【摘 要】
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光对植物生长发育具有重要作用,光精准调控在提升农作物产量、品质及生产效益中极为重要。发光二极管（LED）光源丰富了光谱内容和调控模式,在智慧农业中具有重要意义。作为植物工厂的核心,探究优化LED光配方,可为提高植物的品质以及降低能耗提供科学依据。本文以香椿[Toona sinensis（A.Juss.）Roem.]芽苗菜为实验材料,以白光（W）为对照,设置LED红（R,660 nm）、蓝（B,45
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光对植物生长发育具有重要作用,光精准调控在提升农作物产量、品质及生产效益中极为重要。发光二极管（LED）光源丰富了光谱内容和调控模式,在智慧农业中具有重要意义。作为植物工厂的核心,探究优化LED光配方,可为提高植物的品质以及降低能耗提供科学依据。本文以香椿[Toona sinensis（A.Juss.）Roem.]芽苗菜为实验材料,以白光（W）为对照,设置LED红（R,660 nm）、蓝（B,455 nm）光配比分别为R1B4、R1B2、R2B1和R4B1,研究不同光质配比对香椿芽苗菜生长发育和抗氧化能力的影响;并基于HPLC、SPME-GC-MS和UPLC-QTOF-MS技术,对不同光配比下香椿芽苗菜的代谢组学进行研究,主要结果如下。1、探究了光质对香椿芽苗菜主要生长和理化指标的影响。R4B1可显著提高香椿芽苗菜下胚轴长度、干重和可溶性糖含量。R1B4组中香椿芽苗菜的可食率（69.91%）、叶绿素a、b、类胡萝卜素、总酚（13.7 mg/g DW）和总黄酮（5.2mg/g DW）均显著高于其他组,可溶性蛋白含量是W组的1.29倍。各组硝酸盐含量无显著差异1.7 mg/g FW,且均低于国家标准3000 mg/kg FW。蓝光有助于提高香椿芽苗菜抗氧化能力,随着蓝光比例的增加,香椿芽苗菜抗氧化能力先降低后升高,在R1B4下抗氧化能力最强。2、明确了光质对香椿芽苗菜中总酚、总黄酮以及16种酚类物质的影响。随着蓝光比例的增加,总酚含量呈现逐渐增加的趋势,总黄酮含量则先降低再升高。R1B4总酚、总黄酮含量最高,分别为13.7 mg/g DW和5.2mg/g DW。16种酚类物质总含量最高,R1B4达548.22 mg/100g DW,比W组高出126.75%。其中酚类物质含量最高酚酸为原儿茶酸,R1B4组中含量最高,随蓝光比例增加原儿茶素含量上升。含量最高黄酮为芦丁,在R1B4组显著增加。W组未检测到白藜芦醇,复合光组均含有,进一步证明红蓝光配比对香椿芽苗菜的品质有正面影响。3、通过UPLC-QTOF-MS检测到香椿芽苗菜中115个化合物,并对其中11种含量较高的化合物进行了定量分析,木犀草素含量最高,其次是芦丁,随着蓝光比例增加二者含量上升,均在R1B4组达到最高。通过VIP>5筛选出8个标记化合物。芦丁是R1B4组标记化合物,丰度显著高于其他处理组,与HPLC法测定芦丁变化趋势一致。（S,S）-γ-谷氨酰-（顺式-S-1-丙烯基）硫代甘氨酸是挥发性含硫化合物的前体物质,对香椿芽苗菜的特征风味的产生有重要影响,为R4B1组标记化合物。4、明确了光质对香椿芽苗菜挥发性成分的影响。通过SPME-GC-MS从香椿芽苗菜中共鉴定出挥发性成分43种,各组共有化合物有11种。相对含量最高为噻吩类化合物,其中2-巯基-3,4-二甲基-2,3-二氢噻吩相对含量最高。R2B1组有12种特有成分,主要为萜烯类;W组中特有成分有2种;R1B4组中特有成分有3,4-二甲基-2,3-二氢-2-噻吩硫醇;R1B2组中特有成分是乙酸法尼酯。香椿香气成分主要是含硫化合物,各组中含硫化合物分别为W（47.20%）、R1B4（85.38%）、R1B2（62.06%）、R2B1（60.62%）和R4B1（62.29%）,已鉴定2-巯基-3,4-二甲基-2,3-二氢噻吩为特征性香气成分。综上所述,相对于白光,提高红蓝光配比对香椿芽苗菜的生长和营养品质具有促进作用。其中,R1B4光质配方对酚类物质的增加具有较大的促进作用,提高香椿芽苗菜的抗氧化能力,且对香椿芽苗菜风味影响较大,适合培育香椿芽苗菜。研究结果对探究光质对木本蔬菜的影响奠定了基础,拓展了植物光生物学的理论研究内容,也为光调控香椿芽苗菜在现代化农业生产中的应用提供科学依据。
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