不同遮蔭處理對蒲公英生長及總黃酮含量的影響

謝小翌，張喜春

(北京農學院 植物科學技術學院，農業(yè)應用新技術北京市重點實驗室，北京 102206)

蒲公英(Taraxacummongolicum),為多年生菊科蒲公英屬草本植物，是一種藥食同源的植物。蒲公英屬全世界有2 000余種，而在中國就高達100多種，遍及全國各地[1]。中國多地都有鮮食蒲公英的記載，因其根、花、葉均含有有效化學成分，使其具有抗癌、抗腫瘤、抗氧化性、清除自由基和抑菌等多種藥理價值[2-6]?，F代研究表明蒲公英的化學成分主要是黃酮類、酚酸類、萜類、甾醇類、蒲公英色素、香豆素類等[7-9]，而黃酮類則是蒲公英中主要的活性成分[10]。

光強的變化會影響植物的生長發(fā)育及代謝物的合成[11-13]，在研究光強對蒲公英生長的影響時，趙英明[14]等認為45%的自然光強處理時，蒲公英生長后期的地上部干鮮質量最大，在馬蹄葉片上，朱肖峰等[15]的研究表明在透光率為76.19%時馬蹄金葉片的長度、寬度、厚度及總黃酮含量最高，朱燦燦等[16]在研究光強與銀杏葉片中黃酮含量動態(tài)變化關系時得出結論，重度遮蔭有利于銀杏苗生長初期葉中黃酮的積累?？梢姽鈴妼χ仓甑纳L及黃酮類化合物含量的影響在不同的植物上體現不同，黃酮類物質是蒲公英重要的活性物質，其含量的多少直接影響了蒲公英的藥用價值，因此研究光強與蒲公英生長及黃酮含量關系就顯得尤為重要。本試驗采用日光溫室內遮蔭處理的栽培模式，模擬不同的光照強度處理，來探明在實際設施生產中不同光強與蒲公英生長及總黃酮含量的關系，以期為建立優(yōu)質、高產的人工設施蒲公英栽培技術體系提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及地點

田間試驗于2018年2月至2018年8月在北京農學院科技示范園區(qū)蔬菜試驗基地日光溫室(北緯40°10′，東經116°08′)內進行，采用溫室內覆蓋黑色遮陽網的方式進行試驗，遮陽網離地高度1.8 m，地上三面遮蔭，北面開口。室內試驗在北京農學院農業(yè)應用新技術北京市重點實驗室進行。

1.2 試驗材料

供試蒲公英品種為“北農1號”蒲公英，由北京市沙河種子站提供。遮光材料為市售4種黑色遮陽網，分別為2針、3針、4針及6針遮陽網。

1.3 試驗方法

設定T1(不遮蔭，透光率100%)、T2(2針遮陽網，透光率80.2%)、T3(3針遮陽網，透光率60.1%)、T4(4針遮陽網，透光率37.8%)、T5(6針遮陽網，透光率14.5%)5個不同透光率梯度處理，蒲公英采用穴盤育種苗，待蒲公英長至四葉一心移栽到5個試驗小區(qū)，各小區(qū)面積15 m2，分別植80 株，移栽10 d待全部苗成活后進行遮蔭處理。溫室內栽培的蒲公英一般生長45 d后達到上市標準，取樣采收時間設定為3個時期：前期(遮蔭后10 d) 、中期(遮蔭后20 d) 、后期(遮蔭后30 d),采收時使用5點隨機取樣，每小區(qū)采樣10株。試驗期間各小區(qū)水肥管理和環(huán)境調控保持一致,不進行修剪, 3次重復試驗。

1.4 項目測定

采用浙江托普云農科技股份有限公司生產的溫濕光檢測儀獲取環(huán)境參數，設備與光照傳感器探頭均置于試驗小區(qū)地面以上30 cm處，設置每1 h記錄1次光照強度數據。

