适当的光照强度可以提高药用植物光合作用,利于植物积累生物量,提高关键酶活性,进而促进次生代谢产物的合成.为了解不同光强对西洋参生长及品质的综合影响,该研究采用4种不同光照强度40、80、120、160 μmol·m-2·s-1进行温室砂培试验,测定了三年生西洋参的生长指标、光合特性以及6个人参皂苷的含量,同时检测了人参皂苷合成相关酶基因在西洋参叶、主根、须根的表达量.结果显示,在80 μmol·m-2·s-1光照强度下,西洋参总生物量和净光合速率均最高;120 μmol·m-2·s-1光强下的西洋参总生物量略低于80 μmol·m-2·s-1处理,但根冠比达到6.86,显著高于其他处理(P＜0.05);此时,地上及地下部分总皂苷的含量均最高,推测与叶中FPS、SQS、SQE、OSC、DS、P)450基因以及主根中SQE、DS基因高表达有关.此外,该研究发现,120、160 μmol·m-2·s-1光强可触发皂苷合成上游基因的上调表达,促进叶片中PPD型皂苷合成.然而,西洋参在弱光(40 μmol·m-2·s-1)和强光(160 μmol·m-2·s-1)下,叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均较低,地下物质积累减少;同时,主根中总皂苷含量下降,SQS、SQE、OSC、DS基因的表达量较低,而须根中皂苷含量与其合成酶相关基因表达相关性不强.综上,80、120 μmol·m-2·s-1光强均有利于提高西洋参产量和质量.以上研究结果为西洋参栽培中的合理遮荫提供了理论依据,对通过光调控提高西洋参的产量和质量具有指导意义.
Effect of light intensity on growth,accumulation of ginsenosides,and expression of related enzyme genes of Panax quinquefolius
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