UV-B补光灯对茄子幼苗生长、抗性生理及抗病性的影响

任举

摘   要   为探究寡照天气下UV-B补光灯对茄子幼苗生长、抗性生理及抗病性的作用，以长杂218茄子为试材，设置自然光（CK）、LED补光（T1）和UV-B补光（T2）3种不同补光处理，在茄子4叶1心时进行UV-B补光对茄子幼苗接种3种不同病原菌抗病性的研究。结果表明：T2处理综合表现最佳，在补光第25 d，株高较CK显著降低7.9%，其株高、茎粗、叶面积和叶片数在补光处理时间内均显著高于CK；在补光第25 d，T2处理叶片中CAT、POD、SOD和APX活性較CK分别增加127.17%、35.55%、50.25%和29.28%，且差异显著，有利于茄子幼苗壮苗的形成和抗氧化系统活性的提高；T2处理幼苗叶片中MDA含量显著降低，H2O2含量上升，总酚和类黄酮含量保持在较高水平，有利于幼苗抗菌能力增加；T2处理对茄子幼苗早疫病、灰霉病和炭疽病的发生起到显著抑制作用。

关键词   UV-B补光灯；茄子；生长发育；抗病性

茄子（Solanum  melongena L.）为茄科茄属作物，我国栽培历史久、面积广、品类多、种植周期短、经济效益高，为温室大棚蔬菜主要作物之一。近年来，随着设施农业规模的增长，专业化育苗随之发展迅速。在冬季或早春育苗季节，甘肃定西安定区1月内阴雨天和短日照天气多达20 d以上，温室内光照时间和强度严重匮乏，茄子弱苗和徒长苗较多，育苗质量下降，阻碍了育苗产业化的发展。现阶段人工补光在设施番茄、黄瓜、草莓、辣椒等作物育苗中广泛应用，但多采用LED灯补光，其育苗质量远低于正常太阳光照射效果。

蔬菜作物的光合作用能量来源多依赖于太阳光，太阳光谱中波长280～320 mm的紫外线B（UV-B）是自然光重要组成成分。UV-B生物学功能丰富，在杀菌、提高植物抗逆性、增强生理活动、促进壮苗等方面效果显著。UV-B经大气层吸收后仅有10%左右可到地面，且设施种植中塑料薄膜和玻璃幕墙又会反射和吸收60%～90%，导致在设施育苗过程中UV-B辐射对蔬菜幼苗生长发育调节缺乏。目前，国内设施温室中LED灯和高压钠灯补光较为常见，但均无法提供UV-B辐射，现阶段针对传统补光方式添加UV-B进行补光的试验报道也较少。本试验以茄子长杂218为试材，研究UV-B补光对茄子的影响，以期为定西茄子育苗在寡照光下新型补光措施提供一定参考依据。

1   材料与方法

1.1   试验材料   供试茄子品种为长杂218，定西市农科院提供；补光灯（R/B=0.2）购自昕诺飞公司昕诺飞（中国）投资有限公司。幼苗补光所用UV-B补光剂量为31 μW/cm2，抗病测试中使用剂量为51 μW/cm2。

孢子悬浮液制备：分别从菌株上取7 mm菌饼，装入PDA培养瓶中，放置在28 ℃、200 r/min的摇床上培养3 d，使用3层无菌滤纸将产生的孢子过滤收集孢子液（浓度≥1×106个/mL），放入4 ℃冰箱保存备用。

1.2   试验设计   育苗于2023年4月在安定区园艺工作站玻璃温室内进行，种子浸种处理后播种，采用50孔（530 mm×270 mm）育苗穴盘，育苗基质配比：育苗基质∶珍珠岩∶蛭石=2 ∶ 1 ∶ 1，幼苗1心1叶时进行补光处理，补光灯高度随茄子幼苗生长随时调整，补光灯距离幼苗顶端70 cm。试验共设3个处理，分别为CK（自然光）、T1（LED补光）、T2（UV-B补光），每个补光处理4盘茄子幼苗，重复3次。补光时间每天5 h （5：30—7：30，17：40—20：40），阴雨天全天补光。

茄子苗期抗病性检测在4叶1心时进行，换盆后接菌。试验设置2个补光处理，分别为T1（LED补光）和T2（UV-B补光），3次重复，单个重复为40株，补光时间与1心1叶补光处理时间相同，补光1周后调查发病情况。

1.3   测定项目   1心1叶补光处理15 d和25 d进行指标测定。每个处理选取长势一致的幼苗15株测量株高、茎粗、植株生物量和壮苗指数；叶面积：使用YMJ-A扫描仪测定幼苗自生长点向下第3片叶；叶绿素含量：使用SPAD-502叶绿素测定仪测定第3片叶；选取15株幼苗自生长点向下第3片叶，分别测定丙二醛（MDA）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性，测定类黄酮和总酚含量。

2   结果与分析

2.1   不同补光处理对茄子幼苗生长的影响   补光处理对茄子幼苗生长起到促进作用，T2处理效果最佳（表1）。补光第25 d，株高较T1处理降低7.9%；第15 d和25 d，T2处理茄子幼苗株高、茎粗、叶面积和叶片数均显著高于CK，叶绿素含量降低，在15 d和25 d分别较CK降低了10.77%和4.15%。

