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1、.目录摘要31 绪论31.1 光照对植物生长发育的影响31.1.1光照对细胞生长分化的影响41.2 光的信号转导51.3 本研究的目的及意义62光质对菠菜生长发育的影响63光质对菠菜初级氮同化的影响84不同光质下菠菜对高温胁迫的反应研究95光质对菠菜品质的影响106 结论11参考文献12不同光照对菠菜生长的影响摘要:本研究以菠菜为试材，通过光环境调控技术，探讨了不同光质对菠菜生长、初级氮同化、耐热性及其品质的影响，研究结果说明：1、叶片占植株的上部鲜重的比例高于叶柄。2、光质影响植物的氮代过程，调节高等植物的碳水化合物和蛋白质代。3、圆叶菠菜在整个高温胁迫过程SOD、POD、CAT活性及MDA
2、含量在同一处理条件下均高于尖叶菠菜，表现出较耐高温习性。4、处理间的菠菜叶柄和叶片硝酸盐和草酸含量的变化不同，但地上部生长量的变化趋势相同。关键词：菠菜、光照；生理特性；品质论文修改/降重/排版 满意洋洋工作室为您解忧！淘宝店 s:/shop150740386.taobao./spm=a230r.7195193.1997079397.1.n5NLIq1 绪 论光是植物生长发育重要的环境因子，对植物的形态建成、生理代、生长发育及植物的品质有广泛的调节作用。20世纪50年代，70年代中期，在光强和光质的互相作用反面得到了有说服力的试验结果，正式提出了光质概念。光质是影响光合作用因素之一，并对次生代
3、物起调节作用，从而影响品质。1.1 光照对植物生长发育的影响论文修改/降重/排版 满意洋洋工作室为您解忧！淘宝店 s:/shop150740386.taobao./spm=a230r.7195193.1997079397.1.n5NLIq光作为环境信号作用于植物，是影响植物生长发育的众多外界环境光、温度、重力、水、矿物质等中最为重要的条件。其重要性不仅表现在光合作用对植物体的建成的作用上，光还是植物整个生长和发育过程中的重要调节因子。我在这里主要讨论的是光对植物生长发育的影响，即光作为调节因子的影响；但实际上光合作用是贯穿植物体后期生长发育的整个过程的，是生长发育的基础，通过在植物体幼苗分化、
4、营养生长中起作用而影响植物生长发育。植物“生长发育实际上是指植物的生长、分化和发育。其中生长是指体积、重量、数目等方面的增加，分化是指细胞在结构、功能和生理生化性质方面的变化，而发育那么是生长和分化的总和。植物生长分化的基本单位是细胞，细胞的分裂、生长和分化是植物体生长和发育的基础。我先从细胞水平大概阐述一下光照对细胞分裂生长、分化的影响，再从植物体形态建成过程中逐一论述光的作用，然后是光照对植物营养生长的作用。1.1.1光照对细胞生长分化的影响1所有细胞都能进行分裂、生长和分化。细胞分裂增加细胞数目，细胞伸长增加细胞体积。从表面上看似乎与光照没有什么直接联系。但其实当幼苗长成到能进行一定光合
5、作用的时候，光合作用便为细胞分裂与伸长提供所需的物质和能量。分裂中的细胞的细胞质浓厚，合成代旺盛，可以将无机盐和有机物同化为细胞质，为细胞分裂提供物质基础；当细胞体积伸长时，细胞生长需要的能量主要是来自于呼吸作用，但光合作用也作了一定的能量供应源，光合作用与细胞生长并不是完全没有联系的。2光对植物细胞分化的影响可能要更大一些。这表现在光诱导、改变细胞极性等方面。细胞极性是细胞不均等分裂的基础，而不均等分裂或分化分裂即细胞分裂产生的两个子细胞在形态、生理生化上具有不同的性质又是植物组织极性结构分化产生的基础。有实验说明，墨角藻的大小孢子结合生成的合子在最初无细胞壁，是一个完全无极性的球形细胞，但