葉片長、寬均為蒲公英從生長點向下的第3～5片葉片，葉片數為除子葉以外的所有葉片，莖粗為子葉往下1 cm處，株高為莖部以上高度，地上部質量為莖部以上質量。

總黃酮的測量方法在參考楊嵐等[17]的方法基礎上做了一些改進，因這次研究的是鮮食蒲公英葉片的總黃酮的含量，故在前期制作蒲公英提取液時，將經液氮冷凍后的蒲公英葉片放入研缽中，加入液氮研磨成粉末，之后按照文獻上述方法進行配比測量。

采用SPSS 19.0、Microsoft Excel 2010軟件進行數據統(tǒng)計分析及圖表繪制，不同處理間均值的顯著性差異比較采用單因素方差分析(P<0.05，Duncan)。

2 結果與分析

2.1 不同遮蔭處理下的光照強度比較

由圖1可知，在有光照的時間段內，光照強度T1>T2>T3>T4>T5，最高光照強度時間為13:00時至14:00時，T1的光照強度最高，為57 233 lx，其次T2為4 7274 lx，T3的最高光強為34 397 lx，T4為20 962 lx，T5最小為804 lx。T2、T3、T4、T5與T1相比分別為T1處理的82.6%、 60.1%、 37.8%和14.5%。

圖1 不同處理各時刻的平均光照強度Fig.1 Light intensity at different times under the different treatments

2.2 遮蔭處理對蒲公英生長的影響

遮蔭處理對蒲公英的株高及葉片長度有顯著的影響，株高及葉片長度均是T1>T2>T3>T4>T5， T5的株高和葉片長度最低，說明重度遮蔭不利于蒲公英增高及葉片增長。T4、T5的莖粗、葉片數、葉片寬度、地上部鮮重及干重均無顯著差異，表明透光率低于60.1%時，改變光照強度對蒲公英莖粗、葉片數、葉片寬度、地上部鮮重及干重影響不顯著。當透光率高于60.1%時，T1的莖粗、葉片數、葉片寬度、地上部鮮重及干重明顯高于其他處理組，說明在透光率高于60.1%時，降低光照強度會明顯抑制蒲公英的莖粗、葉片數、葉片寬度、地上部鮮重及干重的增加。另外，當透光率小于60.1%時，降低光照強度沒有明顯影響蒲公英的寬度，但卻明顯抑制了蒲公英的葉片的增長。

表1 不同遮蔭處理對蒲公英生長的影響Tab.1 Changes of plant height, stem diameter and leaf numbers of taraxacum under different treatments

2.3 遮蔭處理對蒲公英葉片中總黃酮含量的影響

遮蔭10 d時，總黃酮含量T1>T2>T3>T4>T5，T1、T2的總黃酮含量顯著高于T3、T4、T5，T4含量最低為19.73 mg/g ，T1含量最高為36.20 mg/g，T4與T1相比減少了45.5%，說明生長前期重度遮蔭不利于黃酮物質的積累，而T3、T4相差不明顯，表明當透光率低于60.1%時，光照強度對黃酮含量的影響不顯著。遮蔭20 d后，總黃酮含量T1>T2>T3>T4>T5，T2與T1差異顯著，比T1減少23.9%，表明生長中期，降低光照強度會抑制黃酮類的合成，T5含量顯著低于T1、T2、T3。遮蔭30 d時總黃酮含量依然是T1>T2>T3>T4>T5，組間差異非常顯著,表明光照強度對總黃酮的影響顯著，減小光強會明顯降低總黃酮的含量。

整個試驗周期中(圖2)，蒲公英生長后期總黃酮的含量最高，前期最少，T1各時期含量均為最高。T1、T3、T4、T5前期到中期增加較快，后期增速放緩，T2前期到中期增速較慢，后期增速加快。

圖2 蒲公英葉片中總黃酮的含量及變化Fig.2 Content and trend of total flavone at three growth stages

