光質(zhì)對三七生長、光合特性及有效成分積累的影響

光質(zhì)對三七生長、光合特性及有效成分積累的影響作晉羅美佳夏鵬國齊志鴻張密紅陳中堅別巖;瀏煙華袈宗鎖中國中藥雜志2014年04期表1不同光質(zhì)下光譜參數(shù)Table1Spectralparamofdifferentlightquality光質(zhì)顏色濾過波長/nm波峰/nm透光率/%紅（R）600?7206709.75橙（0）600?63062010.54黃（Y）540?63059011.98綠（G）500?570550&48青（C）470?5005009.59紫（V）450?5004508.23藍(lán)（B）420?47047011.63口（W）一一11.36注：R,0,Y,G,C,V,B,W分別表示光質(zhì)的顏色為紅、橙、黃、綠、青、紫、藍(lán)、白（表2?4同）。表2不同光質(zhì)對三七生長指標(biāo)的影響Tabic2EffectsoflightqualityongrowthofPatiaxnologinseng光質(zhì)基莖/cm株高/cm地上部分鮮重/g地上部分干重/g地下部分鮮巫/g地F部分干重/gR0.310a17.0a2.80a0.57a5.42ah1.71bc00.303a16.4ab2.90a0.82a5.90ab1.69bcY0.311a15.labc2.91a0.65a6.82a2.27abG0.315a16.Oabc2.80a0.60a4.71b1.54cC0.289a13.9hc2.99a0.73a7.03a2.40aV0.305a15.6abc2.89a0.61a6.36al)2.1labcB0.3()4a14.5be3.01a0.63a5.60ab1.94abcW0.303a13.7c3.38a0.76a5.57ab1.82abc注:同一列不同小寫字母表示顯著差異,P<0.（）5（表3同）。打開文本圖片集［摘要］為了揭示光質(zhì)對三七生長、光合特性及有效成分積累的影響，該研究采用種光質(zhì)（紅、橙、黃、綠、青、紫、藍(lán)）進(jìn)行盆栽試驗，測定三七生長過程中其生長指標(biāo)、光合特性及有效成分的含量。結(jié)果表明，光質(zhì)對三七生長、光合特性及有效成分均有顯著影響，其中紅光有利于三七的株高生長，青、黃、紫、藍(lán)光均有利于三七地下部分生物量的積累，藍(lán)、黃光有利三七光合作用，青光有利于人參皂苷Rd的積累，黃、青光有利于單株三七有效成分總量的增加。［關(guān)鍵詞］三七；光質(zhì)；生長指標(biāo)；光合特性；有效成分光是植物的生存、生長和發(fā)育不可缺少的生態(tài)因子，不同光質(zhì)可以調(diào)控不同次生代謝產(chǎn)物的分配。已有研究表明，許多藥用植物的活性成分含量受光質(zhì)影響顯著，通過改變光質(zhì)來調(diào)控藥材的有效成分含量將成為一種常用的安全高效手段。其中，補充紅光和藍(lán)光可以顯著提高丹參中丹酚酸B的含量［1］；藍(lán)光有利于鐵皮石斛種苗增粗與生物堿的積累［2］；黃膜處理能夠顯著提高二年生毛脈酸模中蔥醌類成分含量［3］；紅膜處理紅景天增加了其根中的紅景天苷含量和產(chǎn)量［4］。三七Panaxnotoginseng(Buke.)F.H.Chen為五加科人參屬植物，具有活血化瘀、消腫定痛等功效，是馳名中外的名貴藥材。三七為人工栽培的藥用植物，栽培歷史近400年，主產(chǎn)于云南、廣西，而云南文山為其道地產(chǎn)區(qū)5］。近年來，對三七栽培的研究主要集中在不同營養(yǎng)和肥料對三七的影響［6-9］，目前未見光質(zhì)對三七影響的相關(guān)報道。本研究將探索光質(zhì)對三七生長、光合作用和有效成分含量的影響，這將對于培育優(yōu)質(zhì)高效的三七藥材有重要的理論與實踐意義。1材料與方法1.1三七本實驗于2013年4月1日至2013年10月4日在不同顏色透光膜下進(jìn)行。