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光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响

刘洋 陈培 周明明 李娜 方升佐

刘洋, 陈培, 周明明, 李娜, 方升佐. 光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
引用本文: 刘洋, 陈培, 周明明, 李娜, 方升佐. 光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
LIU Yang, CHEN Pei, ZHOU Mingming, LI Na, FANG Shengzuo. Effects of light quality on biomass and triterpenoid accumulation in leaves of Cyclocarya paliurus from different families[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
Citation: LIU Yang, CHEN Pei, ZHOU Mingming, LI Na, FANG Shengzuo. Effects of light quality on biomass and triterpenoid accumulation in leaves of Cyclocarya paliurus from different families[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117

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光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
基金项目: 江苏省重点研发计划(现代农业)重点项目(BE2019388)
详细信息
    作者简介: 刘洋,讲师,博士,从事林木生长和次生代谢研究。E-mail: taoji.liuyang@qq.com
    通信作者: 方升佐,教授,博士,从事人工林定向培育研究。E-mail: fangsz@njfu.edu.cn
  • 中图分类号: S722.3

Effects of light quality on biomass and triterpenoid accumulation in leaves of Cyclocarya paliurus from different families

  • 摘要:   目的  光质作为影响光合作用的因素,对植物体内次生代谢物质的积累有一定影响。青钱柳Cyclocarya paliurus是中国特有的药用及食用多功能植物,其叶中的活性物质(如三萜)对人体健康具有促进和改善作用。通过开展光质处理对不同家系青钱柳生物量及叶三萜类物质积累影响的研究,可为青钱柳苗期培育过程中的环境选择及保健产品的进一步开发提供参考。  方法  以1年生青钱柳实生苗为材料,选择4个家系(四川沐川31号、浙江安吉1号、广西金钟山6号、广西金钟山7号)和设置4个不同光质(白光、蓝光、绿光和红光),测定不同处理对青钱柳苗期生物量、叶三萜类化合物质量分数及单株产量的影响。  结果  光质和遗传因子对青钱柳生物量、叶三萜质量分数和单株产量均有显著影响(P<0.05)。相比白光处理,其他光质处理显著( P<0.05)降低了青钱柳的总生物量积累,但安吉1号家系的蓝光与白光处理差异不显著( P>0.05)。青钱柳叶总三萜质量分数在安吉1号和沐川31号家系的白光处理下最多,蓝光次之;红光处理显著( P<0.05)增加了青钱柳叶特有三萜单体的质量分数。白光处理下叶生物量积累高的青钱柳植株积累了更多的三萜类化合物,蓝光和绿光处理下较低。  结论  适当的光质处理可作为提高药用植物目标化合物(如三萜类物质)含量的一种控制措施。图1表8参27
  • 图  1  不同家系青钱柳叶总三萜单株产量对光质的响应

    Figure  1  Response of total triterpenoid yields in C. paliurus leaves from different families to light quality

    表  1  二裂式裂区试验设计

    Table  1.   Split-plot randomized design of the experiment

    处理光质家系处理光质家系
    WMW(白色LED)M(沐川31)GMG(绿色LED)M(沐川31)
    WAW(白色LED)A(安吉1)GAG(绿色LED)A(安吉1)
    WJ6W(白色LED)J6(金钟山6)GJ6G(绿色LED)J6(金钟山6)
    WJ7W(白色LED)J7(金钟山7)GJ7G(绿色LED)J7(金钟山7)
    RMR(红色LED)M(沐川31)BMB(蓝色LED)M(沐川31)
    RAR(红色LED)A(安吉1)BAB(蓝色LED)A(安吉1)
    RJ6R(红色LED)J6(金钟山6)BJ6B(蓝色LED)J6(金钟山6)
    RJ7R(红色LED)J7(金钟山7)BJ7B(蓝色LED)J7(金钟山7)
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    表  2  不同家系青钱柳生物量积累对光质的响应

    Table  2.   Response of biomass accumulation of C. paliurus from different families to light quality

