光质调控番茄植株生长及果实品质的机理研究

摘要

番茄(Lycopersicon esculentumMill.)是世界上最大的蔬菜作物之一，在我国设施蔬菜生产中占有重要地位。LED（Light-Emitting Diode）作为一种新型优质光源，可以根据植物的生长需要对发光光谱进行精确调控。进一步开展 LED 光质对作物的生长发育及果实品质的影响研究，对设施光环境调控和番茄优质高产栽培具有重要理论意义和应用价值。本研究采用5种不同光质LED：白光(对照， 447nm和551nm)、红光（630nm）、蓝光（450nm）、绿光（517nm）红/蓝 3:1（R3B1），研究了光质对番茄植株生长、果实品质的影响并初步探究了其调控机理，主要结果如下： 1. 与其他处理相比，红/蓝 3:1 组合光最有利于番茄幼苗生长，其壮苗指数、根冠比、光合能力均显著高于其他光质处理。其次是绿光，可以促进番茄幼苗茎的增粗，增加株高、鲜重和比叶面积。 2. 不同光质对番茄的果实营养品质影响显著。红光处理显著提高番茄果实可溶性糖含量和糖酸比，有利于番茄果实转色，提高果实品质。 3. 本试验共检测出芳香物质73种，主要为醇类、醛类、烷烃类、酮类和酯类。其中，醛类物质最多共有26种，其次是醇类15种。检测到主要特征效应化合物有8种：己醛、β-紫罗酮、1-戊烯-3-酮、反-2-己烯醛、2-异丁基噻唑、反-2-庚烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺-3-己烯醇。不同光质对番茄风味品质影响显著。红光处理提高了脂类物质的含量；蓝光对醇类物质的合成有促进作用；而绿光处理较有利于提高芳香物质的种类数。 4. 通过对红蓝光质处理下的番茄进行转录组测序分析，共鉴定得到249个miRNA，其中20个在红蓝光质处理下差异表达。进一步对差异表达的miRNA进行了靶基因预测，共找到的555个靶基因，其中发现已明确参与调节控制植物生长发育的关键基因miR156家族和抗逆调节基因 miR169 家族。红光处理下调了调节控制植物生长发育关键基因miR156家族的表达；蓝光处理抗逆调节基因miR169家族的表达上调。这说明这些基因的表达可能受到miRNA的调控，也说明miRNA参与了光调控过程。

目录

声明

符号说明

1 前言

1.1 自然光谱组成及其特性

1.2 光质对植物生长发育及生理特性的影响

1.3 miRNA的概况

1.4 LED光源及其在生产上的研究与应用

1.5 本研究的目的与意义

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验设计

2.3 测定项目与方法

2.4 miRNA测序

2.5 数据处理

3 结果与分析

3.1 不同光质对番茄幼苗生长的影响

3.2 不同光质对番茄幼苗叶片组织结构的影响

3.3 不同光质对番茄幼苗叶片光合作用的影响

3.4 不同光质对番茄果实营养品质的影响

3.5 不同光质对番茄果实风味品质的影响

3.6 红蓝光质处理下miRNA的测序与分析

4 讨论

4.1 不同光质对培育番茄壮苗的影响

4.2 不同光质对番茄果实营养品质的影响

4.3 不同光质对番茄果实风味品质的影响

4.4 miRNA在番茄光调控过程中具有重要作用

5 结论

参考文献

致谢

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