片光合作用及蔗糖代谢对夜间亚低温的响应机制,系统研究了9 ℃夜间亚低温及其恢复对番茄净光合速率、各器官干物质量、碳水化合物积累、蔗糖代谢酶活性的影响。结果表明：9 ℃夜间亚低温降低了番茄净光合速率和各器官的干物质量,增加了淀粉、果糖、葡萄糖、蔗糖和总糖的含量;抑制了番茄中酸性转化酶（AI）、中性转化酶（NI）、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性;夜间9 ℃亚低温处理6 d内,在15 ℃适温恢复9 d时番茄光合速率、各器官干物质量、淀粉、果糖、葡萄糖含量等均可恢复到对照水平,但处理9 d时再恢复9 d,光合速率、淀粉和果糖含量、SS活性均未能恢复到对照水平,特别是处理6 ~ 9 d时再恢复9 d,蔗糖、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性均未恢复到对照水平,且亚低温处理时间越长恢复所需时间越长。从蔗糖和淀粉含量分别与净光合速率和SPS活性呈极显著负相关关系的结果看,夜间亚低温导致的净光合速率的降低可用“光合末端产物的反馈抑制”来解释,说明源叶中光合末端产物的积累可能是光合效率降低的直接原因之一。     

有机碳肥对叶用莴苣生长品质及碳氮代谢酶活性的影响

为探究有机碳肥在水培叶用莴苣应用上的最佳叶面喷施浓度，以全年耐抽薹生菜为试材，设置1 600、1 200、800、400倍液浓度水平，以清水作对照，研究叶面喷施不同浓度液态有机碳肥对叶用莴苣生长、品质以及碳、氮代谢相关酶活性的影响。结果表明：叶面喷施液态有机碳肥对水培叶用莴苣的生长具有促进作用，提高了碳、氮代谢相关酶的活性。其中，1 200倍液处理的效果最佳，叶用莴苣株高、最大叶长、最大叶宽、地上部及根鲜干质量、总叶绿素含量、VC含量、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性、硝酸还原酶（NR）活性、谷氨酰胺合成酶（GS）活性、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性、谷氨酸合成酶（GOGAT）活性、地上部氮积累量均显著高于对照。     

低温胁迫下番茄嫁接苗根穗互作对叶片光合作用及氮代谢的影响

为探讨番茄根系与接穗及其互作效应对嫁接苗耐冷性的影响,以耐冷番茄‘060112’（R）和冷敏感番茄‘060911’（S）为试材,采用靠接法进行嫁接,组成双根/双穗嫁接苗RS/RS,嫁接苗成活后,通过断根或断穗,形成6个根/穗处理（R/R、R/RS、R/S、S/R、S/RS、S/S）,置于光强22 klx、光周期12 h/12 h的光照培养箱内,测定0 d和昼夜温度10 ℃/3 ℃低温胁迫9 d及25 ℃/ 15 ℃常温恢复3 d过程中嫁接苗叶片光合参数及氮代谢相关指标的变化。统计分析表明,低温胁迫降低了番茄嫁接苗叶片色素、水分含量及光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）,但以R为根系嫁接苗（R/R、R/RS、R/S）降幅显著小于S根系嫁接苗（S/R、S/RS、S/S）,相同根系嫁接苗相关指标则以R为接穗的叶片较高,S接穗较低,RS接穗居中,表明低温胁迫下R根系或R接穗嫁接苗光合同化力显著高于S。低温胁迫使各处理嫁接苗叶片硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合酶（GOGAT）等氮代谢关键酶活性显著降低,游离氨基酸和NH4+-N含量显著升高,而NO3--N含量则降低,但除NH4+-N含量外,均以R为根系或R为接穗嫁接苗的叶片较高,S较低,RS居中,表明低温胁迫下耐冷性强的R根系嫁接苗氮同化力显著高于S根系,且相同根系又以R接穗嫁接苗叶片氮同化力显著高于S接穗。具“RS”双接穗的嫁接苗,以R接穗叶片的光合与氮同化力显著高于S接穗,且根穗互作效应的P值小于0.05或0.01,表明根、穗对嫁接苗光合作用与氮代谢存在显著或极显著的互作效应。     

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。     

水肥耦合对温室无土栽培黄瓜氮代谢的影响

 以黄瓜‘中农19号’为材料,研究了温室无土栽培条件下水肥耦合对几种氮代谢酶及相关物质含量的影响。设3种单株灌水量水平：87 L（W1）、125 L（W2）、162 L（W3）,3种单株施肥量水平：64 g（F1）、92 g（F2）、119 g（F3）。试验结果表明,灌水量处理对植株叶片硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性及硝态氮和可溶性蛋白质含量的正影响显著,在F1施肥水平下,W1的几种氮代谢指标高于W2和W3;在F2和F3施肥水平下,W2的灌水量水平最好。施肥量处理对NR、GS、GOGAT、GDH活性及硝态氮和可溶性蛋白质含量的正影响皆达到极显著水平,在相同灌水量水平下,F3 > F2 > F1。灌水量和施肥量2因素之间有显著的互作效应。从相关分析上看氮代谢酶活性及相关物质含量与黄瓜产量及果实中硝酸盐、游离氨基酸、可溶性蛋白质及可溶性糖含量之间呈显著的正相关。     

赤霉素对根区亚低温下黄瓜幼苗氮代谢与吸收的影响

为了探讨赤霉素（GA）对根区亚低温下黄瓜幼苗氮（N）吸收的影响机理,以营养液栽培的‘中农26’黄瓜为试材,研究了根施GA3对根区亚低温（16 ℃）胁迫下幼苗硝态氮（NO3--N）吸收速率、N代谢关键酶活性、NO3--N与总游离氨基酸含量、NO3--N转运蛋白（NRT）和N代谢酶的编码基因表达的影响。结果表明,在根区亚低温条件下,与未施用GA3的对照相比,施用5 μmol · L-1 GA3使黄瓜幼苗根系的15NO3-吸收速率显著提高,CsNRT1基因的表达水平也主要呈逐步增加的趋势,同时硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性与相应的编码基因的表达水平也主要呈逐步增加的趋势,而NO3--N和总游离氨基酸含量呈现先下降后上升的变化趋势。表明外源GA3通过促进N代谢,增加N需求的方式,提高了黄瓜在根区亚低温下的N吸收速率。     

不同光质补光对黄瓜、辣椒和番茄幼苗生长及生理特性的影响

 采用新型半导体光源精确调制光质(红光、黄光、绿光、红蓝组合光和蓝光),对大棚内的黄瓜‘中农21’和‘中农27’,辣椒‘巨无霸5号’和‘镇研六号’,番茄‘荷兰红粉’和‘以色列虹丰’进行定时补光。研究结果表明,不同光质补光对3种蔬菜共6个品种幼苗生长影响显著且存在差异,总体认为,补充红光和红蓝光使幼苗茎粗、鲜样质量和干样质量以及壮苗指数均显著高于对照（无补光处理）,黄瓜‘中农21’、番茄和辣椒的可溶性糖含量也显著提高。在蓝光处理下,辣椒‘巨无霸5号’壮苗指数和干样质量均达到最大且显著高于对照。红光或黄光显著提高黄瓜、番茄‘以色列虹丰’的叶绿素和类胡萝卜素含量。