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辙范
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1 应用生态学报摇 2010 年 4 月摇第 21 卷摇第 4 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2010,21(4): 光质对番茄和莴苣幼苗生长及叶绿体 * 超微结构的影响张摇 ( 1 1 欢摇 2 1** 徐志刚摇崔摇瑾摇 1 谷艾素摇 1 郭银生南京农业大学生命科学学院, 南京 ; 2 南京农业大学农学院, 南京 ) 摘摇要摇采用发光二极管 (LED) 精确调制不同光谱能量分布, 以荧光灯光照为对照, 研究光质对番茄和莴苣幼苗生长及叶绿体超微结构的影响. 结果表明 : 红光下番茄莴苣幼苗的可溶性糖淀粉和碳水化合物含量均显著高于对照, 叶片叶绿体中淀粉粒膨大显著 ; 蓝光极显著抑制了番茄下胚轴伸长, 显著提高了莴苣和番茄幼苗叶片叶绿素 a 和类胡萝卜素含量 ; 红蓝光下莴苣幼苗叶片的可溶性糖淀粉碳水化合物蔗糖含量和 C / N 均达到最大值且显著高于红光, 番茄和莴苣幼苗的主根显著伸长, 幼苗叶片中叶绿体形态正常, 基粒增多, 基质片层清晰, 淀粉粒体积明显小于红光. 光质对植物幼苗的光形态建成生长碳氮代谢及叶绿体发育有显著影响 ; 红光下光合产物积累显著但运输受阻严重, 在红光中添加适量蓝光更有利于莴苣幼苗的碳水化合物积累, 并可促进幼苗根系生长, 有利于同化产物输出. 关键词摇光质摇番茄摇莴苣摇生长摇叶绿体超微结构文章编号摇 (2010) 摇中图分类号摇 Q945 摇文献标识码摇 A Effects of light quality on the growth and chloroplast ultrastructure of tomato and lettuce seed 鄄 lings. ZHANG Huan 1, XU Zhi 鄄 gang 2, CUI Jin 1, GU Ai 鄄 su 1, GUO Yin 鄄 sheng 1 ( 1 College of Life Sci 鄄 ences, Nanjing Agricultural University, Nanjing , China; 2 College of Agronomy, Nanjing Agri 鄄 cultural University, Nanjing , China). 鄄 Chin. J. Appl. Ecol.,2010,21(4): Abstract: By using light emitting diode ( LED) to accurately modulate spectral energy distribution, and with fluorescent light as the control, this paper studied the effects of light quality on the growth and chloroplast ultrastructure of tomato and lettuce seedlings. Under red LED, the soluble sugar, starch, and carbohydrate contents of tomato and lettuce seedlings were significantly higher than those under fluorescent light, and the starch grains in chloroplast swelled obviously. Under blue LED, the hypocotyl length of tomato seedlings were restrained remarkably, but the leaf chlorophyll a and carotenoid contents of tomato and lettuce seedlings were increased significantly. Under red + blue LED, the soluble sugar, starch, carbohydrate, and sucrose contents and C / N ratio of lettuce seedlings reached the maximal and were significantly higher than those under red LED, the main root length of the seedlings increased significantly, their leaf chloroplast morphology was normal, granum number increased, stroma lamellae was clear, but the starch grain size was smaller than that under red LED. The results suggested that light quality had remarkable effects on the photomorpho 鄄 genesis, growth, carbon and nitrogen metabolism, and chloroplast development of plant seedlings. Red LED promoted the accumulation of photosynthates but hindered their transport, while adding appropriate amount of blue LED to red LED could more benefit the accumulation of photosynthates in lettuce seedlings, and promote the seedlings root growth and the export of assimilation products. Key words: light quality; tomato; lettuce; growth; chloroplast ultrastructure. 摇摇植物幼苗个体发育对环境因素的变化十分敏感 [1]. 光不仅是植物生长基本的能量来源, 也是植 * 国家自然科学基金项目 ( ) 中国农业大学鄄南京农业大学青年教师开放科研基金项目 (Y200880) 资助. ** 通讯作者. E 鄄 mail: cuijin@ njau. edu. cn 2009 鄄 06 鄄 19 收稿,2010 鄄 01 鄄 28 接受. 物从黄化到非黄化状态转变的重要信号, 其激发植物的生长发育并影响植物生命周期内与细胞组分和基因表达相关的生物合成 [2-3]. 在照光中幼苗发育

