夜间弱光补光对番茄生长和源库间蔗糖转运及相关基因表达的影响.pdf

中 中 国 国 瓜 瓜 菜 菜 2024 37 11 19 26 试验研究 DOI 10 16861 ki zggc 2024 0545 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 生 长 和 源 库 间 蔗 糖 转 运 及 相 关 基 因 表 达 的 影 响 秦 艳 萍 国 志 信 河南农业大学园艺学院 郑州 450046 摘 要 夜 间 补 光 已 成 为 设 施 蔬 菜 生 产 的 重 要 手 段 但 多 采 用 强 光 耗 能 大 成 本 高 而 夜 间 弱 光 补 光 对 蔬 菜 生 产 的 影 响 尚 不 清 楚 为 探 讨 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 生 长 和 源 库 间 蔗 糖 转 运 的 影 响 以MicroTom 番 茄 为 材 料 从 植 株4 叶 1 心 时 期 到 果 实 绿 熟 期 以 不 补 光 为 对 照 CK 每 天 关 灯1h 后 进 行4h15 SL15 和30 mol m 2 s 1 SL30 低 于 光 补 偿 点 的 两 种 补 光 处 理 结 果 表 明 与CK 相 比 SL15 和SL30 两 个 处 理 均 显 著 提 高 番 茄 株 高 茎 粗 和 鲜 质 量 补 光 明 显 改 善 了 根 系 形 态 显 著 增 加 了 总 根 长 总 表 面 积 和 根 尖 数 补 光 促 进 开 花 表 现 为 开 花 株 数 和 总 开 花 数 显 著 高 于 CK 以 上 生 理 指 标SL15 和SL30 两 个 处 理 之 间 没 有 显 著 差 异 与CK 相 比 SL15 处 理 显 著 降 低 了 成 熟 叶 片 和 茎 源 的 蔗 糖 含 量 提 高 了 果 实 和 根 系 库 的 蔗 糖 含 量 促 进 了 蔗 糖 转 运 基 因 SUT1 SUT4 SWEET10b SWEET11b 和 SWEET14 在 叶 片 茎 果 实 和 根 系 不 同 程 度 地 上 调 表 达 但 叶 片 茎 果 实 和 根 系4 个 器 官 总 体 的 蔗 糖 含 量 没 有 显 著 差 异 此 外 SL15 处 理 显 著 提 高 了 叶 片 茎 果 实 和 根 系4 个 器 官 中 与 蔗 糖 转 运 相 关 激 素 脱 落 酸 的 含 量 及 其 合 成 和 信 号 标 志 基 因NCED1 AAO3 和ABI5 的 表 达 量 综 上 所 述 夜 间 弱 光 补 光 可 促 进 番 茄 生 长 及 源 库 间 蔗 糖 转 运 研 究 结果为推广夜间弱光补光 降低补光成本 促进设施蔬菜高效绿色发展提供了新思路 关键词 番茄 夜间弱光补光 生长 蔗糖转运 脱落酸 中图分类号 S641 2 文献标志码 A 文章编号 1673 2871 2024 11 019 08 收 稿 日 期 2024 08 29 修 回 日 期 2024 09 13 基 金 项 目 河 南 省 高 等 学 校 重 点 科 研 项 目 22A210008 作 者 简 介 秦 艳 萍 女 硕 士 研 究 方 向 为 蔬 菜 栽 培 生 理 与 生 态 E mail qinyanping618 通 信 作 者 国 志 信 男 副 教 授 研 究 方 向 为 蔬 菜 栽 培 生 理 与 生 态 E mail guozhixin666 Effects of low light supplemental light at night on tomato growth su crosetransportandrelatedgeneexpressionbetweensourceandsink QINYanping GUOZhixin CollegeofHorticulture HenanAgriculturalUniversity Zhengzhou450046 Henan China Abstract Nighttime supplemental light has become an important means of facility vegetable production but strong light ismostlyused whichconsumesalotofenergyandhasahighcost However theeffectoflow