試驗材料為云南苗鄉(xiāng)科技園提供的二年生三七，栽培基質(zhì)為：沸石甘蔗渣-土5:3:2,長勢基本一致的二年生三七隨機分成8組，每組10盆，每盆3株，共30株，進(jìn)行不同光質(zhì)處理。二年生三七在生長過程中均未留花苔。1.2光照處理生長棚選用透光率相近、特制的不同顏色的濾光膜（上海偉康有色薄膜廠,0.03mm）得到不同光質(zhì)，試驗設(shè)紅色（R）橙色（O）黃色（Y）綠色（G）青色（C）紫色（V）和藍(lán)色（B）7種顏色濾膜，處理以白色棚膜（W，為一般大田常用聚氯乙烯白色棚膜）為對照。利用不同目數(shù)遮陽網(wǎng)調(diào)節(jié)各處理透光率，各棚膜下光譜數(shù)據(jù)用AvaSpec-2048FT型光纖光譜儀（荷蘭Avantes公司）采集見表1。1.3檢測與統(tǒng)計1.3.1生長指標(biāo)測定2013年10月4日，每個處理隨機選取一半即15株三七，用直尺測量株高，游標(biāo)卡尺測量基莖粗，所取樣品分成地上部分和地下部分2部分，測定鮮物質(zhì)重，45°C烘干至恒重，并稱量為其干重。1.3.2光合特性的測定2013年8月中旬，選擇晴朗天氣光合旺盛的時間段（9:00—11:00）,采用Li-6400便攜式光合儀測定不同光質(zhì)下三七的凈光合速率（Pn）蒸騰速率（Tr）氣孔導(dǎo)度（Gs）胞間CO2濃度（Ci）1.3.3有效成分含量的測定Waters高效液相色譜儀系統(tǒng)（1252BinaryHPLCPump,2487Dual入AbsorbanceDetector,2707Auto-sampler）;色譜柱為WatersSymmetryC18柱（4.6mmx250mm,5pm）;樣品制備參照《中國藥典》2010年版【迥；色譜條件參照《地理標(biāo)志產(chǎn)品文山三七》［11］國家標(biāo)準(zhǔn)（2008）;所用對照品購于中國食品藥品檢定研究院（三七皂苷R1批號110745-200617、人參皂苷Rg1批號110703-201027、人參皂苷Rb1批號110704-201122,人參皂苷Rd批號111818-201001)1.3.4統(tǒng)計分析以每株測定值為單元，用SPSS處理數(shù)據(jù)，在P<0.05水平上進(jìn)行方差分析及LSD檢驗。2結(jié)果與分析2.1不同光質(zhì)對三七生長指標(biāo)的影響不同光質(zhì)下三七株高、地下部分鮮重、地下部分干重差異顯著，見表2。株高的變化幅度為13.7~17.0cm，紅光處理下株高最高，為17.0cm，較白光下高3.7cm;地下部分鮮重的變化幅度為4.71~7.03g，紫光下最重，為7.03g，較白光重1.46g;綠光下最輕，為4.71g，較白光下輕0.86g；地下部分干重的變化幅度為1.54~2.40g，青光下最重，為2.40g，較白光下重0.58g;綠光下最輕，為1.54g，較白光下輕0.28g。不同光質(zhì)對三七莖粗、地上部分鮮重、地上部分干重影響不顯著。研究結(jié)果表明：長波長的光更利于三七的地上部分伸長生長，而短波長的光更有利于三七地下部分生物量的積累。2.2不同光質(zhì)對三七光合特性的影響三七光合特性受不同光質(zhì)影響顯著，見表3。三七凈光合速率以藍(lán)光下最高，但與對照白光比無顯著差異；綠光最低，低于對照白光36.87%。不同光質(zhì)三七凈光合速率變化依次為：藍(lán)光〉黃光〉白光〉紫光〉橙光〉紅光〉青光〉綠光，其中藍(lán)、黃、白、紫光差異不顯著。蒸騰速率變化依次為白光〉藍(lán)光二紫光〉青光〉黃光〉綠光〉橙光〉紅，對照白光下三七的蒸騰速率明顯高于其他，紅、橙光下蒸騰速率最低。氣孔導(dǎo)度大小白光〉藍(lán)光〉黃光〉紫光〉青光〉綠光〉橙光〉紅光，對照白光顯著大于其他，紅、橙光下最小。胞間CO2濃度為綠光〉橙光〉白光〉黃光〉青光〉藍(lán)光〉紫光〉紅光，其中綠、橙、白、黃光差異不顯著。