2 960 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 21 卷经历光形态建成过程, 最显著特点是形成了进行光合作用的叶绿体 [4]. 不同光质的生物学效应存在显著差异 [5-6]. 已有研究表明, 光质对黄瓜 [7-8] 番茄 [7,9] 甜椒 [10] 油菜 [11] 水稻 [12] 燕麦 [13] 拟南芥 [14] [15] 生姜等幼苗的生长具有特殊效应, 但由于试验大多采用彩色荧光灯滤光片或有色膜获得光质, 无法定量精确地调制光谱能量分布, 影响了结论的可靠性和可比性. 因此, 本文采用具有光谱能量调制便捷发热低节能环保等重要特点的发光二极管 (light emitting diode, LED) 调制光谱能量分布, 深入研究光质对植物幼苗光形态建成生长发育及叶绿体结构的影响, 以期探讨光信号对植物幼苗生长发育的调控机制, 为发展设施栽培光环境调控技术提供理论和技术支持. 1 摇材料与方法 1 郾 1 摇试验材料与试验设计供试材料为番茄 ( Lycopersicon esculentum) 和莴苣 (Lactuca sativa) 幼苗, 种子购买于江苏省农业科学院, 品种分别为江蔬 14 号冶和抗寒青皮王冶. 人工剔除虫蛀残破畸形霉变的种子及杂质. 采用营养钵 (8 cm 伊 8 cm) 育苗, 育苗基质为蛭石颐草炭 = 1 颐 1. 待幼苗长至一叶一心时随机分成 6 组, 每组 10 个营养钵, 约 100 株, 分别置于 5 种光谱能量分布的 LED 光源区和 1 个荧光灯对照区下培养,3 次重复. 培养条件 : 温度白天 23 益 ~ 28 益, 夜间 15 益 ~ 17 益, 光照 12 h, 培养周期为 10 d. 1 郾 2 摇光谱能量分布光源均为南京农业大学农学院自主研制的 LED 植物生长灯, 光谱能量分布如表 1 所示, 以市售直管形荧光灯 T8 作为白光对照. 各间设置反光膜加以隔离. 调节电流占空比及光源与植株的距离, 使光量均为 50 滋 mol m -2 s -1. 表 1 摇不同 LED 光谱能量分布的主要技术参数 Tab. 1 摇 Major technique parameters of light spectral ener 鄄 gy distribution under LED Treat 鄄 ment 光谱能量分布 Light spectral energy distribution 峰值波长姿 p (nm) 波长半宽驻姿 (nm) 功率 Power (W) CK 荧光灯 Fluorescent 380 ~ 郾 0 R 100% 红 100% red 郾 3 Y 100% 黄 100% yellow 郾 4 B 100% 蓝 100% blue 郾 3 R+B 红 / 蓝 (8 颐 1) Red / blue (8 颐 1) Fr 100% 远红 100% far 鄄 red 郾郾 8 1 郾 3 摇测定项目与方法 1 郾 3 郾 1 幼苗形态及生理指标测定摇在各光质下培养 10 d 后, 用直尺测定幼苗下胚轴长根长, 游标卡尺测定下胚轴直径, 测定时均采用随机取样. 用硫酸纸剪纸称量法测定子叶面积 [16]. 叶绿素类胡萝卜素含量用无水乙醇颐丙酮 = 1 颐 1 提取法测定 ; 可溶性糖及淀粉含量采用蒽酮法测定 ; 游离氨基酸含量采用水合茚三酮法测定 ; 蔗糖含量采用间苯二酚法测定 ; 可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定 ;SOD 采用氮蓝四唑法测定,POD 采用愈创木酚法测定 ; CAT 采用滴定法测定 [17]. 形态指标测定均重复 6 次, 生理生化指标重复 3 次. 1 郾 3 郾 2 叶片叶绿体超微结构的观测摇取第 3 叶位功能叶, 在叶片中部主脉两侧切取 1 ~ 2 cm 2 叶片组织小块, 用 3% 戊二醛前固定 12 h,0 郾 1 mol L -1 磷酸缓冲液 ( ph 7 郾 2) 冲洗,1% 锇酸后固定 2 h, 乙醇梯度脱水, 丙酮置换浸透,Epon 鄄 812 环氧树脂包埋聚合, 修块切片, 醋酸铀和柠檬酸铅双染色,HITACHI 透射电镜观察, 每共观察 30 个视野并照相. 1 郾 4 摇数据采用 Excel 2003 软件数据,SPSS 16 郾 0 软件进行方差分析,Duncan 法进行多重比较. 2 摇结果与分析 2 郾 1 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗形态的影响由表 2 可知, 番茄幼苗在 Fr 下, 下胚轴长显著高于其他, 而下胚轴直径显著低于其他, 说明 Fr 导致幼苗徒长严重 ;B 的下胚轴长显著小于其他和对照, 主根长和下胚轴直径均极显著高于对照 ;R 的子叶面积和鲜质量在各中最大, 且显著高于对照. 在 Fr 下, 莴苣幼苗下胚轴长也显著高于对照, 而下胚轴直径显著低于对照, 说明 Fr 也导致幼苗徒长严重 ;R+B 的主根长和子叶面积在各中最大, 且显著高于对照 ;R 的下胚轴直径显著高于对照和其他, 下胚轴长和鲜质量为各中最大. 2 郾 2 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗叶片色素含量的影响由表 3 可知, 在 R+B 下, 番茄幼苗叶绿素 a b a+b 及类胡萝卜素含量均为最大值, 且极显著高于对照 ;B 和 R 的叶绿素 a a+b 及类胡萝卜素含量均显著高于对照.

