论文精选47不同红光远红光配以蓝光的
1研究背景及目的
在封闭式植物生产系统中，一年四季都可以生产出高质量的作物，因为这些系统使作物生长的环境受到严格控制，不管天气如何，在封闭式工厂生产系统中可以控制各种环境因素，如光、温度、湿度和二氧化碳。人工补光是至关重要的，因为在封闭式植物生产系统中不利用自然光照对植株进行照射。系统中使用的人造光的质量会影响植物的生长发育。红色和蓝色波长通常用于封闭式植物生产系统，因为这两种波长能够被叶绿体有效吸收，从而提高光合速率。
一般来说，远红光会拉长植物的茎，使植物表现出避荫特性。此外，远红灯调节参与花青素等酚类化合物产生的生物合成途径。有报道称，在补充了远红外光的情况下，植物生物量增加了。远红光(≥nm)可以调节植物的生长和形态发生，但很少作为光合作用的直接能量来源。植物对远红光的反应可以归因于一种特殊类型的光感受器——光敏色素对红光和远红光的识别。光敏色素以两种蛋白质形式存在，Pr和Pfr，分别吸收红光和远红光。每一种蛋白质都会在红光和远红光的照射下转变成另一种形式，这个过程被称为光转化。由Pr与Pfr比值决定的光静止状态是植物形态发生响应的一般指标。然而，迄今为止，关于远红补充剂对植物影响的信息还是有限的。
因此，本研究探讨了R/FR光与蓝色LED光的逐渐变化对生菜植物生长特性和生物活性化合物的影响。
2材料与方法
1.植物物质和生长条件
本试验以红叶莴苣作为试验材料。将种子放在细胞培养皿中发芽，培养皿中含有生长介质，光照时间为12小时，在光照强度为μmol·m-2·s-1，光照温度为20℃条件下培养16d。将每棵幼苗（每处理16棵幼苗）移植到一个装有生长培养基的塑料盆（10.6厘米×10.6厘米×11.5厘米，长×宽×高）中。生长室中的条件与移植前使用的条件相同，但光照条件除外。每2~3天用蒸馏水灌溉一次。植物的位置每天进行系统地旋转，以减少由于光分布不平衡而造成的任何潜在的实验误差。
2.光照处理
使用蓝色、红色和远红色LED光源。蓝光、红光和远红外的波长范围分别为~nm、~nm和~nm。蓝色、红色光的比率固定在2:8(μmolm-2s-1)，红色与远红光的比例设置为0.7,1.2,4.1,8.6(μmolm-2s-1)。对照组使用荧光灯，不含远红色LED(仅蓝色和红色LED[2:8])(图1)。使用分光辐射计分析每个光源的光谱，所有光源的平均PPF为±4μmol·m-2·s-1。
3.植物生长特征
在光处理开始后的第12天和第24d，测定植株地上部、地下部的鲜重和干重、叶面积、叶片数、比叶重、SPAD值和叶形指数等生长特性。用数字秤测量了芽和根的鲜重。在测量鲜重后，用叶面积仪测量每株总叶面积。将新鲜样品在烤箱中于70°C干燥3天。
4.细胞分裂
在处理4、10、16、22d后，每个处理选择4个完全展开的幼叶分析细胞分裂率。在指定日期辐照开始后5小时采集样本。采用流式细胞仪测定生菜叶片的细胞分裂程度。从中心静脉剪下的每片叶片(0.5cm×0.5cm,L×W)与μL核提取缓冲液混合，用锋利的刀片切碎。样品通过30μm尼龙筛网过滤，并与1.6mL染色缓冲液结合染色，以染色细胞核。
5.显微观察
表皮细胞密度根据Ceulemans等人()描述。在光处理开始后24d，每个处理选择9片完全展开的成熟叶片。右侧静脉涂甲清漆，1分钟后用胶带剥离。贴在玻片上便于计算单位面积表皮细胞的数量。样品在倍放大的荧光显微镜下观察。采集叶片中心，在收获时(24d)观察其横截面。植入过程如Yeung()所述。
6.生物活性化合物
在第24天测定生菜叶片总酚含量和抗氧化能力。从顶部开始的第4片叶子(约0.2g)收集并在-70°C的深冰箱中保存直到使用。采用福林-ciocalteu试剂和3-乙基苯噻唑-6-磺酸测定总酚含量和抗氧化活性。采用分光光度计分别在nm和nm处测定叶片样品溶液的光密度，测定总酚含量和抗氧化活性。在处理的第24天，从每个生菜植株的顶部取第5片叶子，用HPLC法分析各个酚类化合物。
3结果
1.植物的生长特点