3 結論與討論

3.1 遮蔭處理對蒲公英生長的影響

本試驗結果表明光強對蒲公英的株高、莖粗、葉片數、葉片長寬及干鮮質量均有影響，T1無遮蔭的以上指標均為最高。光強對株高的影響最為顯著，降低光強會明顯抑制蒲公英的株高；透光率高于60.1%時，降低光強會明顯抑制蒲公英的莖粗、葉片數、葉片寬及地上干鮮質量。當透光率低于60.1%時，降低光照強度對蒲公英的莖粗、葉片數、葉片寬及地上干鮮質量影響不顯著；對葉片長度的影響則是透光率100%時葉片長度最長，低于60.1%時，降低光強會明顯抑制葉片長度。

對植株的株高、地上部干鮮質量的影響上，本試驗結論與盧曉磊[11]等研究的關于光強與馬齒莧生長關系的結論相同，認為100%全光照能處進植株株高及地上部干鮮質量的增加；在對植株葉片的長寬影響上，本試驗結論與朱肖峰等[15]研究的光強與馬蹄金葉片的長寬關系上結論有所不同，76.19%透光率時馬蹄金葉片的長寬達到最大值，而本試驗的蒲公英則是100%透光率時葉片長寬達到最大值，主要原因可能是試驗材料不同帶來的差異。在光強對蒲公英地上部干鮮質量的影響上，本試驗結論為100%透光率處理下的地上部干鮮質量最大，這與趙英明[14]等的結論稍有差異，其研究認為45%的自然光強處理下蒲公英的地上干鮮質量最大，首先，可能與所使用的試驗材料差異有關，其次，兩試驗地所在地區(qū)實際光照強度可能存在差異，本試驗周期為2018年2月至8月，整個試驗周期100%透光率處理下的平均光照強度為15 882 lx，兩地的實際光強差異需要做進一步試驗探討。

3.2 遮蔭處理對蒲公英總黃酮含量的影響

本試驗結果表明高光強有利于蒲公英葉片中總黃酮的積累，100%透光率處理下蒲公英總黃酮含量最高，蒲公英生長前期重度遮光不利于黃酮物質的積累，當透光率低于60.1%時，光強對黃酮含量的影響不顯著；生長中期，降低光照強度會明顯抑制黃酮類的合成，但總黃酮含量高于生長前期；后期，光強對黃酮類物質的積累有顯著的影響，高光強有利于總黃酮的積累；縱觀整個生長周期，100%、60.1%、37.8%、14.5%透光率處理組的黃酮含量增速先快后放緩，82.6%透光率處理組的增速先緩后加快，同時生長后期黃酮含量遠遠高于生長前期。

高光強有利于植株葉片中總黃酮的積累的結論與Ferreres等[13]研究的光強與長春花黃酮積累的影響結論一致，但與朱燦燦等[16]在銀杏葉片上的研究結論有所不同，在銀杏葉片上，重度遮蔭即低光強下有利于銀杏苗生長初期葉中黃酮的積累，無遮蔭的自然光照有利于銀杏快速生長期及生長末期葉片中黃酮的積累，本試驗得出結論為重度遮蔭不利于任何時期蒲公英葉片總黃酮的積累，無遮蔭的自然光照有利于蒲公英生長前、中、后三個時期葉片中黃酮的積累，與后者結論造成的差異主要原因是研究材料不同。另外，植物次生代謝產物的形成是一個復雜的過程，光作為實際生產中重要的環(huán)境因子，其對黃酮類的形成有諸多影響。在光對植物體內黃酮類化合物的影響的機制中研究中，大都認為是光照調控了黃酮合成酶基因的表達，主要是紫外光和藍光,從而間接的影響了黃酮類化合物的含量[18-19]。

溫室栽培蒲公英還處于探索階段，而溫室設施生產是一個復雜的過程，植物遮蔭后，除了受到光強變化的影響，光質及光周期都有可能發(fā)生變化，從而間接影響蒲公英的生長及黃酮的含量，因此遮蔭對于溫室栽培蒲公英的影響仍需要從多個方面做更進一步的試驗與研究。