3 4 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇张摇欢等 : 光质对番茄和莴苣幼苗生长及叶绿体超微结构的影响摇摇摇摇摇摇 961 表 2 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗形态的影响 Tab. 2 摇 Effects of light quality on the morphology of tomato and lettuce seedlings 植物 Plant Treatment 下胚轴长 Length of hypocotyl ( cm) 下胚轴直径 Diameter of hypocotyl ( cm) 主根长 Length of main root (cm) 子叶面积 Cotyledon area (cm 2 ) 鲜质量 Fresh mass (g) 干质量 Dry mass (g) 番茄 CK 4 郾 42dD 0 郾 072bBC 2 郾 43eD 1 郾 08bAB 0 郾 062bB 0 郾 024abA Tomato R 5 郾 44cC 0 郾 078aAB 2 郾 68deCD 1 郾 29aA 0 郾 082aA 0 郾 041abA Y 7 郾 14bB 0 郾 080aA 3 郾 06cdBC 0 郾 40cC 0 郾 076aAB 0 郾 029abA B 2 郾 76eE 0 郾 080aA 4 郾 42aA 0 郾 97bB 0 郾 062bB 0 郾 034abA R+B 4 郾 12dD 0 郾 081aA 3 郾 62bB 0 郾 99bB 0 郾 066bB 0 郾 045aA Fr 8 郾 98aA 0 郾 069bC 3 郾 36bcB 0 郾 24cC 0 郾 062bB 0 郾 020bA 莴苣 CK 4 郾 52cC 0 郾 047bB 2 郾 80bB 0 郾 84cBC 0 郾 035abA 0 郾 013aA Lettuce R 6 郾 44aA 0 郾 052aA 2 郾 80bB 0 郾 99bB 0 郾 040aA 0 郾 015aA Y 6 郾 68aA 0 郾 041cC 2 郾 94bB 0 郾 67dC 0 郾 034abA 0 郾 010aA B 4 郾 12cC 0 郾 049bB 3 郾 04bB 1 郾 18aA 0 郾 036abA 0 郾 016aA R+B 5 郾 12bB 0 郾 043cC 4 郾 04aA 1 郾 18aA 0 郾 036abA 0 郾 018aA Fr 6 郾 64aA 0 郾 041cC 2 郾 88bB 0 郾 22eD 0 郾 023bA 0 郾 007aA 同列不同大小写字母分别表示差异极显著 ( P 臆 0 郾 01) 和显著 ( P 臆 0 郾 05) Different capital and small letters in the same column meant significant difference at 0 郾 01 and 0 郾 05 levels, respectively. 下同 The same below. 表 3 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗叶片色素含量的影响 Tab. 3 摇 Effects of light quality on chlorophyll and carotenoid contents of tomato and lettuce seedlings 植物 Plant Treatment 叶绿素 Chlorophyll (mg g -1 FM) Chl a Chl b Chl(a +b) Chl(a / b) 类胡萝卜素 Carotenoid (mg g -1 FM) 番茄 CK 0 郾 90bcBC 0 郾 32bcBC 1 郾 22bcBC 2 郾 85abA 0 郾 31bcBC Tomato R 1 郾 34aAB 0 郾 45abAB 1 郾 79aAB 2 郾 96abA 0 郾 42aAB Y 1 郾 28abAB 0 郾 45abAB 1 郾 73abAB 2 郾 84abA 0 郾 39abAB B 1 郾 41aA 0 郾 44abAB 1 郾 85aAB 3 郾 21aA 0 郾 44aA R+B 1 郾 49aA 0 郾 55aA 2 