lightsupplementallightat night on vegetable production is still unclear To investigate the effect of low light supplemental light at night on the growth and sucrose transport between source and sink Micro Tom tomato was used as the material From the four leaf andone heartstagetothematuregreenstage twosupplementallighttreatmentsof15 SL15 and30 SL30 mol m 2 s 1 bellowing the light compensation point for 4 hours were carried out after turning off the light for 1 hour at night every day with no light supplementation as the control CK The results showed that both SL15 and SL30 treatments significantly increased plant height stem diameter and fresh mass of tomato seedlings compared with CK Supplemental light obviously improved root morphology and increased total root length total surface area as well as root tip number Supplemental light promoted flowering manifested by increased the number of flowering plants and the total number of flowering plants There was no significant difference in the above physiological indexes between SL15 and SL30 Com pared with CK SL15 treatment significantly reduced the sucrose content of mature leaves and stems source increased the sucrose content of fruits and roots sink and up regulated the expression of sucrose transport genes SUT1 SUT4 SWEET10b SWEET11bandSWEET14tovaryingdegreesinleaves stems fruitsandroots However therewasnosignificant difference in the overall sucrose content of leaves stems fruits and roots between CK and SL15 treatment In addition SL15 treatment significantly increased the content of abscisic acid that was related to sucrose transport and improved the 19中 国 瓜 菜 第37 卷 试验研究 光 不 仅 影 响 植 物 光 合 作 用 而 且 是 调 控 植 物 生 长 发 育 和 逆 境 响 应 的 重 要 环 境 信 号 因 子 1 为 解 决 设 施 生 产 中 光 照 不 足 的 问 题 采 用 补 光 技 术 是 设 施 农 业 的 重 要 手 段 2 对 蔬 菜 幼 苗 进 行 夜 间 补 光 能 改 善 其 长 势 提 高 壮 苗 指 数 3 4 冬 季 温 室 黄 瓜 幼 苗 补 光 时 揭 苫 前 3 h 补 光 有 利 于 黄 瓜 幼 苗 总 叶 面 积 增 加 壮 苗 指 数 增 大 5 刘 志 强 等 6 研 究 表 明 白 天 正 常 照 