以上結(jié)果說明白光下三七葉片的光合作用最強，其次為藍(lán)光、黃光。2.3不同光質(zhì)對三七地下部分有效成分含量的影響不同光質(zhì)下，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1和總皂苷均為白光下最高，而人參皂苷Rd則為青光下最高。三七單株總皂苷產(chǎn)量：黃光下最高，為白光下白1.124倍；其次是青光下，為白光下1.074倍。以上結(jié)果表明，白光更有利于三七有效成分的積累，但黃光下三七單株總皂苷產(chǎn)量最大，見表4。3結(jié)論與討論通過研究表明，光質(zhì)對三七生長指標(biāo)、光合特性及有效成分含量有顯著影響。其中，紅光有利于三七的高生長，綠光有利于莖的橫生長但無顯著差異，青光有利于地下部分生物量的積累，單株地下部分干物質(zhì)積累高于白光下31.87%。紅光可以促進(jìn)植物的高生長在黃瓜、番茄、油菜和菊花等植物中均有體現(xiàn)［12-14］。這一現(xiàn)象可能與紅光促進(jìn)赤霉素（GA）在莖葉的積累［15］，抑制生長素（IAA）的生長，從而增加了頂端優(yōu)勢［16促進(jìn)莖葉伸長。而對于不同的植物，不同光質(zhì)對其光合特性的影響卻各不相同不同光質(zhì)處理喜樹最大凈光合速率為日光〉黃光〉紅光〉藍(lán)光［17］；不同光質(zhì)處理番茄幼苗最大光合速率為紅光〉藍(lán)光〉白光〉黃光〉綠光［18］；不同光質(zhì)處理萬苣最大光合速率：紅光〉黃光〉白光〉藍(lán)光［19］。本研究中藍(lán)光、黃光下三七凈光合速率最大，白光下三七蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度顯著高于其他顏色的光，胞間CO2濃度與凈光合速率相反綠光下最大。在植物中，次生代謝往往是某些特化的細(xì)胞特有的生理現(xiàn)象，不同光質(zhì)對植物的不同部位的效應(yīng)具有顯著差異，所以前人研究不同光質(zhì)對植物皂苷類物質(zhì)積累似乎沒有明顯規(guī)律。本研究中白光下三七總皂苷百分含量最大，但是黃光卜三七單株總皂苷產(chǎn)量最高為白光下1.124倍。本研究從光質(zhì)的角度出發(fā)，闡明了紅、橙、黃、綠、青、紫、藍(lán)七色光中黃光和青光可以不同程度的提高單株三七地下部分有效成分含量。在生產(chǎn)中，有色塑料薄膜已開始應(yīng)用于作物的設(shè)施栽培，不同光質(zhì)的塑料薄膜被作為非化學(xué)手段來調(diào)節(jié)植物生長[20。本研究證明黃光有利于高品質(zhì)三七的生產(chǎn)，可用于生產(chǎn)實踐。[參考文獻(xiàn)][1]梁宗鎖，李倩，徐文輝.不同光質(zhì)對丹參生長及有效成分積累和相關(guān)酶活性的影響[J].中國中藥雜志，2012，37(14):2055.高亭亭，斯金平，朱玉球，等.光質(zhì)與種質(zhì)對鐵皮石斛種苗生長和有效成分的影響[J].中國中藥雜志，2012，37(2):198.馬偉，王振月，陳立超，等.不同光質(zhì)對毛脈酸模中蔥醌類成分的影響[J].植物研究，2007,27(6):763.閆秀峰，王洋，尚辛亥，等.光強和光質(zhì)對野外栽培高山紅景天生物量和紅景天甙含量的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2004,24(4):674.崔秀明，徐珞珊，王強，等?云南三七道地產(chǎn)區(qū)地質(zhì)背景及土壤理化狀況分析[J].中國中藥雜志，2005,30(5):332.歐小宏，金航，郭蘭萍，等.三七營養(yǎng)生理與施肥的研究現(xiàn)狀與展望[J].中國中藥雜志,2011,36(19):2620.孫玉琴，陳中堅，韋美麗，等不同氮肥種類對三七產(chǎn)量和品質(zhì)影響的初步研究[J].