避雨栽培对四川盆地春季茄子光合电子传递、产量及品质的影响

摘    要：为了研究避雨栽培对四川盆地春季茄子光合性能、产量及品质的影响，以茄子品种黑冠为试材，设置避雨处理和露地CK，测定2个处理中的光照和温度环境参数、茄子叶片叶绿素荧光参数、茄子花激素含量、产量及品质指标。结果表明，避雨栽培降低了光照有效辐射强度，为露地栽培的75.1%；改变了光质组成，紫外光和远红光分别比露地降低11.9%和提高4.6%；对栽培温度的影响较小；与露地相比，避雨栽培后叶片中的叶绿素含量和花青素含量降低，分别是露地栽培的81.9%和20.0%，光合电子传递性能下降，PSII的量子产量［Y（II）］和相对电子传递速率［ETR（II）］分别是露地栽培的64.3%和64.4%；茄子花中生成玉米素核苷代谢通路中Sme00717基因下调，导致玉米素核苷含量降低，是露地栽培的19.0%，此外异戊烯腺嘌呤核苷含量也低于露地栽培；单株产量和可溶性糖、维生素C含量均低于露地栽培，单株产量降低了63.3%。综合分析，栽培光环境的改变导致茄子光合电子传递能力和花中2种细胞分裂激素含量的降低，最终导致了产量和品质的下降。

关键词：茄子；避雨栽培；四川盆地；光合电子传递；产量；品质

中图分类号：S641.1                              文献标志码：A                   文章编号：1673-2871（2023）08-012-07

Abstract： To research the effects of rain-shelter cultivation on the photosynthetic performance， yield and quality of spring eggplant in the Sichuan Basin， the eggplant Heiguan was used as test material， the rain-shelter and open-field control were set up to determine the environmental parameters， such as light， temperature， as well as other indexes， such as the chlorophyll fluorescence parameters of leaves， flower hormones， yield and quality. The results showed that compared with open field， rain-shelter cultivation reduced the effective radiation intensity of light， which was 75.1% of that in the open field cultivation; changed the light composition of ultraviolet light and far-red light， which were 11.9% lower and 4.6% higher than open field， respectively; nonetheless， the impact on the cultivation temperature was small; the contents of chlorophyll and anthocyanin in the leaves decreased and the photosynthetic electron transport performance decreased as well， which turned to 81.9% and 20.0% of the open field cultivation， respectively. The quantum yield of PSII [Y（II）] and relative electron transfer rate [ETR（II）] turned to 64.3% and 64.4%， respectively; the down-regulation of Sme00717 gene in the zeatin nucleoside metabolic pathway in the flowers led to the decrease of zeatin nucleoside content， turned to 19.0%. In addition， the content of Isopentene adenine nucleoside was also lower than that of open field cultivation; the yield per plant and quality indexes like the soluble sugar， vitamin C and anthocyanin also decreased， on which the former reduced by 63.3%. Comprehensive analysis showed that the changes in the cultivation light environment resulted in the decrease of photosynthetic electron transport and two cytokinins in eggplant flowers， which ultimately led to the decrease of yield and quality.

Key words： Eggplant; Rain-shelter cultivation; Sichuan Basin;The photosynthetic electron transport; Yield; Quality

避雨栽培是以避雨为目标的简易设施栽培技术，是避雨不遮风，介于温室栽培和露地栽培之间的一种栽培类型。避雨栽培广泛应用于我国的葡萄[1]种植中，并逐步推广于桃[2]、梨[3]、樱桃[4]、番茄[5]、辣椒[6]等作物种植中。其优点在于扩大了作物的适栽范围，能减少作物病虫害，提高品质和产量，方便农事操作；其缺点在于避雨栽培覆盖棚膜，容易造成弱光环境，弱光对作物的株高、叶面积、茎粗、节间长、比叶质量等都会产生影响[7-10]，同时研究表明，弱光环境会影响作物叶绿素含量，而叶绿素是光合作用中的重要[11]，在光合作用中起着吸收、传递光能的作用，作物叶绿素的多少直接影响其光合作用强弱，从而影响作物的品质和产量。

茄子是茄科茄属1年生草本植物，是四川大宗蔬菜之一。茄子喜温喜强光，喜水怕涝，适宜温度为25～30 ℃，光饱和点40 000 lx[12]。茄子前期生长需水量小，成熟时需水量大，避雨栽培有利于茄子的前期生长，四川盆地属于寡日照气候[13]，棚膜覆盖不可避免造成弱光环境，又不利于茄子的生长发育。目前，关于葡萄等作物的避雨栽培研究较多[14-16]，针对茄子避雨栽培的相关研究较少，且主要集中于温室种植技术方面。笔者以茄子作为材料，对比其在避雨栽培和露天栽培的各项生长指标，为四川盆地茄子优质高效生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