射 4 5 h 后 进 行 3 h 暗 期 补 光 是 设 施 番 茄 幼 苗 生 长 发 育 最 为 有 利 的 夜 间 补 光 时 间 段 最 能 提 高 植 株 光 合 能 力 有 利 于 干 物 质 的 积 累 和 培 育 健 壮 的 幼 苗 王 舒 亚 等 7 研 究 指 出 与 不 补 光 的 对 照 相 比 补 光 3 h 能 明 显 提 高 番 茄 的 株 高 茎 粗 叶 面 积 单 果 质 量 单 株 结 果 数 和 产 量 于 鹏 澎 等 8 研 究 表 明 选 择 补 光 光 照 度 为 200 mol m 2 s 1 补 光 时 间 为 2 h 的LED 补光参数 进行番茄 育苗期间 的补光处 理 能 提 高 番 茄 幼 苗 的 茎 粗 叶 片 数 叶 面 积 总 叶 绿 素 含 量 净 光 合 速 率 生 物 量 和 壮 苗 指 数 且 该 处 理 的 番 茄 育 苗 电 能 利 用 效 率 和 光 能 利 用 效 率 最 高 但 是 目 前 的 夜 间 补 光 研 究 多 是 为 解 决 弱 光 寡 照 问 题 应 用 高 于 光 补 偿 点 的 光 强 进 行 夜 间 补 光 而 利 用 低 于 作 物 光 补 偿 点 的 弱 光 夜 间 补 光 对 蔬 菜 生 长 发 育 影 响 的 研 究 较 少 高 光 强 补 光 灯 的 使 用 将 消 耗 大 量 的 电 力 增 加 了 温 室 的 生 产 成 本 限 制 了 设 施 补 光 技 术 的 推 广 和 应 用 成 为 设 施 蔬 菜 节 能 高 效 生 产 的 瓶 颈 9 10 此 外 夜 间 弱 光 补 光 对 作 物 源 库 之 间 蔗 糖 转运的影响尚未见报道 番 茄 Solanum lycopersicum L 既 是 重 要 的 果 菜 也 是 研 究 植 物 源 库 间 光 合 产 物 转 运 的 模 式 作 物 蔗 糖 是 高 等 植 物 光 合 产 物 运 输 的 主 要 形 式 对 作 物 生 长 发 育 产 量 和 品 质 形 成 至 关 重 要 白 天 成 熟 叶 片 源 器 官 合 成 的 碳 源 除 供 给 源 器 官 以 及 转 运 至 库 器 官 外 大 部 分 以 淀 粉 的 形 式 暂 时 储 存 夜 间 淀 粉 被 分 解 为 可 溶 性 糖 以 蔗 糖 的 形 式 运 输 到 果 实 幼 叶 和 根 等 库 器 官 中 加 以 利 用 如 果 光 合 产 物 的 运 输 受 阻 叶 片 会 过 多 积 累 光 合 产 物 进 而 造 成 光 合 反 馈 抑 制 现 象 的 发 生 导 致 作 物 生 长 矮 小 抗 逆 性 减 弱 产 量 和 品 质 降 低 11 蔗 糖 由 源 到 库 的 运 输 不 仅 与 植 物 的 生 长 发 育 相 关 还 受 到 植 物 激 素 水 平 以 及 外 界 环 境 条 件 变 化 等 因 素 的 影 响 12 蔗 糖 不 能 独 立 跨 植 物 生 物 膜 系 统 来 进 行 运 输 需 要 相 应 的 糖 转 运 蛋 白 的 协 助 13 近 年 来 研 究 发 现 两 类 糖 转 运 蛋 白 家 族 是 蔗 糖 质 外 体 转 运 的 关 键 蛋 白 包 括 蔗 糖 转 运 蛋 白 sucrose transporter 或 sucrose carrier SUT 或SUC 和糖外 排转运 蛋白 sugarswilleventu ally be exported transporters SWEETs 14 16 其 中 SWEETs 由 于 能 够 选 择 性 地 吸 收 不 同 糖 底 物 在 植 物 生 理 活 动 与 发 育 过 程 中 发 挥 重 要 功 能 14 拟 南 芥 SWEET 可 分 为 4 个 不 同 的 亚 类 属 于 不 同 亚 类 的 各 种 糖 转 运 蛋 白 优 先 转 运 不 同 的 糖 组 分 其 中 分 支 3 SWEET9 15 成 员 主 要 以 蔗 糖 作 为 底 物 14 番 茄 中 SlSWEET10b SlSWEET11b 和 SlSWEET14 等 在 不 同 器 官 中 均 有 不 同 程 度 的 表 达 且 在 这 些 基 因 的 启 动 子 区 均 存 在 能 够 响 应 植 物 激 素 脱 落 酸 abscisic acid ABA 的 顺 式 作 用 元 件 15 在 蔗 糖 的 源 器 官 装 载 韧 皮 部 的 长 距 离 运 输 和 库 器 官 卸 载 等 过 