    处理生物量/(g·株−1)
    总生物量
    WJ76.7 ± 0.1 ab6.8 ± 0.4 ab6.5± 0.4 bc20.0 ± 0.9 abc
    WJ66.2 ± 0.0 bcd7.2 ± 0.1 a6.3 ± 0.1 bcd19.7 ± 0.0 abc
    WM6.1 ± 0.3 bcd7.0 ± 0.1 a5.6 ± 0.0 cde18.7 ± 0.2 be
    WA6.5 ± 0.2 abc7.2 ± 0.1 a7.7 ± 0.4 a21.4 ± 0. 7 a
    RJ75.8 ± 0.1 cde5.5 ± 0.3 cde5.9 ± 0.2 be17.2 ± 0.3 de
    RJ66.4 ± 0.2 bc5.2 ± 0.6 def5.5 ± 0.0 de17.1 ± 0.3 de
    RM6.8 ± 0.2 ab5.3± 0.2 def5.5 ± 0.1 def17.6 ± 0.1 de
    RA6.4 ± 0.1 bc5.7 ± 0.2 cd5.4 ± 0.0 dg17.5 ± 0.2 de
    GJ74.4 ± 0.5 fg4.6 ± 0.3 ef4.6 ± 0.4 g13.6 ± 1.2 f
    GJ64.1 ± 0.0 g4.3 ± 0.0 f4.6 ± 0.3 fg13.0 ± 0.4 f
    GM5.2 ± 0.1 ef5.9 ± 0.0 bcd5.9 ± 0.0 be17.0 ± 0.0 e
    GA5.4 ± 0.3 de4.7 ± 0.1 ef4.5 ± 0.1 g14.6 ± 0.1 f
    BJ76.3 ± 0.3 bc6.4 ± 0.0 abc6.2 ± 0.0 be18.9 ± 0.3 bcd
    BJ66.9 ± 0.0 ab5.5 ± 0.3 cde5.8 ± 0.1 be18.2 ± 0.5 cde
    BM6.5 ± 0.1 abc5.5 ± 0.3 cde5.4 ± 0.2 efg17.4 ± 0.4 de
    BA7.3 ± 0.2 a6.4 ± 0.2 abc6.6 ± 0.3 b20.3 ± 0.3 ab
      说明:同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  3  光质和家系对青钱柳叶三萜物质质量分数的影响

    Table  3.   Effects of light quality and family on triterpenoid contents in C. paliurus leaves