郾 04aA 2 郾 69bA 0 郾 47aA Fr 0 郾 68cC 0 郾 22cC 0 郾 89cC 3 郾 05abA 0 郾 22cC 莴苣 CK 0 郾 97bAB 0 郾 35abA 1 郾 31abAB 2 郾 77cC 0 郾 32bAB Lettuce R 0 郾 82cB 0 郾 26cB 1 郾 08cC 3 郾 17aA 0 郾 28bB Y 0 郾 93bcB 0 郾 31abAB 1 郾 24bcBC 2 郾 97bB 0 郾 31bB B 1 郾 12aA 0 郾 36aA 1 郾 48aA 3 郾 11aA 0 郾 36aA R+B 0 郾 91bcB 0 郾 31bAB 1 郾 22bcBC 2 郾 96bB 0 郾 31bB Fr 0 郾 40dC 0 郾 16dC 0 郾 56dD 2 郾 57dD 0 郾 18cC 摇摇莴苣幼苗在 B 下, 叶绿素 a a / b 及类胡萝卜素含量均为最大值, 且显著高于对照 ;R 的叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于 B ;Fr 的叶绿素 a b a+b 及类胡萝卜素含量均显著低于对照和其他光. 2 郾 3 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗碳氮代谢的影响在 R 和 R+B 下, 番茄幼苗可溶性糖淀粉和碳水化合物含量均显著高于对照, 但 R 与 R+B 间无显著差异 ;R 下的 C / N 最大, 且显著高于对照, 其次为 B 和 R+B,Y 和 Fr 的 C / N 显著低于对照 ;Fr 下的游离氨基酸含量在各中最大, 且显著高于对照, 其余光与对照间无显著差异或显著低于对照 ( 表 4). 除 Fr 外, 其余光显著提高了莴苣幼苗的可溶性糖淀粉碳水化合物含量和 C / N; 其中可溶性糖含量由高到低依次为 R+B>R>B>Y, 淀粉含量由高到低依次为 R+B>Y>B>R, 碳水化合物含量由高到低依次为 R+B>R>B>Y,C / N 由高到低依次为 R+B>R>B>Y. R+B 的可溶性糖淀粉碳水化合物含量和 C / N 均为各中最大, 且极显著高于对照. 但在 Fr 下的莴苣幼苗可溶性蛋白含量极显著高于对照,B 下的可溶性蛋白含量显著高于对照 ( 表 4).

4 962 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 21 卷表 4 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗碳氮代谢的影响 Tab. 4 摇 Effects of light quality on metabolism of carbon and nitrogen of tomato and lettuce seedlings 植物 Plant Treatment 可溶性糖 Soluble sugar (% ) 淀粉 Starch (% ) 碳水化合物 Carbohydrate 蔗糖 Sucrose 可溶性蛋白 Soluble protein 游离氨基酸 Amino acid 番茄 CK 3 郾 60bB 9 郾 34bB 129 郾 42bB 33 郾 37aA 10 郾 42aA 483 郾 04bB 0 郾 268cC Tomato R 5 郾 70aA 21 郾 53aA 272 郾 31aA 18 郾 00cCD 11 郾 41aA 233 郾 66cC 1 郾 166aA Y 2 郾 03dC 3 郾 28cC 53 郾 06cC 22 郾 46bB 9 郾 61aA 493 郾 95bB 0 郾 107dD B 2 郾 33bcCD 11 郾 98bB 143 郾 18bB 14 郾 09dD 11 郾 27aA 217 郾 32cC 0 郾 663bB R+B 5 郾 23aA 20 郾 99aA 262 郾 18aA 19 郾 08cBC 10 郾 72aA 436 郾 64bB 0 郾 602bB Fr 3 郾 16bcBC 2 郾 55cC 57 郾 11cC 36 郾 44aA 12 郾 51aA 669 郾 96aA 0 郾 086dD 莴苣 CK 11 郾 56eCD 8 郾 18dD 197 郾 42eD 27 郾 75bcBC 5 郾 79cBC 400 郾 71bB 0 郾 493dD Lettuce