2.2   不同补光处理对茄子幼苗壮苗的影响   UV-B补光可提高茄子幼苗的质量（表2）。T2处理第25 d，其壮苗指数、地上和地下干物质量较CK分别增加了9.62%、26.38%和14.1%，且差异显著；根冠比低于CK，差异不显著。

2.3   不同补光处理对茄子幼苗抗氧化酶活性的影响   在不同补光处理下CAT、POD和APX活性随补光时间的增加出现降低趋势，而T2处理SOD活性呈上升趋势（图1）。T2处理可提高茄子幼苗叶片中抗氧化酶活性；补光第25 d，T2处理叶片中CAT、POD、SOD和APX活性较CK分别增加了127.17%、35.55%、50.25%和29.28%，差异显著。

2.4  不同补光处理对茄子幼苗MDA和H2O2含量的影响   幼苗叶片丙二醛含量随补光时间的延长呈下降趋势（图2A），T2表现较佳，在补光第15 d和25 d，叶片中MDA含量较CK和T1分别降低了35.09%、31.02%和13.57%、22.7%，各处理间差异显著；CK和T1叶片中过氧化氢（H2O2）含量随处理时间增加呈降低趋势，T2处理则相反（图2B），补光第25 d，T2处理叶片中H2O2含量较CK和T1分别增加了34.54%和66.24%，差异显著。

2.4   不同补光处理对茄子幼苗MDA和H2O2含量的影响   幼苗叶片丙二醛含量随补光时间的延长呈下降趋势（图2A），T2表现较佳，在补光第15 d和25 d，叶片中MDA含量较CK和T1分别降低了35.09%、31.02%和13.57%、22.7%，各处理间差异显著；CK和T1叶片中过氧化氢（H2O2）含量随处理时间增加呈降低趋势，T2处理则相反（图2B），补光第25 d，T2处理叶片中H2O2含量较CK和T1分别增加了34.54%和66.24%，差异显著。

2.5   不同补光处理对茄子幼苗总酚及类黄酮含量的影响   不同补光处理下茄子幼苗叶片中总酚及类黄酮含量随处理时间的增加呈下降趋势，但T2处理保持较高水平（图3）。补光第25 d，T2茄子叶片中总酚含量较CK和T1分别增加了22.39%和46.43%，类黄酮含量较CK和T1分别增加了45.45%和29.03%，差异显著。

3   结论与讨论

在植株幼苗生长发育阶段，UV-B辐射可对其形态建设和生理生化响应起到促进作用。研究发现，黄瓜幼苗在UV-B下较CK（不含UV-B补光）处理株高受到抑制，而对茎粗起到促进作用，有利于壮苗的形成。同时在番茄种子萌发中发现，一定剂量的UV-B辐射可促进较长时间保存种子的发芽百分比，后期生长发育更为健壮。周华等在辣椒研究中发现，UV-B补光可显著促进辣椒植株生长，促进茎粗，缩短节间距，增加叶片面积和叶片数。本试验发现，UV-B补光抑制苗期徒长，增加幼苗茎粗、叶片数和生物量，对促进壮苗有显著作用。

李晓科等在研究大麦时发现，UV-B辐射时间越长对幼苗光合作用影响越大，叶绿素含量出现降低现象。本试验发现，随着UV-B补光时间的增加茄子幼苗中叶绿素含量出现降低趋势，可能是UV-B补光对叶绿素合成途径中关键酶编码基因有抑制作用，致使叶绿素合成受阻。苗期马铃薯使用UV-B辐射，会使得植株体内类黄酮含量显著增加，植株整体抗氧化能力增强。大麦幼苗经UV-B补光后植株体内总酚含量明显增加，UV-B辐射显著促进了抗氧化酶相关基因表达，使得植株抗氧化系统活性增加。辣椒经UV-B辐射会诱导SOD和POD抗氧化酶基因表达上调，显著增强了辣椒的抗氧化水平，辣椒体内酚类物质含量也明显增加。本试验发现，UV-B补光处理后茄子幼苗体内抗氧化还原酶活性显著增加，膜脂氧化产物MDA含量显著降低，体内总酚和类黄酮含量保持在较高水平，茄子幼苗抗逆性增强。高潇潇在研究稻瘟病菌胁迫下水稻幼苗生长时发现，UV-B辐射接种稻瘟病菌水稻后，增强了水稻抗氧化能力，稻苗发病显著降低。Mclay等研究发现，UV-B辐射生菜幼苗会诱导幼苗体内酚类物质的显著增加，酚类物质作为一种抗菌素在生菜体内起到抗菌作用，进而限制了生物营养病原体的寄生和繁殖。本试验发现，UV-B处理后使茄子幼苗在接种不同菌株后病情指数显著降低，对病原菌传染抗性显著增强。

综上，UV-B补光处理对茄子幼苗生长、抗性生理及抗病性表现最佳，对早春季寡照天气下茄子培养壮苗、幼苗抗性增强有显著作用，可作为一种高效补光措施在设施蔬菜育苗中应用。

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