盐胁迫下不同红光与远红光比例对番茄果实品质的影响

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土壤盐渍化严重制约设施番茄生产,显著降低果实品质。光质不仅参与调控设施蔬菜生长发育,还能有效缓解盐胁迫伤害。如何通过光质调控实现番茄高产优质生产,是现阶段设施番茄生产亟需解决的问题。本研究以番茄“Micro Tom”为试材,研究了不同红光和远红光比例(R:FR)对盐胁迫下番茄植株的生长、果实外在和内在品质的影响,并利用代谢组学解析番茄果实的差异代谢物和差异代谢通路,旨在基于代谢组学揭示不同R:FR对盐胁迫下番茄果实品质的调控机制。主要结果如下:1.R/FR显著影响盐胁迫下番茄植株的生长发育和干物质积累。与对照相比,低R:FR显著提高番茄株高、总叶面积、全株干重和鲜重,盐胁迫显著降低番茄总叶面积、全株干重和鲜重。与盐胁迫相比,添加低R:FR后,番茄植株的株高、总叶面积和全株干重分别显著增加13.54%、85.93%和37.19%。说明盐胁迫显著抑制番茄植株生长和干物质积累,而添加低R:FR能显著缓解盐胁迫带来的不良影响。2.R/FR显著影响盐胁迫下番茄果实外在和内在品质。与对照相比,低R:FR显著提高番茄果实中果糖、蔗糖、番茄红素、维生素C、总酚和类黄酮的含量,但显著降低番茄果实硬度、有机酸、硝酸盐和亚硝酸盐含量;盐胁迫显著降低番茄果实的单果重、可溶性糖、番茄红素和有机酸含量,但显著增加果糖和蔗糖含量。与盐胁迫相比,添加低R:FR后,番茄果实中可溶性固形物、可溶性糖、番茄红素、维生素C和类黄酮含量分别增加25.84%、6.88%、27.69%、42.86%和22.90%,但果实硬度和亚硝酸盐含量分别显著降低11.4%和24.91%。说明盐胁迫显著降低番茄果实品质,而添加低R:FR有利于番茄果实品质形成。3.通过代谢组学分析不同R:FR和盐胁迫下番茄果实,共筛选获得42个差异代谢物和12条差异代谢通路。盐胁迫显著升高木糖酸内酯、衣康酸、3-羟基丁酸、异柠檬酸、反丁烯二酸乳酸清、胸腺嘧啶和尿嘧啶的相对含量,但是显著降低α-酮戊二酸、α-d-葡萄糖、甘露醇、双磷酸葡萄糖醛酸和氨基葡萄糖的相对含量;降低R:FR显著升高α-d-葡萄糖、双磷酸葡萄糖醛酸、木糖酸内酯、甘露醇、柠康酸、衣康酸、3-羟基丁酸、异柠檬酸、乳酸清、胸腺嘧啶、尿嘧啶和反丁烯二酸的相对含量,但是显著降低氨基葡萄糖和α-酮戊二酸的相对含量;以上所有代谢物主要参与三羧酸循环、C5-二元酸代谢、丁酸酯代谢、果糖和甘露糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸脂的相互转化、嘧啶代谢、精氨酸生物合成、丙氨酸和天冬氨酸和代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、半乳糖代谢、抗坏血酸和醛酸盐代谢、酮体的合成与降解途径共12条代谢通路。4.基于代谢组学分析,与盐胁迫相比,添加低R:FR能显著提高甘露醇、双磷酸葡萄糖醛酸、木糖酸内酯、衣康酸、3-羟基丁酸、异柠檬酸、反丁烯二酸、胸腺嘧啶和尿嘧啶的相对含量,但是显著降低α-酮戊二酸和乳酸清的相对含量,这些代谢物主要参与三羧酸循环、C5-二元酸代谢、丁酸酯代谢、果糖和甘露糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸脂的相互转化、嘧啶代谢、精氨酸生物合成、丙氨酸和天冬氨酸和代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、半乳糖代谢、酮体的合成与降解途径共11条代谢通路。
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