R 41 郾 42bAB 11 郾 25cC 526 郾 70bB 21 郾 38cdCD 4 郾 96cC 55 郾 73cdC 0 郾 494bB Y 19 郾 62dC 13 郾 82bB 334 郾 32dC 8 郾 59eD 7 郾 07bcBC 74 郾 09cdC 4 郾 520cC B 33 郾 51cB 11 郾 84bcBC 453 郾 51cB 15 郾 36deCD 8 郾 44bB 167 郾 86cC 2 郾 700cCD R+B 49 郾 62aA 20 郾 13aA 697 郾 50aA 37 郾 09abAB 6 郾 84bcBC 41 郾 52dC 16 郾 874aA Fr 3 郾 45fD 4 郾 74eE 81 郾 93fE 41 郾 91aA 15 郾 59aA 1208 郾 20aA 0 郾 068dD C / N 2 郾 4 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗叶片叶绿体超微结构的影响由图 1 所示, 在 R 下, 番茄幼苗叶片叶绿体基粒片层整齐, 基粒类囊体垛叠多, 淀粉粒体积膨大, 占据叶绿体主要结构空间 ;R+B 下, 叶绿体形态呈长椭圆形, 结构良好, 基粒基质片层清晰, 基粒类囊体垛叠多且排列致密整齐, 淀粉粒体积缩小 ; B 下, 叶绿体基粒垛叠片层多且整齐, 基质片层清晰, 淀粉粒体积膨大 ;Y 下, 叶绿体基粒排列疏松散乱, 基粒片层模糊, 淀粉粒含量少或无 ;Fr 处理下, 叶绿体基粒数少, 基粒类囊体结构不明显, 片层疏松散乱, 淀粉粒少或无 ;CK 下, 基粒数较少, 基质片层排列疏松, 淀粉粒体积较小. 莴苣幼苗在 R 下, 叶片叶绿体基粒片层排列紧密, 淀粉粒体积膨大 ;R + B 下, 叶绿体饱满, 基粒类囊体垛叠多, 排列紧凑整齐, 基质片层清晰, 淀粉粒体积明显小于 R ;B 下, 叶绿体基粒片层增厚, 排列整齐, 基质片层清晰, 淀粉粒体积小 ;Y 下, 叶绿体基粒数减少, 片层排列疏松, 内部出现缝隙, 嗜锇颗粒变大, 淀粉粒变大 ;Fr 下, 叶绿体形态较小, 基粒基质片层模糊, 无淀粉粒 ;CK 下, 基粒类囊体垛叠少, 基质片层排列疏松, 淀粉粒体积小或无. 3 摇讨摇摇论 3 郾 1 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗生长的影响本研究中, 蓝光极显著抑制了番茄幼苗下胚轴伸长, 这与 Moe 等 [7] 蒲高斌等 [9] [12] 邓江明等的研究结论相一致, 可能是蓝光提高了吲哚乙酸氧化酶的活性, 降低了生长素 (IAA) 的水平, 进而抑制了植物的伸长生长 [18]. 远红光下, 番茄和莴苣幼苗的下胚轴伸长显著,C / N 显著降低, 说明远红光下幼苗出现严重徒长. 已有研究报道, 增加远红光可明显促进马铃薯 [19] [20] [21] 薯蓣和向日葵茎的伸长 ; 远红光能提高植物体内的赤霉素含量, 从而增加节间长度和植株高度 [22]. 已有研究表明, 光质对整株植物的碳水化合物和蛋白质代谢有重要调节作用 [23], 红光可促进碳水化合物的积累 [24], 而蓝光可促进新合成有机物中蛋白质的积累. 在本试验中, 红光下番茄幼苗的营养生长旺盛, 子叶面积鲜质量可溶性糖淀粉碳水化合物和 C / N 均显著高于对照, 说明红光有利于植物光合产物的积累, 这与蒲高斌等 [9] [8] 储钟稀等在番茄黄瓜上的结论相似. 而莴苣幼苗在红蓝光下子叶面积可溶性糖淀粉碳水化合物蔗糖和 C / N 均为最大且显著高于红光, 说明在红光中添加适量蓝光更有利于莴苣幼苗的碳水化合物积累, 这可能与红光和蓝光在植物光形态建成中的作用有关 [25]. 莴苣幼苗在蓝光下可溶性蛋白含量显著提高, 与前人结论相同 [26], 有报道认为, 蓝光可显著促进线粒体的暗呼吸, 因而呼吸过程中的有机酸为氨基酸的合成提供了碳架, 进一步促进了蛋白质的合成 [23]. 但远红光下莴苣幼苗可溶性蛋白极显著提高的具体 [27] 生理机制还需要进一步研究. Rey 等认为, 红光 [28] 可有效地促进根形态建成, 刘亚丽等报道红光有促进菊花插枝生根和碳水化合物积累的作用, 石岭 [29] 等发现, 红光和红蓝混合光对河套蜜瓜根系的生长发育有明显的促进作用. 本研究发现, 红蓝光显著促进了番茄和莴苣幼苗的主根生长, 这可能与红蓝光显著提高其碳水化合物积累有关.

