光强对蓝莓花青素含量动态变化的影响初探

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花青素是蓝莓果实中主要保健成分,有很强的抗氧化和清除自由基能力,除了品种差异外,其成分组成及含量也受光照等环境因素的影响,但目前对蓝莓果实和叶片花青素含量的动态变化,以及相关的生理指标与光照之间的关联性并不清楚。因此,本研究以南高丛蓝莓“奥尼尔”为研究对象,使用光度计,设置4个处理,分别为全光照(CK)、75%光照强度、50%光照强度和25%光照强度,研究光照强度对蓝莓果实与叶片在果实白果期、紫果期及蓝果期3个发育时期花青素的含量变化,同时,比较分析不同光照强度下内源激素含量、花青素合成相关酶活性等影响花青素合成相关因素,从生理上探究光照强度对蓝莓叶片、果实花青素含量的调控机理。主要研究结果如下:1、光照强度对3个发育时期蓝莓果实与叶片的花青素含量均产生了显著影响。蓝莓果实内花青素含量随光照强度的增加而增加,CK中花青素含量最高。同一光照强度内,随果实发育,花青素含量也逐渐升高,在蓝果期果实中花青素含量达到最高值;各时期内,蓝莓叶片中花青素含量随光照强度的增加,总体上表现出先增加再减小现象,75%光照强度下叶片花青素含量最高。随果实的发育,同一光照强度下,蓝莓叶片花青素含量在不同发育时期呈现先减小再增加趋势,蓝果期含量最高。2、光照强度对蓝莓光合特性、叶绿素含量、内源激素、糖含量、花青素合成相关酶活性均有重要影响。弱光下蓝莓叶片最大净光合速率(Pmax)、光合速率(Pn)及气孔导度等光合参数显著降低,但叶绿素含量增加;光照不足降低了蓝莓果实、叶片内可溶性糖及还原糖含量。随光照强度的增加,各发育时期蓝莓果实与叶片内激素总体上变化明显,吲哚乙酸(IAA)与赤霉素3(GA3)含量上升,乙烯(ETH)与茉莉酸(JA)含量下降。而白果期与紫果期果实中脱落酸(ABA)含量先增加后减少,蓝果期ABA含量减小后再增加。白果期及紫果期内叶片中ABA含量减小,在蓝果期则先增加后降低。在同一发育时期,蓝莓果实与叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮异构酶(CHI)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)及类黄酮糖基转移酶(UFGT)活性对光照强度的响应,表现出随光照强度的增加,酶活性总体上升高。不同发育时期同一光照强度下,从白果期至蓝果期,叶片与果实中PAL、CHI、DFR及UFGT酶活性均增强。3、在蓝莓果实不同发育时期,光照强度影响蓝莓果实与叶片中花青素含量的调控因子不同。经相关性及主成分分析表明,白果期,光照强度影响蓝莓果实中花青素含量的调控因子,是以果实激素为主,通过果实中JA、可溶性糖含量、CHI活性的正向促进及对果实中IAA、ABA含量抑制的共同结果;叶片中,是以酶活性与激素为主,通过叶片中JA、ETH含量、CHI活性的正向调控与叶片中GA3、IAA、ABA含量的负调控来实现。在紫果期,光照强度调控果实中花青素含量,是以酶活性与激素为主,是通过叶片CHI活性、Pn、果实中PAL活性的正向促进及对果实GA3、叶片IAA、叶绿素A含量抑制的共同结果;叶片中,则是以激素为主,通过果实JA、ETH、叶片ETH含量的正向调控与叶片ABA、叶绿素A、叶绿素B含量的负调控。在蓝果期,光照强度调控果实花青素含量,是以果实激素与酶活性为主,通过叶片中IAA、Pn、果实中可溶性糖含量的正向促进与对果实IAA、果实GA3、叶片GA3含量抑制的共同结果;调控叶片花青素含量,是以果实酶活性、激素及叶绿素总量为主,通过叶片ETH含量、DFR活性、果实中PAL活性的正向调控与叶绿素A、叶绿素B、叶绿素总量含量的负调控。
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