    处理叶三萜物质质量分数/(mg·g−1)
    阿江榄仁酸青钱柳酸B青钱柳苷B青钱柳苷A常春藤皂苷元齐墩果酸总三萜
    WJ71.4 ± 0.1 b0.18 ± 0.00 ef1.9 ± 0.3 a2.2 ± 0.0 b0.05 ± 0.01 h3.6 ± 0.4 a9.4 ± 0.1 a
    WJ60.7 ± 0.1 e0.21 ± 0.02 cde1.5 ± 0.1 b0.1 ± 0.0 i0.57 ± 0.07 a1.9 ± 0.2 de4.9 ± 0.6 d
    WM1.0 ± 0.0 c0.21 ± 0.03 cde2.3 ± 0.1 a0.2 ± 0.0 h0.50 ± 0.01 b3.8 ± 0.0 a8.0 ± 0.1 b
    WA0.5 ± 0.0 f0.22 ± 0.00 bcd2.3 ± 0.1 a3.1 ± 0.1 a0.06 ± 0.01 h1.6 ± 0.0 ef7.8 ± 0.2 b
    RJ71.5 ± 0.1 a0.19 ± 0.01 def0.2 ± 0.0 gh0.1 ± 0.0 i0.25 ± 0.01 de1.0 ± 0.1 g3.3 ± 0.2 e
    RJ60.5 ± 0.0 f0.24 ± 0.01 bc1.2 ± 0.1 bcd0.7 ± 0.0 f0.07 ± 0.00 gh0.9 ± 0.2 g3.6 ± 0.4 e
    RM1.1 ± 0.1 c0.16 ± 0.01 f0.4 ± 0.0 fgh1.3 ± 0.1 d0.12 ± 0.02 fgh0.4 ± 0.0 h3.4 ± 0.1 e
    RA0.4 ± 0.0 gh0.28 ± 0.02 a2.1 ± 0.3 a3.1 ± 0.1 a0.06 ± 0.00 h0.4 ± 0.0 h6.2 ± 0.3 c
    GJ70.6 ± 0.0 f0.16 ± 0.01 f0.6 ± 0.0 efg0.8 ± 0.1 e0.29 ± 0.00 d1.2 ± 0.2 fg3.6 ± 0.1 e
    GJ60.8 ± 0.0 d0.17 ± 0.01 f1.0 ± 0.0 cde0.2 ± 0.0 h0.24 ± 0.05 de3.8 ± 0.3 a6.2 ± 0.3 c
    GM0.2 ± 0.0 j0.18 ± 0.01 ef0.2 ± 0.0 gh0.2 ± 0.0 h0.15 ± 0.01 f2.3 ± 0.0 cd3.2 ± 0.0 e
    GA0.1 ± 0.0 j0.19 ± 0.02 def0.1 ± 0.0 h0.4 ± 0.0 g0.14 ± 0.00 fg0.4 ± 0.0 h1.2 ± 0.0 f
    BJ70.4 ± 0.0 gh0.19 ± 0.02 def0.5 ± 0.0 fg1.8 ± 0.0 c0.36 ± 0.03 c1.2 ± 0.0 fg4.4 ± 0.2 d
    BJ60.4 ± 0.0 gh0.20 ± 0.00 cde0.8 ± 0.0 def0.1 ± 0.0 i0.27 ± 0.01 de2.6 ± 0.1 bc4.3 ± 0.1 d
    BM0.3 ± 0.0 i0.20 ± 0.01 cde0.5 ± 0.0 fg0.4 ± 0.0 g0.36 ± 0.03 c2.7 ± 0.5 b4.6 ± 0.5 d
    BA0.2 ± 0.0 j0.25 ± 0.03 b1.3 ± 0.1 bc0.4 ± 0.0 g0.23 ± 0.04 e0.4 ± 0.1 h3.2 ± 0.3 e
      说明:同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  4  光质、家系及两者的交互作用对青钱柳叶三萜物质质量分数的影响

    Table  4.   Summary of significance levels for the effects of light quality, family and their interaction on triterpenoid contents of C. paliurus leaves

    变异来源显著水平(P值)
    阿江榄仁酸青钱柳酸B青钱柳苷B青钱柳苷A常春藤皂苷元齐墩果酸总三萜
    光质  <0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
    家系  <0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.0010.017
    交互作用<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
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    表  5  不同处理对青钱柳叶三萜物质质量分数的Duncan’s多重比较的影响

    Table  5.   Effects of different treatments on Duncan’s multiple-range test for triterpenoid contents of C. paliurus leaves

    处理水平叶三萜物质质量分数/(mg·g−1)
    阿江榄仁酸青钱柳酸B青钱柳苷B青钱柳苷A常春藤皂苷元齐墩果酸总三萜
    光质W0.90 a0.21 a 2.0 a1.4 a0.30 a2.7 a7.5 a
    R0.87 a0.22 a 1.0 b1.3 b0.13 c0.7 c4.1 b
    G0.42 b0.17 b 0.5 c0.3 d0.21 b1.9 b3.6 c
    B0.40 b0.20 a 0.8 b0.7 c0.31 a1.8 b4.1 b
    家系J70.97 a0.18 c 0.8 c1.2 b0.24 b1.8 b5.2 a
    J60.59 b0.20 a 1.1 b0.3 d0.29 a2.3 a4.8 b
    M0.63 b0.19 bc0.9 c0.5 c0.28 a2.3 a4.8 b
    A0.41 c0.23 a 1.4 a1.7 a0.12 c0.7 c4.6 b
      说明:同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  6  光质和家系对青钱柳叶三萜单体产量的影响