6、是在由上而下的单向光线照射下，合子形成后的几个小时之便形成了以细胞单向钙离子流为特征的极性，此时改变光线照射方向可以改变细胞极性的方向。不过在细胞壁形成之后，细胞的极性便固定住了。这说明在细胞未完全定极性之前，光照对细胞极性是有影响的，影响其分裂方向和分化方向。二、光照在植物生长发育各个阶段的作用1.1.2光照在植物生长发育各个阶段的作用论文修改/降重/排版 满意洋洋工作室为您解忧！淘宝店 s:/shop150740386.taobao./spm=a230r.7195193.1997079397.1.n5NLIq1种子的成熟过程。种子的形成和成熟过程实质上是指胚由小变大，营养物质在种子中变化和
7、积累的过程。主要是把葡萄糖、蔗糖和氨基酸等小分子物质合成为淀粉、蛋白质和脂肪等高分子有机物质，并积累在子叶和胚乳中。这些物质由光合作用产生，因此光照强度直接影响种子有机物质的积累。如小麦籽粒2/3的干物质来源于抽穗后叶片及穗子本身的光合产物，此时光照强，叶片同化物多，输入到籽粒的多，产量就高。在小麦灌浆期一遇到连着好几天阴天，籽粒重明显地减小而导致减产。此外，光照也影响籽粒的蛋白质含量和含油率。2种子萌发过程。种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的水分、充足的氧气和适当的温度。这三者是同等重要、缺一不可的。光对一般的植物种子萌发没有什么他特别的影响，但有些植物的种子的萌发是需要光的，这些种子叫
8、做需光种子，如莴苣、烟草等的种子。还有一些萌发时不需要光的种子称为嫌光种子。近年的研究说明，种子的休眠和萌发对某些波长的光较敏感，主要是红光、远红光和蓝光。这些种子的这种需光萌发性与种子的光敏色素有关，隐花色素对种子的休眠也有一定的调节作用，主要是光敏色素的作用。光的直接作用是作为一种信号传导的。这个过程与光敏色素的调解有关。如双子叶植物，胚轴破土伸出地前，茎尖为钩状，当出土后给以红光照射，形成Pfr激活型促使钩展开。此外，在黑暗中生长的幼苗与光下生长的幼苗在形态上有很大差异。黑暗中幼苗植株瘦长，茎细长脆弱，机械组织不发达、顶端呈弯钩状、节间很长，叶片细小不能展开，无叶绿素、不能进行光合作用，
9、同时根系发育不良。这种幼苗由于茎叶均为黄色，被称为黄化苗。而红光促进幼叶的展开，抑制茎的过度伸长，对消除黄化现象起着最有效的作用。1.2 光的信号转导论文修改/降重/排版 满意洋洋工作室为您解忧！淘宝店 s:/shop150740386.taobao./spm=a230r.7195193.1997079397.1.n5NLIq光除了作为一种能源控制着光合作用，还作为一种触发信号影响着植物生长发育的所有方面，不同的光强和光质可以导致截然不同的生长形态，植物种类不同对光的反应也不尽相同。光信号是被不同的光受体察觉的，植物体至少有三类光受体，即光敏素、蓝光、近紫外线受体，用以感知不同波长的光信号。已
10、证明由这些光受体所介导的响应是特定的光调基因的协同调节有关。1.3 本研究的目的及意义菠菜是一种重要的蔬菜作物，含有丰富的VE、VC和矿物质Fe、Zn等，营养丰富，是一种深受消费者喜爱的喜凉性重要的绿叶蔬菜，被誉为“绿色蔬菜之王，在我国南北方都有普遍种植，也是我国人民普遍消费的主要蔬菜作物。菠菜为寒性蔬菜，其生长发育的适温围较窄，生长最适合的温度为1520，温度高于25时生长受阻，甚至死亡。特别是在我国北方地区的夏季栽培和早春栽培种，高温成为菠菜生产的制约因子，造成植株长势差、营养生长不良、硝酸盐积累严重等问题。菠菜是一种重要的叶用蔬菜，这就决定了其极易积累硝酸盐和草酸等对人体有害的物质的特征
11、。如何降低蔬菜中草酸等有害物质的超量累积是无公害蔬菜生产中的重要课题。由于传统的化学控制手段有潜在的环境污染，危害作业人员及消费者的健康，逐渐在很多国家和地区被禁止使用，所以近年来通过非化学控制手段来调控温室作物生长，培育壮苗及及改善作物品质日益受到重视。已有研究说明，光质对植物的生长发育、光合特性、质量、品质、抗逆和衰老等方面均有较大影响。但光质对菠菜生长发育、硝酸盐和草酸累积等指标的影响尚未见报道。本研究旨在通过采用有色荧光灯管改变照射的光谱，研究不同的光环境对菠菜的生理过程，产量和品质的影响，同时选择一种抗高温光质，为菠菜耐热育种及夏季栽培提供依据，为解决目前菠菜及叶菜类生产中存在的问题