程 中 SUT 发 挥 着 重 要 作 用 番 茄 中 包 含3 个 亚 族 的 蔗 糖 转 运 体 蛋 白 分 别 为 SlSUT1 SlSUT2 和 Sl SUT4 Hackel 等 16 研 究 证 明 番 茄 SlSUT1 影 响 蔗 糖 在 韧 皮 部 的 装 载 SlSUT2 主 要 定 位 在 筛 管 细 胞 质 膜 上 影 响 番 茄 果 实 及 种 子 的 发 育 SlSUT4 主 要 定 位 在 液 泡 膜 上 负 责 把 蔗 糖 从 液 泡 运 输 到 细 胞 质 中 17 笔 者 以 发 光 二 极 管 LED 白 灯 作 为 补 光 光 源 以 番 茄MicroTom 幼 苗 为 材 料 旨 在 研 究 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 植 株 生 长 和 源 库 之 间 蔗 糖 转 运 的 调 控 作 用 研 究 结 果 可 为 工 厂 化 育 苗 和 设 施 栽 培 中 采 用 低耗能LED 夜间补光 提供参考 以节能增 效的方 式 为培育壮苗 提高产量和品质提供理论依据 1 材料与方法 1 1 材料 以 模 式 番 茄 MicroTom 为 试 验 材 料 番 茄 幼 苗 在 河 南 农 业 大 学 园 艺 设 施 结 构 与 环 境 实 验 室 人 工 气 候 箱 DRON 1000C 中 培 养 环 境 条 件 为 相 对 湿 度 65 昼 夜 温 度 25 20 光 周 期 为 12 h d 1 光照度为300 mol m 2 s 1 1 2 试验设计 番 茄 种 子 消 毒 后 置 于 转 速 200 r min 1 温 度 expression levels of its synthetic and signaling marker genes including NCED1 AAO3 and ABI5 in the leaves stems fruits and roots In conclusion nighttime low light supplementation promotes tomato growth and sucrose transport be tween source and sink which provides a new idea for promoting low light supplementation to reduce the cost of supple mentallight andpromotestheefficientandgreendevelopmentoffacilityvegetables Keywords Tomato Low lightsupplementallightatnight Growth Sucrosetransport Abscisicacid 20第11 期 等 蔗糖转运及相关基因表达的影响 试验研究 28 的 摇 床 中 催 芽2d 70 以 上 的 种 子 露 白 后 进 行 穴 盘 育 苗 采 用 草 炭 蛭 石 体 积 比 为 1 1 的 育 苗 基 质 选 择 3 叶 1 心 形 态 长 势 一 致 的 幼 苗 移 栽 至 高 9 cm 直 径 10 cm 的 营 养 钵 中 在 智 能 人 工 气 候 箱 内 进 行 培 养 补 光 试 验 于 2024 年 4 月 1 日 到 2024 年 5 月 20 日 进 行 即 在 幼 苗 4 叶 1 心 时 期 到 果 实 绿 熟 期 每 天 关 灯 1 h 后 进 行 4 h 分 别 为 15 SL15 和30 mol m 2 s 1 SL30 低 于 光 补 偿 点 的 两 种 补 光 处 理 以 不 补 光 为 对 照 CK 每 个 处 理 45 株 3 次 重 复 随 机 排 列 果 实 绿 熟 期 时 对 番 茄 的 根 茎 叶片 果实进行取样 用于后续试验 1 3 试验方法 1 3 1 植 株 形 态 指 标 测 定 在 番 茄 果 实 开 花 期 各 处 理 随 机 标 记3 株 生 长 一 致 的 植 株 采 用 直 尺 测 量 植 株 从 子 叶 处 至 生 长 点 的 长 度 即 为 植 株 高 度 采 用 游 标 卡 尺 测 量 植 株 基 部 第1 叶 位 下1cm 处 的 直 径 即 为 茎 粗 采 用 千 分 之 一 的 电 子 天 平 测 定 植 株 鲜 质 量 使 用 根 系 扫 描 仪 Expression 4990 