    Table  6.   Effects of light quality and family on yields of individual triterpenoids in C. paliurus leaves

    处理叶三萜单体产量/(mg·株−1)
    阿江榄仁酸青钱柳酸B青钱柳苷B青钱柳苷A常春藤皂苷元齐墩果酸
    WJ79.1 ± 0.1 a1.2 ± 0.1 c12.2 ± 1.0 b14.5 ± 1.1 c0.4 ± 0.0 i23.3 ± 2.0 a
    WJ64.2 ± 0.5 c1.3 ± 0.1 bc9.3 ± 0.8 cd0.6 ± 0.0 hi3.6 ± 0.4 a11.8 ± 1.3 c
    WM5.6 ± 0.1 b1.2 ± 0.1 c12.9 ± 0.5 b1.3 ± 0.0 hi2.8 ± 0.0 b21.3 ± 0.2 a
    WA4.2 ± 0.2 c1.7 ± 0.1 a17.3 ± 1.5 a23.6 ± 1.8 a0.5 ± 0.0 hi12.3 ± 0.7 c
    RJ78.9 ± 0.9 a1.1 ± 0.1 cd1.1 ± 0.1 ij0.6 ± 0.0 hi1.5 ± 0.1 ef6.0 ± 0.5 de
    RJ62.8 ± 0.2 d1.3 ± 0.1 bc6.5 ± 0.1 ef3.8 ± 0.1 f0.4 ± 0.0 i5.2 ± 0.0 dg
    RM6.0 ± 0.2 b0.9 ± 0.0 def2.0 ± 0.1 hij7.0 ± 0.5 e0.7 ± 0.0 hi2.0 ± 0.0 fg
    RA2.2 ± 0.2 de1.5 ± 0.1 ab11.1 ± 1.6 bc16.6 ± 0.3 b0.3 ± 0.0 i1.9 ± 0.0 fg
    GJ72.6 ± 0.3 d0.7 ± 0.1 f2.5 ± 0.2 gj3.7 ± 0.0 f1.3 ± 0.1 ef5.7 ± 0.5 def
    GJ63.8 ± 0.4 c0.8 ± 0.1 f4.4 ± 0.3 fgh1.1 ± 0.0 hi1.1 ± 0.2 fg17.4 ± 0.7 b
    GM0.9 ± 0.0 f1.1 ± 0.1 cde1.4 ± 0.3 ij1.2 ± 0.1 hi0.9 ± 0.0 gh13.3 ± 0.0 c
    GA0.6 ± 0.0 f0.8 ± 0.0 ef0.3 ± 0.0 j1.6 ± 0.1 ghi0.6 ± 0.0 hi1.7 ± 0.0 g
    BJ72.4 ± 0.1 d1.2 ± 0.1 c2.8 ± 0.2 ghi11.2 ± 0.8 d2.2 ± 0.2 c7.6 ± 0.0 d
    BJ62.1 ± 0.1 de1.1 ± 0.0 c4.5 ± 0.3 fg0.4 ± 0.0 i1.6 ± 0.1 de15.3 ± 0.7 bc
    BM1.5 ± 0.1 e1.2 ± 0.0 cd3.3 ± 0.1 ghi2.0 ± 0.0 gh2.0 ± 0.3 cd14.9 ± 1.2 bc
    BA3.6 ± 0.2 c1.6 ± 0.1 a8.4 ± 0.8 de2.7 ± 0.3 fg1.5 ± 0.4 ef2.8 ± 0.1 efg
      说明:同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  7  光质、家系及两者的交互作用对青钱柳叶三萜单体单株产量的影响

    Table  7.   Summary of significance levels for the effects of light quality, family and their interaction on individual triterpenoid yields of C. paliurus leaves