5 4 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇张摇欢等: 光质对番茄和莴苣幼苗生长及叶绿体超微结构的影响摇摇摇摇摇摇 963 图 1摇不同光谱能量分布下番茄( 玉) 和莴苣( 域) 幼苗叶片的叶绿体超微结构 Fig. 1摇 Ultrastructure of leaf chloroplast of tomato ( 玉) and lettuce ( 域) seedlings under different light spectral energy distributions. M: 线粒体 Mitochondria; S: 淀粉粒 Starch grain; GL: 基粒片层 Grana lamella; SL: 基质片层 Stroma lamella; P: 嗜锇颗粒 Plastoglobulus.

6 964 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 21 卷摇摇光是影响叶绿素合成的重要条件, 不同波长的光与植物体内相应的光受体作用调控色素合成 [30]. 本研究发现, 蓝光显著提高了莴苣和番茄幼苗叶片叶绿素 a 和类胡萝卜素含量, 这与徐凯等 [31] 储钟 [8] 稀等在草莓黄瓜上的研究结论相反. 但 Wu [32] 等报道蓝光下豌豆幼苗叶绿素含量明显增加 ; 张 [15] 瑞华等研究发现姜幼苗叶片叶绿素含量以蓝膜 [33] 较高 ;Saebo 等研究发现蓝光下桦树叶组织中的叶绿素含量最高, 几乎是红光下的两倍. 这说明光质对植物细胞色素积累的影响因物种不同而存在差异. 3 郾 2 摇不同光质对番茄和莴苣幼苗叶片叶绿体超微结构的影响叶绿体的发育依赖光源, 不同波长的光影响植物叶绿体结构和内部化学物质的变化 [34]. 本研究电镜观察结果表明, 不同光质对幼苗叶片中叶绿体形态结构产生显著影响. 红蓝光未对番茄和莴苣叶绿体结构产生不良影响 ; 黄光及远红光不利于叶绿体发育 ; 蓝光有利于基质片层的形成, 不利于类囊体垛 [4] 叠, 这与张汝民的研究结论一致. 在红光红蓝光和蓝光下, 番茄和莴苣叶片中的淀粉粒积累比较明显, 尤其是在红光下, 淀粉粒膨大, 占据叶绿体主要空间. 植物的光合产物主要以蔗糖的形式通过韧皮部向外运输, 同时有一部分同化产物以淀粉的形式 [35] 在叶绿体内积累. 韩善华等发现, 沙冬青叶肉细胞中的淀粉粒在幼龄叶绿体中体积较小, 随着叶绿 [33] 体结构的日趋完善, 体积逐渐变大. Saebo 等发现, 与红光相比, 蓝光下淀粉粒积累较少, 这主要是由于红光抑制了光合产物从叶片中的输出, 增加了叶片的淀粉积累, 而淀粉粒的过量积累不利于植物叶片光合作用的进行 [36]. 红光下生长的番茄和莴苣幼苗碳水化合物含量较高, 光质对同化产物的运输产生影响, 导致淀粉粒积累明显. 但与红光相比, 红蓝光下淀粉粒体积明显缩小, 说明红光中增加适量蓝光有利于同化产物的输出. 参考文献 [1] 摇 Clouse SD. Integration of light and brassinosteroid sig 鄄 nals in etiolated seedling growth. Trends in Plant Sci 鄄 ence, 2001, 6: [2] 摇 Erdei N, Barta C, Hideg E, et al. Light 鄄 induced wilting and its molecular mechanism in epicotyls of dark 鄄 germi 鄄 nated pea ( Pisum sativum L. ) seedlings. Cell Physiology, 2005, 46: Plant and [3] 摇 Ward JM, Cufr CA, Denzel MA, et al. The dof tran 鄄 scription factor OBP3 modulates phytochrome and cryp 鄄 tochrome signaling in arabidopsis. Plant Cell, 2005, 17: [4] 摇 Zhang R 鄄 M ( 张汝民 ). Study on Physiological and Bio 鄄 chemical Mechanism of Plastids during Early Stage of Seedling De 鄄 etiolation of Phaseolus radiatus L. PhD Thesis. Beijing: Beijing Forestry University, 2005 ( in Chinese) [5] 摇 Leong TY, Goodchild DJ, Anderson JM. Effect of light quality on the composition, function, and structure of photosynthetic thylakoid membranes of Asplenium aus 鄄 tralasicum ( Sm. ) Hook. Plant Physiology, 1985, 78: [6] 摇 Carmona R, Vergara JJ, Lahaye M, et al. Light quality affects morphology and polysaccharide yield and compo 鄄 sition of Gelidium sesquipedale ( Rhodophyceae). Jour 鄄 nal of Applied Phycology, 1998, 10: [7] 摇 Moe R, Morgan L, Grindal G. Growth and plant mor 鄄 phology of Cucumis sativus and fuchsia 伊 hybrid are influ 鄄 enced by light quality during the photoperiod and by temperature alternations. Acta Horticulturae, 2002, 580: [8] 摇 Chu Z 鄄 X ( 储钟稀 ), Tong Z ( 童摇哲 ), Feng L 鄄 J ( 冯丽洁 ), et al. Effect of different light quality on photo 鄄 synthetic characteristics of cucumber leaves. Acta Botan 鄄 ica Sinica ( 植物学报 ), 1999, 41(8): ( in Chinese) [9] 摇 Pu G 鄄 B ( 蒲高斌 ), Liu