在处理第12天和第24天莴苣植株的生长特性见表1。在第12天，所有R/FR处理的鲜、干茎重均显著高于对照。B+R/FR为0.7时，地上部鲜重最高。总体来说，该值随R/FR的增加而减小。最低的R/FR(B+R/FR0.7)产生了最高的根和地上部鲜重和干重。B+R/FR1.2处理组S/R比值最高；该值显著高于对照组和B+R组。在处理的第24天，B+R和所有B+R/FR处理组的总体生长均高于对照组，这与处理第12天获得的结果相似。B+B/FR0.7、1.2、4.1和8.6均显著高于对照和B+R。其中，B+R/FR1.2处理组的鲜重比B+R无远红组和对照组分别高出50%和78%。B+R/FR1.2处理的根鲜重和干重最高，其他处理间差异不显著。在B+R/FR1.2条件下，S/R比值较低，但在p=0.05时差异不显著。从图2中可以看出，所有B+R/FR处理均比对照和B+R处理产生了更大的枝条。
图3为处理第12天和第24天莴苣的叶片特征。随着R/FR比值的增大，叶面积减小；此外，B+R与对照组在处理第12天无显著差异。各处理(包括对照)的叶片数差异均不显著。每片叶子的平均叶面积显示出与总叶面积相同的模式，并且B+R具有最高的比叶重，在对照和所有B+R/FR处理之间没有差异。B+R/FR8.6和B+R组的SPAD值显著高于B+R/FR0.7组。低R/FR处理组(B+R/FR0.7、1.2和4.1)叶形指数较高。第24天，远红外添加处理植株叶面积显著高于对照和未添加远红外LED处理的B+R植株；最高值出现在B+R/FR1.2与处理第12天不同，B+R/FR4.1、8.6和B+R的叶片数量显著高于对照、B+R/FR0.7和1.2。B+R/FR为0.7和1.2时，平均叶面积显著高于其他处理和对照。对照和高R/FR处理(B+R/FR4.1和8.6)比叶重低于低R/FR处理(B+R/FR0.7和B+R)。B+R/FR1.2的SPAD值在处理和对照中最低，而B+R最高。与对照相比，B+R/FR0.7和8.6的SPAD值显著高于对照。与B+R处理相比，所有远红补充处理和对照均诱导形成更长的叶子。
2.细胞分裂
由于G2M阶段中的细胞百分比取决于处理第4、10、16和22天的光照处理，因此光照处理之间没有很大差异（图4）。然而，B+R/FR8.6和B+R/FR4.1在处理第4天和第10天较其他组有较高的G2M期细胞百分比。
3.显微观察
图5A、B为第24天的表皮细胞密度及表皮细胞照片。除B+R/FR4.1外，其他B+R/FR处理表皮细胞密度均显著低于对照和B+R处理。图5B支持了表皮细胞密度分析的结果。不同光照处理的叶片厚度略有差异(图5C)。B+R/FR0.7处理生菜叶片较其他R/FR处理厚，但差异不显著。生菜叶片样本的纵剖面如图5D所示。
4.生物活性化合物
处理第24天莴苣叶片中总酚含量、抗氧化能力以及酚类化合物、绿原酸、咖啡酸的单项含量如图6所示。与对照或B+R相比，所有补充了深红色的处理均表现出更高的总酚含量和抗氧化能力。B+R/FR0.7的总酚含量分别比对照和B+R高3倍和2倍。在远红处理中，总酚含量随着R/FR的增加而逐渐降低。绿原酸和咖啡酸的分析结果与总酚含量和抗氧化能力的分析结果相似。与对照和B+R相比，低R/FR(B+R/FR0.7和1.2)处理植株积累的绿原酸和咖啡酸水平显著高于其他处理。例如，B+R/FR0.7中的绿原酸水平分别是对照组和B+R处理的4.6倍和9.6倍。
4结论
在蓝、红LED组合的封闭式生产系统中，添加远红色LED可以促进生菜植株的生长。所有B+R/FR处理均能诱导较高的地上部和根生长，其中B+R/FR1.2处理最高。低B+R/FR处理(0.7和1.2)的生菜单株抗氧化酚类化合物含量高于对照和B+R处理(无远红led)，其相关的梢鲜重增加。本研究的结果为研究植物对不同R/FR比率的反应提供了基础，并将有助于设计用于封闭型植物生产系统的光源。
Reference:Myung-JinLee,Ki-HoSon,Myung-MinOh.Increaseinbiomassandbioactive| |