    变异来源显著水平(P值)
    阿江榄仁酸青钱柳酸B青钱柳苷B青钱柳苷A常春藤皂苷元齐墩果酸
    光质  <0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
    家系  <0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001
    交互作用<0.0010.001<0.001<0.001<0.001<0.001
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    表  8  不同处理对青钱柳叶三萜单体单株产量的Duncan’s多重比较的影响

    Table  8.   Effects of different treatments on Duncan’s multiple-range test for individual triterpenoid yields of C. paliurus leaves

    处理水平三萜单体单株产量/(mg·株−1)
    阿江榄仁酸青钱柳酸B青钱柳苷B青钱柳苷A常春藤皂苷元齐墩果酸
    光质W5.76 a1.33 a12.94 a9.98 a1.80 a17.17 a
    R4.95 a1.21 b5.20 b6.98 b0.73 c3.78 c
    G1.96 d0.85 c2.16 c1.90 d0.98 b9.52 b
    B2.41 c1.26 ab4.75 b4.06 c1.82 a10.15 b
    家系J75.74 a1.05 b4.66 c7.48 b1.35 b10.64 b
    J63.21 b1.12 b6.19 b1.45 d1.67 a12.41 a
    M3.50 b1.06 b4.90 c2.87 c1.58 a12.89 a
    A2.63 c1.42 a9.29 a11.13 a0.73 c4.68 c
      说明:同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-08
  • 修回日期:  2020-07-25

光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
    基金项目:  江苏省重点研发计划(现代农业)重点项目(BE2019388)
    作者简介:

    刘洋,讲师,博士,从事林木生长和次生代谢研究。E-mail: taoji.liuyang@qq.com

    通信作者: 方升佐,教授,博士,从事人工林定向培育研究。E-mail: fangsz@njfu.edu.cn
  • 中图分类号: S722.3

摘要:   目的  光质作为影响光合作用的因素,对植物体内次生代谢物质的积累有一定影响。青钱柳Cyclocarya paliurus是中国特有的药用及食用多功能植物,其叶中的活性物质(如三萜)对人体健康具有促进和改善作用。通过开展光质处理对不同家系青钱柳生物量及叶三萜类物质积累影响的研究,可为青钱柳苗期培育过程中的环境选择及保健产品的进一步开发提供参考。  方法  以1年生青钱柳实生苗为材料,选择4个家系(四川沐川31号、浙江安吉1号、广西金钟山6号、广西金钟山7号)和设置4个不同光质(白光、蓝光、绿光和红光),测定不同处理对青钱柳苗期生物量、叶三萜类化合物质量分数及单株产量的影响。  结果  光质和遗传因子对青钱柳生物量、叶三萜质量分数和单株产量均有显著影响(P<0.05)。相比白光处理,其他光质处理显著( P<0.05)降低了青钱柳的总生物量积累,但安吉1号家系的蓝光与白光处理差异不显著( P>0.05)。青钱柳叶总三萜质量分数在安吉1号和沐川31号家系的白光处理下最多,蓝光次之;红光处理显著( P<0.05)增加了青钱柳叶特有三萜单体的质量分数。白光处理下叶生物量积累高的青钱柳植株积累了更多的三萜类化合物,蓝光和绿光处理下较低。  结论  适当的光质处理可作为提高药用植物目标化合物(如三萜类物质)含量的一种控制措施。图1表8参27

English Abstract

刘洋, 陈培, 周明明, 李娜, 方升佐. 光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
引用本文: 刘洋, 陈培, 周明明, 李娜, 方升佐. 光质对不同家系青钱柳生物量和叶三萜类化合物积累的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
LIU Yang, CHEN Pei, ZHOU Mingming, LI Na, FANG Shengzuo. Effects of light quality on biomass and triterpenoid accumulation in leaves of Cyclocarya paliurus from different families[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117
Citation: LIU Yang, CHEN Pei, ZHOU Mingming, LI Na, FANG Shengzuo. Effects of light quality on biomass and triterpenoid accumulation in leaves of Cyclocarya paliurus from different families[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200117

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