S 鄄 Q ( 刘世琦 ), Liu L ( 刘摇磊 ), et al. Effects of different light qualities on growth and physiological characteristics of tomato seedlings. Ac 鄄 ta Horticulturae Sinica ( 园艺学报 ), 2005, 32 ( 3 ): ( in Chinese) [10] 摇 Du H 鄄 T ( 杜洪涛 ), Liu S 鄄 Q ( 刘世琦 ), Zhang Z ( 张珍 ). Effects of light qualities on growth and activity of enzymes in leaves of color pimientos seedling. Acta Agri 鄄 culturae Boreali 鄄 Sinica ( 华北农学报 ), 2005, 20(2): ( in Chinese) [11] 摇 Du J 鄄 F ( 杜健芳 ), Liao X 鄄 R ( 廖祥儒 ), Ye B 鄄 Q ( 叶步青 ), et al. Effect of light quality on the growth and antioxidant enzyme activities of rape seedlings. Chinese Bulletin of Botany ( 植物学通报 ), 2002, 19(6): (in Chinese) [12] 摇 Deng J 鄄 M ( 邓江明 ), Bin J 鄄 H ( 宾金华 ), Pan R 鄄 C ( 潘瑞炽 ). Effects of light quality on the primary nitro 鄄 gen assimination of rice ( Oryza sativa L. ) seedlings. Acta Botanica Sinica ( 植物学报 ), 2000, 42(3): (in Chinese) [13] Corbineau F, Rudnicki RM, Goszczyska DM, et al. The effect of light quality on ethylene production in leaves of oat seedlings (Avena sativa L. ). Environmental and Ex 鄄

7 4 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇张摇欢等 : 光质对番茄和莴苣幼苗生长及叶绿体超微结构的影响摇摇摇摇摇摇 965 perimental Botany, 1995, 35: [14] 摇 Folta KM. Green light stimulates early stem elongation, antagonizing light 鄄 mediated growth inhibition. Plant Physiology, 2004, 135: [15] 摇 Zhang R 鄄 H ( 张瑞华 ), Zhan K 鄄 Y ( 战琨友 ), Xu K ( 徐摇坤 ). Efects of covering with colored plastic films on the pigment content and photosynthesis in ginger leav 鄄 es. Acta Horticulturae Sinica ( 园艺学报 ), 2007, 34 (6): (in Chinese) [16] 摇 Feng D 鄄 X ( 冯冬霞 ), Shi S 鄄 J ( 施生锦 ). Research on night measurement methods of leaf area. Chinese Agri 鄄 cultural Science Bulletin ( 中国农学通报 ), 2005, 21 (6): (in Chinese) [17] 摇 Zhao S 鄄 J ( 赵世杰 ). Guide of Plant Physiological Ex 鄄 periment. Beijing: China Agriculture Press, 2002 ( in Chinese) [18] Li S 鄄 S ( 李韶山 ), Pan R 鄄 C ( 潘瑞炽 ). Blue light effects in plants. Plant Physiology Communications ( 植物生理学通讯 ), 1993, 29 (4): ( in Chi 鄄 nese) [19] 摇 Miyashita Y, Kitaya Y, Kozai T, et al. Effects of red and far 鄄 red light on the growth and morphology of potato plantlets in vitro: Using light emitting diode as a light source for microprogation. Acta Horticulturae, 1995, 393: [20] 摇 John JL, Courtney WH, Decoteau DR. Photocontrol of Dioscorea alata plantlet growth. Scientia Horticulturae, 1993, 54: [21] 摇 Kurepin LV, Walton LJ, Reid DM. Interaction of red to far red light ratio and ethylene in regulating stem elonga 鄄 tion of Helianthus annuus. Plant Growth Regulation, 2007, 51: [22] 摇 Li S 鄄 M ( 李书民 ). The applications of light quality con 鄄 trol film in facility horticulture. China Vegetables ( 中国蔬菜 ), 2000(suppl. ): (in Chinese) [23] Kowallik W. Blue light effects on respiration. Annual Review of Plant Physiology, 1982, 33: [24] 摇 Zheng J ( 郑摇洁 ), Hu M 鄄 J ( 胡美君 ), Guo Y 鄄 P ( 郭延平 ). Regulation of photosynthesis by light quality and