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芹菜(Apium graveolens L.)属于伞型科芹属,是一年生或两年生的草本植物。芹菜原产地欧洲,靠近地中海,15世纪开始在我国种植。因芹菜中含有多种营养和药用成分而深受人们的喜爱,并逐渐成为人们日常食用的蔬菜之一。芹菜中含有多种黄酮类化合物,其中芹菜素和毛地黄黄酮含量较高。黄酮类化合物具有良好抗氧化、抗肿瘤和抗癌等作用,近年来受到研究者的广泛关注。本文以芹菜为试验材料,采用基质栽培方式,研究温度、干旱和UV-B照射环境下芹菜的生长以及黄酮类物质积累量的变化,探究环境因子对芹菜生长及黄酮类化合物合成代谢的影响,为通过栽培提高芹菜中黄酮类物质的含量提供技术依据。主要研究结果如下:1.随着处理温度的升高,芹菜中脯氦酸、可溶性糖、芹菜素和毛地黄黄酮含量和SOD、POD、CAT、PAL、CHS、CHI 酶活性以及PAL、CHS、CHI和FSI基因的相对表达量均呈现先升高后降低的趋势,H2O2和O2-含量先降低后升高。在低温(8℃/10℃)处理下,芹菜叶片和叶柄中PAL、CHS和CHI酶活性最高,叶片大于叶柄;PAL、CHS和CHI基因的相对表达量与对应酶活性的变化趋势基本一致;芹菜素和毛地黄黄酮含量最大,叶片远大于叶柄;脯氦酸和可溶性糖含量最大,H2O2和O2-含量最低,叶片与叶柄无显著差异;SOD、POD和CAT的酶活性最高,SOD酶活性叶片比叶柄高,POD和CAT酶活性叶片与叶柄无显著差异;同时发现,芹菜的生长指标虽有一定程度下降,但与对照相比差异不显著。由此可见,适当降低温度能够促进芹菜中黄酮类化合物的合成与积累,最适温度为8℃/10℃(n/d)。2.在轻度干旱(10%PEG6000处理)处理下,芹菜的生长与对照相比无显著差异,PAL、CHS和CHI酶活性显著升高,叶片大于叶柄;PAL、CHS和CHI基因的相对表达量与对应酶活性的变化趋势基本一致;芹菜素和毛地黄黄酮含量显著上升,叶片大于叶柄;脯氦酸和可溶性糖含量显著升高,H2O2和O2-含量显著降低,叶片与叶柄含量无显著差异;抗氧化酶活性均升高,叶片中SOD酶活性高于叶柄,而叶片与叶柄中POD和CAT酶活性无显著差异。重度干旱(30%PEG6000处理)条件下,芹菜的生长受到严重抑制,黄酮类物质含量显著下降,自由基含量显著上升,SOD、POD、CAT、PAL、CHS和CHI的酶活性降低,PAAL CHS和CHI基因的相对表达量也下降。由此可以得出,适当程度干旱处理能够促进芹菜中黄酮类化合物的合成与积累,以轻度干旱(10%PEG6000处理)为好。3.随着UV-B照射时间的延长,芹菜的生长受到不同程度的影响,芹菜素、毛地黄黄酮含量和SOD、POD、CAT、PAL、CHS、CHI酶活性以及PAL、CHS、CHI和FSI基因的相对表达量均呈现先升高后降低的趋势,叶绿素含量逐渐下降,H2O2和O2-含量先降低后升高。在经过4dUV-B照射后,芹菜的生长指标下降,与对照相比无显著差异,PAL、CHS和CHI酶活性最高,叶片大于叶柄;PAL、CHS和CHI基因的相对表达量与对应酶活性的变化趋势基本一致;芹菜素和毛地黄黄酮含量最大,叶片远大于叶柄;叶绿素含量下降,H2O2和O2-含量最低,叶片与叶柄无显著差异;SOD、POD、CAT酶活性最高,叶片中SOD酶活性高于叶柄,叶片与叶柄中POD和CAT酶活性无显著差异。因此,适当时间的UV-B照射处理能够促进芹菜中黄酮类化合物的合成与积累,最适照射时间为4d。