Epson Long Beach CA 结 合 Win RHIZO 软 件 Regent In strumentsInc Canada 分 析 根 系 构 型 指 标 总 长 度 总表面积和根尖数 1 3 2 开 花 统 计 在 补 光 处 理 后 当 番 茄 第 1 朵 花 的 花 瓣 与 柱 头 呈 45 角 时 对 花 进 行 标 记 并 记 录 开 花 日 期 在 试 验 过 程 中 每 天 统 计 总 开 花 株 数 及 总 开花个数 开花以花瓣展开45 为标准 18 1 3 3 蔗 糖 含 量 检 测 利 用 苏 州 梦 犀 生 物 医 药 科 技有限公司的试剂盒测定蔗糖含量 1 3 4 脱落酸含 量检测 参 照Chen 等 19 的方法 采 用 酶 联 免 疫 吸 附 检 测 法 ELISA 对 根 部 茎 叶 片 果实中脱落酸的含量进行测定 1 3 5 植 物 总 RNA 提 取 和 qRT PCR 利 用 植 物 RNA 提 取 试 剂 盒 北 京 华 越 洋 生 物 科 技 有 限 公 司 对 番 茄 果 实 叶 片 茎 和 根 部RNA 进 行 提 取 使 用 Superscript 逆 转 录 酶 试 剂 盒 Thermo Fisher USA 将 RNA 逆 转 录 为 cDNA 40 保 存 备 用 在 实 时 荧 光 定 量 PCR 仪 ABI7500 CFX96TM Re al Time 系 统 Bio Rad USA 上 利 用 Power Up SYBR Green Master Mix Thermo Fisher USA 对 相 关 基 因 进 行 qRT PCR 分 析 以 番 茄 Actin 基 因 作 为 内 参 检 测 番 茄 各 器 官 在 补 光 处 理 下 蔗 糖 转 运 基 因 SWEET10b SWEET11b SWEET14 SUT1 和 SUT4 和 脱 落 酸 合 成 和 信 号 标 志 基 因 NCED1 AAO3 和 ABI5 的 相 对 表 达 量 相 对 表 达 量 采 用 2 Ct 方法计算 20 具体的引物列表见表1 表 1 基 因 和 引 物 序 列 Table 1 Genes and primes used in real time qRT PCR analysis 基因名称 Genename SWEET10b SWEET11b SWEET14 SUT1 SUT4 NCED1 AAO3 ABI5 Actin 正向引物 5 3 Forwardprimer 5 3 AGCGAGCCCTGGATTAACAG CCTAATTAATGGCTAATGATATATG TGAGTGCAATTGTGTGTTCAGA TTCCATAGCTGCTGGTGTTC AGCGACGGTGCAACTAAGAA CTGCTTCTTCCCAAGCATTC GGAGGCAAGGCAGTGAAA GGGAGTACCAGAATCAGAGATGGT CTCAGTCAGGAGAACAGGGT 反向引物 5 3 Reverseprimer 5 3 CTAGCTATCTTAGAACAAGG CGGACCAGCCGTTTTATGCAT GGCCTCTATGATTGCCTTTGG TACCAGAAATGGGTCCACAA GAACTTGGGAGGAGGTGAGC ACCTGTTCCACCACAAGGAC CAAGATGTAAGGCGGTGA AAGCGTGAGCGAGTAAATCGA TGGTCGGAATGGGACAGAAG 1 4 数据分析 利 用 Excel 2019 整 理 数 据 采 用 IBM SPSS Statistics20 进 行 方 差 分 析 用Tukey 检 验 确 定 处 理 间 的 显 著 性 差 异 p 0 05 使 用 Origin 8 5 作 图 2 结果与分析 2 1 夜间弱光补光促进番茄生长 夜 间 弱 光 补 光 处 理 明 显 影 响 番 茄 生 长 图 1 A 与 CK 相 比 SL15 补 光 处 理 的 株 高 茎 粗 和 整 株 鲜 质 量 分 别 显 著 提 高 了 28 72 12 05 和 44 09 SL30 补 光 处 理 的 株 高 茎 粗 和 整 株 鲜 质 量 分 别 显 著 提 高 了 31 38 11 86 和 48 71 图 1 B D 补 光 处 理 SL15 和 SL30 之 间 的 株 高 茎 粗 和 整 株 鲜 质 量 没 有 显 著 差 异 以 上 结 果 表 明 夜 间弱光补光显著促进番茄幼苗生长 