its mechanism in plants. Chinese Journal of Applied Ecology ( 应用生态学报 ), 2008, 19(7): ( in Chinese) [25] 摇 Voskresenskaya NP. Responses and activity of the pho 鄄 tosynthetic apparatus under photoregulation. Soviet Plant Physiology, 1987, 34: [26] 摇 Li S 鄄 S ( 李韶山 ), Pan R 鄄 C ( 潘瑞炽 ). Effect of blue light on metabolism of carbohydrate and protein in rice ( Oryza sativa L. )seedlings. Acta Phytophysiologica Sin 鄄 ica ( 植物生理学报 ), 1995, 21(1): ( in Chi 鄄 nese) [27] Rey M, Diaz S, Rodriguez R. Exogenous polyamines improve rooting of hazel microshoots. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 1994, 36: [28] 摇 Liu Y 鄄 L ( 刘亚丽 ), Li M 鄄 J ( 李明军 ), Li J ( 李摇洁 ), et al. Rooting and physiological and biochemical changes of chrysanthemum cuttings under red light. Plant Physiology Communications ( 植物生理学通讯 ), 2003, 39(4): 337 (in Chinese) [29] 摇 Shi L ( 石摇岭 ), Huo X 鄄 W ( 霍秀文 ), Hao C 鄄 G ( 郝春光 ). Effects of different light quality on organ culture of Cucumis melo L. var. cantalupensis Naut. Journal of Inner Mongolia Agricultural University ( Natural Sci 鄄 ence) ( 内蒙古农业大学学报自然科学版 ), 1999 (2): (in Chinese) [30] 摇 Stuefer JF, Huber H. Differential effects of light quanti 鄄 ty and spectral light quality on growth, morphology and development of two stoloniferous Potentilla species. Oeco 鄄 logia, 1998, 117: 1-8 [31] 摇 Xu K ( 徐摇凯 ), Guo Y 鄄 P ( 郭延平 ), Zhang S 鄄 L ( 张上隆 ). Effect of light quality on photosynthesis and chlorophyll fluorescence in strawberry leaves. Scientia Agricultura Sinica ( 中国农业科学 ), 2005, 38 (2): ( in Chinese) [32] 摇 Wu MC, Hou CY, Jiang CM, et al. A novel approach of LED light radiation improves the antioxidant activity of pea seedlings. Food Chemistry, 2007, 101: 1-6 [33] 摇 Saebo A, Krekling T, Appelgren M. Light quality af 鄄 fects photosynthesis and leaf anatomy of birch plantlets in vitro. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 1995, 41: [34] Deng L 鄄 N ( 邓丽娜 ). The Changing of Chloroplast Growth Regulated by Light. PhD Thesis. Beijing: Bei 鄄 jing Forestry University, 2007 ( in Chinese) [35] 摇 Han S 鄄 H ( 韩善华 ), Zhang H ( 张摇红 ), Gu S 鄄 F ( 顾素芳 ), et al. Starch granules related to the development of chloroplasts in Ammopiptanthus mongolicus. Acta Bo 鄄 tanica Boreali 鄄 occidentalia Sinica ( 西北植物学报 ), 2001, 21(1): (in Chinese) [36] 摇 Bondada BR, Syvertsen JP. Concurrent changes in net CO 2 assimilation and chloroplast ultrastructure in nitro 鄄 gen deficient citrus leaves. Environmental and Experi 鄄 mental Botany, 2005, 54: 作者简介摇张摇欢, 女,1986 年生, 硕士. 主要从事植物生物技术及发育生物学研究. E 鄄 mail: @ njau. edu. cn 责任编辑摇张凤丽

d - 1 / = 1. 2 / = 形态指标测定 1 ~ 3 25d 10 4 / min 75 IAA 叶面积的测定 Gao 光合色素测定 8 / 8

d - 1 / = 1. 2 / = 形态指标测定 1 ~ 3 25d 10 4 / min 75 IAA 叶面积的测定 Gao 光合色素测定 8 / 8 Chinese Journal of Oil Crop Sciences 2014,36( 3) : 343-348 doi: 10. 7505 /j. issn. 1007-9084. 2014. 03. 008 张勇, 叶芝兰, 杨峰 * *, 张丽君, 聂邵仙, 杨文钰 611130 / / 0. 8 0. 6 1 3 / / / / P < 0. 01 / P > 0. 01 / Pn GsPSII