【摘 要】
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光作为重要的生态环境因子,可显著影响植物的形态结构、生理特性,进而影响生长发育。为揭示生姜对光的响应特性,本文以‘山农1号’大姜为试材,通过田间和室内试验相结合的方法,进一步研究了光强、光质对生姜生长及某些生理代谢的影响。主要研究结果如下:1.田间遮光40%处理的生姜株高、茎粗、分枝数和叶面积分别较不遮光增加了44.09%、44.58%、30.38%、32.96%;叶片、茎、根茎鲜重分别增加了27
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光作为重要的生态环境因子,可显著影响植物的形态结构、生理特性,进而影响生长发育。为揭示生姜对光的响应特性,本文以‘山农1号’大姜为试材,通过田间和室内试验相结合的方法,进一步研究了光强、光质对生姜生长及某些生理代谢的影响。主要研究结果如下:1.田间遮光40%处理的生姜株高、茎粗、分枝数和叶面积分别较不遮光增加了44.09%、44.58%、30.38%、32.96%;叶片、茎、根茎鲜重分别增加了27.23%、31.06%、25.05%,这与遮荫使赤霉素信号转导转录因子PIF4上调,提高了赤霉素水平有关。遮光处理的生姜产量较不遮光提高了23.80%,但是根茎提取的姜油含量较不遮光降低了33.20%,遮光处理的姜油刺激性成分降低,这与遮光导致姜辣素合成有关的查尔酮合酶和姜黄素合酶显著下调有关。遮荫不利于生姜根茎姜油提取及功能成分的改善和积累。2.遮光40%处理的生姜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量较不遮光处理分别增加了16.60%、23.25%。11:00时净光合速率提高了20.08%,13:00时净光合速率提高了38.51%。Fm和Fv/Fm分别提高了46.15%、21.03%,Y（NO）降低了34.75%,减弱光抑制,表明遮光处理增强了生姜叶片光合性能,缓解了强光胁迫。进一步研究发现,遮光处理增厚了叶绿体基粒片层,减缓叶绿体衰老。遮光处理促进了淀粉粒的合成和积累。3.田间补充LED绿光处理在11:00时净光合速率、气孔导度、水分利用效率分别提高了18.92%、8.42%、18.4%,13:00,补充绿光的净光合速率、Fv/Fm、Y（Ⅱ）、q P分别提高了28.18%、2.44%、6.90%、4.74%,光合午休程度较低,促进光合作用。和田间自然光相比,补充绿光的OJIP曲线中,ΔK-band＜0,ΔJ-band＜0,电子传递流畅。4.室内LED白光补充绿光处理的生姜叶片净光合速率、气孔导度较白光处理分别提高了44.44%、13.16%,Fv/Fm和Y（Ⅱ）分别提高了1.62%、14.22%,Y（NO）降低了3.49%;遮光处理叶片SOD、POD、CAT活性分别提高了5.71%、24.29%、10.46%,MDA、H2O2含量分别下降29.35%、12.65%,抗氧化能力较强。。5.田间绿膜覆盖处理的生姜株高、分枝数和叶面积较普通无色膜分别增加了40.32%、36.01%、26.52%,叶、茎、根茎鲜重分别增加了32.68%、31.53%、30.23%,产量提高了27.50%,这与绿膜覆盖增强了赤霉素生物合成途径的关键基因赤霉素2-β-双加氧酶1和内根-贝壳杉氧化酶2的表达有关,促进生姜生长。两个处理的生姜根茎姜油含量无显著差异,但组分存在明显差异,辛辣成分增加,这可能与相关组分合成的关键基因表达水平不同有关。6.绿膜覆盖生姜叶片叶绿体基粒片层较厚,叶绿素a含量提高13.21%,且叶片表面覆盖有大量蜡粉。生姜叶片净光合速率日变化呈双峰曲线,分别在11:00和15:00峰值时,绿膜覆盖处理净光合速率较无色膜分别提高了5.47%和3.06%,13:00午间低谷时则提高了9.58%。进一步研究发现,绿膜覆盖处理使光系统I的Psa F、Psa O,光系统II的Psb Q,光合电子传递过程的Pet E、Pet F共5个相关基因上调,绿膜覆盖对生姜光合作用有积极影响。
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