2 2 夜间弱光补光明显改善番茄根系构型 夜 间 不 同 弱 光 补 光 处 理 明 显 改 善 了 番 茄 幼 苗 的 根 系 构 型 图 2 A 与 CK 相 比 SL15 补 光 处 理 的 总 根 长 总 表 面 积 和 根 尖 数 分 别 显 著 增 加 了 22 79 33 01 和 48 02 SL30 补 光 处 理 的 总 根 秦艳萍 等 夜间弱光补光对番茄生长和源库间蔗糖转运及相关基因表达的影响 21中 国 瓜 菜 第37 卷 试验研究 长 总 表 面 积 和 根 尖 数 分 别 显 著 增 加 了 25 28 38 42 和 54 56 图 2 B D 补 光 处 理 SL15 和 SL30 之 间 的 总 根 长 总 表 面 积 和 根 尖 数 没 有 显 著 差 异 以 上 结 果 表 明 夜 间 弱 光 补 光 显 著 促 进 番 茄 幼 苗 根 系 生 长 有 助 于 构 建 理 想 的 根 系 构 型 注 A 植株表型 B 株高 C 茎粗 D 鲜质量 不同小写字母表示不同处理间差异显著 p 0 05 下同 Note A Plantphenotype B Plantheight C Stemthickness D Freshmass Differentlowercaselettersindicatesignificantdifferencebetween differenttreatments p 0 05 Thesamebelow 图 1 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 生 长 的 影 响 Fig 1 Effects of low light supplemental light at night on tomato growth 注 A 根系形态 B 总根长 C 总表面积 D 根尖数 Note A Rootmorphology B Totalrootlength C Totalsurfacearea D Numberoftips 图 2 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 根 系 构 型 的 影 响 Fig 2 Effects of low light supplemental light at night on morphological parameters of tomato root A B D C CK SL15 SL30 株 高Plantheight cm 10 8 6 4 2 0 CK SL15 SL30 处 理Treatment CK SL15 SL30 处 理Treatment CK SL15 SL30 处 理Treatment 茎 粗Stemthickness mm 6 5 4 3 2 1 0 鲜 质 量Freshmass g plant 1 8 6 4 2 0 b a a a a b a a b A B C D CK SL15 SL30 总 根 长 Totalrootlength cm 500 400 300 200 100 0 CK SL15 SL30 处 理Trentment CK SL15 SL30 处 理Trentment 1500 1200 900 600 300 0 根 尖 数Numberoftips b a a b a a b a a CK SL15 SL30 处 理Trentment 总 表 面 积 Totalsurfacearea cm 2 100 80 60 40 20 0 22第11 期 等 蔗糖转运及相关基因表达的影响 试验研究 2 3 夜间弱光补光促进番茄开花 夜 间 弱 光 补 光 处 理 3 周 后 统 计 番 茄 苗 开 花 情 况 发 现 补 光 处 理 促 进 番 茄 开 花 与 CK 相 比 SL15 和 SL30 补 光 处 理 的 开 花 株 数 和 开 花 数 分 别 显 著 增 加 了 38 20 40 45 和 31 78 33 18 图 3 补 光 处 理 SL15 和 SL30 之 间 的 开 花 株 数 和 开 图 3 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 开 花 的 影 响 Fig 3 Effects of low light supplemental light at night on flowering of tomato plants 花数没有显著差异 2 4 夜 