茄子品种为黑冠（紫皮茄子），购自四川兴望种业有限公司。

1.2 试验设计

试验于2021年1－8月在四川省成都市四川省农业科学院园艺研究所试验避雨棚进行。选择籽粒饱满的茄子种子进行浸种催芽，出芽后种植于装有蔬菜专用基质的32孔穴盘中，待幼苗具有4～5片真叶时，选取长势一致幼苗移栽。试验共设2个处理，一个是露地栽培（CK），一个避雨栽培（避雨棚长30 m，跨度8 m，避雨棚顶部覆盖PEP膜），四周通风无膜。茄子厢面为1.5 m，每厢栽2行，行距0.5 m，株距0.5 m。随机选取20株生长健壮一致的茄子作为1个小区，3次重复。水肥、病虫害等管理措施相同，露地和避雨处理均不做点花，自然结果。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 光谱组成的测定 利用爱万提斯光纤光谱仪（AvaSpec-ULS2048x64-EVO）对避雨棚内和露地进行光谱测量，对不同波段光照度进行积分（紫外光：300～399 nm；蓝光：400～499 nm；绿光：500～599 nm；红光：600～699 nm；远红光：700～800 nm），以300～800 nm进行积分表示光合有效辐射强度。

1.3.2 环境温度测定 试验期间，采用数据记录仪（RC-4HC，精创，徐州）每5 min记录1次不同处理的空气温度，取2个处理平均值进行分析。

1.3.3 叶绿素、类胡萝卜素、花青素及叶绿素荧光参数测定 当茄子处于“四门斗”期时，取茄子中部叶片，采用丙酮法测定叶绿素和类胡萝卜素含量[17]。取茄子中部叶片和果实（含表皮），采用盐酸甲醇分光光度比色法测定花青素含量[18]。用分光光度计测定溶液530 nm和657 nm处的吸光值，A530–0.25×A657即为花青素的相对含量。差值每增加0.01定义为1个单位（U）。每个重复取3片叶混合采样，每个处理3次重复。

利用双通道荧光仪Dual-PAM-100（Walz，德国）自动测量程序，在茄子中部叶片暗适应40 min后测定茄子中部叶片叶绿素荧光参数。每个处理测定5片叶。

1.3.4 茄子花激素测定 在茄子“四门斗”期时花开放的时候，利用液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）定量测定其生长素、细胞分裂素、赤霉素及乙烯类激素的含量，每个重复2朵花混合采样，每个处理3次重复。数据采集仪器系统主要包括超高效液相色谱（Ultra Performance Liquid Chromatography，UPLC，ExionLC™ AD，https：//sciex.com.cn/）和串联质谱（Tandem Mass Spectrometry，MS/MS，QTRAP 6500±，https：//sciex.com.cn/）。

1.3.5 茄子花转录组分析 在茄子“四门斗”期时花开放的时候，分别取2个处理的花，将样品放入液氮中速冻，保存于-80 ℃超低温冰箱中备用，用于转录组分析。每个重复取2朵花混合采样，每个处理3次重复。样品的后续处理包括RNA抽提、纯化、建库以及采用第二代测序技术（next-generation sequencing，NGS），基于Illumina测序平台，对这些文库进行双末端（paired-end，PE）测序。参考基因组：SME_r2.5.1；下载链接：https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_000787875.1/。

1.3.6 产量 单果质量用电子天平称量：每次采摘时记录单果质量和结果数，计算平均值，记为单果质量。茄子单株产量根据成熟情况，实时进行采摘并记录质量，直至试验结束。每个处理5次重复。

1.3.7 品质测定 在结果盛期每个小区随机选取成熟期一致的5个果实样品，进行果实品质的测定，取平均值代表该小区指标测定值。采用2，6-二氯酚靛钠法[19]测定维生素C含量，采用蒽酮比色法[20]测定可溶性糖含量。

2 结果与分析

2.1 避雨栽培对光照和温度的影响

由表1可以看出，避雨棚内紫外光和蓝光有所降低，分别比露地降低11.9%和2.1%；绿光、红光及远红光有所增加，远红光增加较多，比露地增加4.6%，绿光和红光分别增加0.5%和1.3%。避雨棚内300～800 nm有效光合辐射仅为露地的75.1%。由此可见，避雨栽培不仅降低了光合有效辐射，还改变了照射在茄子叶片上的光质组分。避雨栽培的红光/远红光为1.21，露地为1.23。