沈阳农业大学李天来院士/王峰教授团队揭示光质精准调控番茄产量和品质提升的分子机制

发布时间：2025-02-11 11:37

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光照是影响设施园艺作物生长发育的主要环境因子之一。秋冬季节，随着温度的降低，外界环境的光照强度和光周期逐渐缩短，严重影响了番茄的产量和品质，因此寻求设施蔬菜反季节生产的光环境调控技术极为必要。设施内人工光调控技术成为反季节蔬菜生产的关键技术。

近日，沈阳农业大学李天来院士/王峰教授团队在综合性TOP期刊Journal of Advanced Research期刊上发表了题为“Manipulation of artificial light environment improves plant biomass and fruit nutritional quality in tomato”的研究论文，阐明了人工光环境对番茄生长发育、光合作用效率及果实品质的影响，重点探讨了不同光谱成分和光周期对番茄生物量积累、光合色素、糖类和挥发性物质合成途径的调控作用，为设施内光环境的优化提供了重要的理论依据。

该研究发现，R1B0.8光配方通过诱导光系统核心亚基基因（SlPsaC、SlPsaB、SlPsaA）和光捕获复合体基因（SlLHCB/A）上调，增强了光合速率。此外，R1B0.8处理上调了番茄红素合成基因（SlPSY1、SlPDS）以及乙烯合成相关基因（SlACS2、SlACO2）的表达，加速了番茄果实的着色和成熟，解析了番茄果实色泽形成和成熟的分子机制。

此外，R1B0.8光谱处理显著提高了番茄果实中果糖和葡萄糖的含量，同时促进风味相关的挥发性物质合成基因（SlAADC1a）和风味调节基因（SlGORKY）的表达，表明光环境调控可以改善番茄果实风味和营养品质。结合16小时光照和8小时黑暗的光周期，R1B0.8光谱在促进番茄光合作用和提高果实品质方面表现出优异的效果，表明该光周期配置对番茄生长发育及品质提升有促进作用。