间 弱 光 补 光 促 进 番 茄 源 库 间 蔗 糖 转 运 及 相 关基因的表达 与CK 相 比 SL15 补 光 处 理 显 著 降 低 了 番 茄 成 熟 叶 片 和 茎 的 蔗 糖 含 量 显 著 提 高 了 果 实 和 根 中 的 蔗 糖 含 量 而 成 熟 叶 片 茎 果 实 和 根4 个 器 官 的 总 蔗 糖 含 量 在 CK 和 SL15 处 理 之 间 没 有 显 著 差 异 说 明 夜 间 弱 光 补 光 处 理 促 进 番 茄 源 库 间 蔗 糖 转 运 图 4 A 进 一 步 利 用 qRT PCR 分 析 番 茄 蔗 糖 转 运 基 因 在 源 库 间 不 同 器 官 中 的 表 达 量 结 果 表 明 SL15 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 茎 和 果 实 中 SUT1 表 达 量 分 别 较CK 显 著 提 高 了165 132 和111 图 4 B 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 果 实 和 根 中 SUT4 表 达 量 较 CK 分 别 显 著 提 高 了 609 67 和 276 图 4 C 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 茎 和 根 中 SWEET10b 表 达 量 较 CK 分 别 显 著 提 高 了 213 48 和171 图4 D 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 和 果 实 中SWEET11b 表 达 量 较CK 分 别 显 著 提 高 了 578 和 126 图 4 E 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 和 根 中 SWEET14 表 达 量 较 CK 分 别 显 著 提 高 了 457 和 114 图 4 F 以 上 结 果 表 明 夜 间 弱 光 补 光 促 进 果 实 绿 熟 期 番 茄 源 库 间 蔗 糖 转 运 及 相 关基因的表达 2 5 夜 间 弱 光 补 光 促 进 番 茄 内 源 脱 落 酸 积 累 及 合 成和信号基因表达 与 CK 相 比 夜 间 补 光 处 理 SL15 显 著 提 高 了 番 茄 成 熟 叶 片 茎 果 实 和 根 的 ABA 含 量 图 5 A 进 一 步 利 用 qRT PCR 分 析 ABA 合 成 标 志 基 因NCED1 AAO3 及 信 号 标 志 基 因ABI5 在 番 茄 源 库 间 不 同 器 官 中 的 表 达 量 结 果 表 明 SL15 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 果 实 和 根 中 NCED1 表 达 量 分 别 较 CK 显 著 提 高 了 106 115 和 128 图 5 B 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 茎 和 果 实 中 AAO3 表 达 量 较 CK 分 别 显 著 提 高 了 164 96 和 156 图 4 C 补 光 处 理 植 株 的 成 熟 叶 片 果 实 和 根 中 ABI5 表 达 量 较 CK 分 别 显 著 提 高 了 281 95 和 115 图5 D 以 上 结 果 表 明 夜 间 弱 光 补 光 促 进 果 实 绿 熟 期 番 茄 源 库 间ABA 积 累 及 其 合 成 和 信 号 相关基因的表达 3 讨论与结论 采 用 高 光 强 补 光 导 致 设 施 园 艺 生 产 成 本 提 高 的 问 题 限 制 补 光 技 术 的 应 用 和 推 广 于 鹏 澎 等 8 指 出 番 茄 育 苗 过 程 中 的 用 电 消 耗 量 占 整 个 育 苗 成 本 的80 左 右 因 此 如 何 降 低 设 施 补 光 的 能 耗 是 当 前 研 究 的 重 点 番 茄 的 光 补 偿 点 在35 mol m 2 s 1 以 上 21 22 笔 者 在 本 研 究 中 针 对 目 前 补 光 能 耗 较 高 的 问 题 发 现 与 夜 间 不 补 光 相 比 夜 间 进 行 15 和 30 mol m 2 s 1 低 于 光 补 偿 点 的 两 种 补 光 处 理 均 显 著 促 进 番 茄 植 株 生 长 改 善 根 系 构 