中國土壤與肥料，2008（4）:22.王朝梁，陳中堅，孫玉琴，等?不同氮磷鉀配比施肥對三七生長及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代中藥研究與實踐，2007，21（1）:5.王朝梁，崔秀明.不同底肥量及追肥時期對三七種苗產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J].中藥材，1989，12（12）:11.中國藥典.一部[S].2010:11.地理標(biāo)志產(chǎn)品.文山三七[S].2008.崔瑾，馬志虎，徐志剛，等.不同光質(zhì)補光對黃瓜、辣椒和番茄幼苗生長及生理特性的影響[J].園藝學(xué)報，2009，36（5）:663.杜健芳，廖祥儒，葉步青，等?光質(zhì)對油菜幼苗生長及抗氧化酶活性的影響[J].植物學(xué)通報，2002，19（6）:743.邸秀茹，焦學(xué)磊，崔瑾，等.新型光源LED輻射的不同光質(zhì)配比光對菊花組培苗生長的影響[J].植物生理學(xué)通訊，2008，44（4）:661.DrozdovaIS,BondarVV,BukhovNG,etal.Effectsoflightspectralqualityonmorphogenesisandsource-sinkrelationsinradishplants[J].RussJPlantPhysiol，2000，48:415.PoudelPR，KataokaI，MochiokaR.Effectofred-andblue-light-emittingdiodesongrowthandmorphogenesisofgrapes[J].PlantCellTissOrganCult，2008，92:147.［17］戴紹軍，王洋，閣秀峰，等.濾光膜對喜樹幼苗葉片生長和喜樹堿含量的影響［幾生態(tài)學(xué)報，2004，24(5):870.蒲高斌，劉世琦，劉磊，等不同光質(zhì)對番茄幼苗生長和生理特性的影響[幾園藝學(xué)報，2005，32(3):420.許莉，劉世椅，齊連東，等.不同光質(zhì)對葉用萬苣光合作用及葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J].植物生理科學(xué)，2007,23(1):96.鄭潔，胡美君，郭延平.光質(zhì)對植物光合作用的調(diào)控及其機理[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008,19(7):1619.Effectoflightqualityongrowth ,photosynthesisandeffectivecomponentsofPanaxnotoginsengLUOMei-jia1,XIAPeng-guo1,QIZhi-hong2,ZHANGXiao-hong1*,CHENZhong-jian3,LIUYan2,LIUFeng-hua2,LIANGZong-suo1(1.CollegeofLifeScienee,NorthwestA&FUniversity“angling712100,China;TianjinTASLYModernTCMResourcesCo.,Ltd,Tianjin300402,China;MiaoVillageSanqiindustrialCorporationLtd.ofWenshanCounty ,Wenshan663000,China)[Abstract]Inordertodiscoverlightquality'seffectsongrowth,photosynthesisandeffectivecomponentscontentofPanaxnotoginseng ,apotexperimentusing7lightqualities (red,orang