12、提供新的方法和思路。2光质对菠菜生长发育的影响植物能通过光受体感受光质与光强的微妙变化，这些光受体激发信号传递途径来改变发育中的形态建成Ward 等,2005。红光处理的两个菠菜品种营养生长旺盛，干物质积累多，叶面积扩展较快，这与蒲高斌、马光恕、傅明华等在番茄、茄子及黄瓜等作物上的结论相似，而蓝光恰好与此相反，原因可能是由于蓝光对植物叶绿体光合片层结构破坏使光合效率明显降低，影响了植物的碳同化作用，从而导致生物量下降戴绍军等,2004；另一种可能是蓝光处理下植株的呼吸速率较高使光合产物消耗多的缘故，这与史宏志等研究结果相同史宏志等,1998。在抑制叶柄伸长方面，蓝光有显著效果。其作用机理可能是
13、：蓝紫光能提高 IAA 氧化酶的活性，降低 IAA 的水平，进而抑制植物的伸长生长储钟稀等, 1999，而红光那么促进菠菜叶柄伸长，这与 Smith 等Smith, 1984的研究相同。在分子水平上，红光促进细胞的伸长，而蓝光具有相反的效果。Meijer(Meijer, 1971)认为植物的伸长并不单单是因为红光作用的结果，还与蓝光的缺乏有关，也就是说，蓝光对于使植物健壮是非常必要的。韶山等韶山等, 1994试验发现，蓝光处理促进了水稻幼苗叶片 IAA 氧化酶活性，IAA 氧化酶活性的增强导致水稻源 IAA 含量的下降。Cosgrove(Cosgrove, 1981)证实蓝光抑制黄花的黄瓜幼苗
14、下胚轴伸长过程中，细胞壁的可塑性下降。由此我们推侧，蓝光抑侧菠菜生长的可能途径是：蓝光促进叶片 IAA 氧化酶活性，降低了源 IAA 含量，引起细胞壁可塑性下降，细胞伸长受抑制，最终导致植物叶柄、株高等的抑制。众所周知，叶绿素的合成离不开光的参与，叶绿素的合成与光质有关。用不同光质照射菠菜，发现黄光下叶绿素含量最高，蓝光最低。不同光质下的 Chl.a/Chl.b 的比例均有差别，尖叶品种 Chl.a/Chl.b 比例以红光最高，蓝光最低，而圆叶品种黄光、白光最高，红光次之，蓝光最低，这与车生泉等在小苍兰上的研究结果相同车生泉等, 1997。光合作用受诸多因素的影响，叶绿素含量的高低并不能完全反
15、映光合性能的强弱。较高的光合速率是幼苗营养生长旺盛的重要原因之一。承志等的研究说明，增加红光照射，提高了白菜、萝卜的叶绿素含量，光合速率及产量明显高于对照。在本试验中，红光处理提高了叶绿素含量，增加了气孔导度及蒸腾速率，光合速率显著高于其它处理。3光质对菠菜初级氮同化的影响光质对高等植物的碳水化合物和蛋白质代有调节作用，在蓝光下生长的植物蛋白质含量较高，而在红光下生长的植物通常碳水化合物含量较高承志等,2001。本试验中红光处理的菠菜碳水化合物含量最高，蓝光处理的总氮含量较高。光质影响植物的氮代过程,调节高等植物的碳水化合物和蛋白质代。通常,红光下生长的植物碳水化合物含量较高,而在蓝光下生长的植物蛋白质含量较高邓江明等, 2000; Kowallik W 等, 1982; Lam H M 等, 1996。不同光质处理导致菠菜叶片的可溶性蛋白含量提高，而以蓝光处理的效果最为显著。有研究说明，隐花色素作为蓝光受体将蓝光信号传向下游Ninnemann H, 1995，而其生色团中的黄素和嘌呤恰是NR的辅基(Campbell等, 1996)，因而蓝光对NR的调控作用可能是直接的。蓝光和黄光对圆叶菠菜NR活性的调控是正向的，可能是其他光质成分对NR活性的负向调控被减弱的结果。光质处理对尖叶菠菜叶片的GS活性影响不大，与NR的情况相似，也是蓝光和黄光处理