型 促 进 开 花 而 两 种 补 光 处 理 的 相 关 生 理 指 标 没 有 显 著 差 异 有 趣 的 是 与 笔 者 的 研 究 类 似 Yu 等 23 在 番 茄 夜 间 补 光 试 验 中 使 用 的 光 照 度 也 为 30 mol m 2 s 1 该 光 照 度 被 证 明 不 能 为 番 茄 的 光 合 作 用 提 供 足 够 的 能 量 值 得 注 意 的 是 研 究 还 指 出 夜 间 补 充 30 mol m 2 s 1 光 照 可 以 显 著 提 高 番 茄 白 天 的 光 合 速 率 产 量 和 品 质 此 外 李 海 云 等 24 研 究 表 明 夜 间 采 用 1 4 mol m 2 s 1 的 弱 光 补 光 能 显 著 促 进 黄 A B 开 花 株 数 Numberoffloweringplants 50 40 30 20 10 0 b a a b a a CK SL15 SL30 CK SL15 SL30 开 花 个 数 Numberofflowering 120 100 80 60 40 20 0 处 理Treatment 处 理Treatment 秦艳萍 等 夜间弱光补光对番茄生长和源库间蔗糖转运及相关基因表达的影响 23中 国 瓜 菜 第37 卷 试验研究 注 代表差异显著性 p 0 05 下同 Note indicatessignificantdifferenceatp 0 05 Thesamebelow 图 4 夜 间 弱 光 补 光 对 番 茄 源 库 间 蔗 糖 转 运 及 相 关 基 因 表 达 的 影 响 Fig 4 Effects of low light supplemental light at night on sucrose transport and related gene expression between sources and sinks of tomato plants 瓜 幼 苗 生 长 但 需 要 的 补 光 时 间 较 长 与 不 补 光 的 对 照 相 比 9 12h 补 光 处 理 的 株 高 茎 粗 干 质 量 才 达 到 显 著 差 异 因 此 夜 间 弱 光 补 光 可 能 通 过 光 信 号 的 形 式 促 进 作 物 生 长 导 致 本 研 究 中 15 和 30 mol m 2 s 1 低 于 光 补 偿 点 的 两 种 补 光 处 理 对 番 茄生长指标的促进效果没有显著差异 根 系 在 固 定 植 物 吸 收 水 分 和 养 分 方 面 发 挥 重 要 作 用 25 植 物 的 根 系 构 型 是 指 根 系 在 空 间 上 的 分 布 结 构 以 及 侧 根 的 数 量 和 长 度 等 26 杨 俊 刚 等 27 提 出 了 番 茄 的 理 想 根 系 构 型 为 主 根 深 入 表 层 密 集 本 研 究 结 果 表 明 夜 间 弱 光 补 光 显 著 改 善 了 番 茄 根 系 构 型 提 高 了 番 茄 幼 苗 根 系 的 总 根 长 总 表 面 积 和 根 尖 数 可 见 夜 间 弱 光 补 光 有 助 于 番 茄 构 建 理 想 的 根 系 构 型 文 莲 莲 等 3 研 究 表 明 补 光 处 理 较 不 补 光 对 照 显 著 促 进 根 系 发 育 根 系 构 型 参 数 随 补 光 时 间 的 延 长 显 著 提 高 以 补 光 4 h 效 果 最 显 著 韩 文 等 28 研 究 表 明 采 用8h 延 长 早 晚 补 光 时 长 打 破 黑 暗 的 非 连 续 补 光 方 式 明 显 改 善 日 光 温 室 番 茄 根 w 蔗 糖 Sucroseconcent mg g 1 CK SL15 成 熟 叶 片 Matureleaf 茎 Stem 果 实 Fruit 根 Root 总 和 Total A B CK SL15 成 熟 叶 片 Matureleaf 茎 Stem 果 实 Fruit 根 Root 5 4 3 2 1 0 相 对 表 达 量 Relativeexpression SUT1 CK SL15 CK SL15 C D SUT4 SWEET10b 相 对 表 达 量 Relativeexpression 12 10 8 6 4 2 0 CK SL15 SWEET11b SWEET14 CK SL15 相 对 表 达 量 Relativeexpression 8 6 4 2 0 成 熟 叶 片 Matureleaf 茎 Stem 果 实 Fruit 根 R