以‘紫薇’不结球紫色小白菜为试验材料,采用盆栽控水试验,设置正常水分供应、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4个干旱处理,测定了紫色小白菜植株营养品质和光合色素含量、光合与叶绿素荧光参数等指标,研究不同干旱胁迫处理对紫色小白菜光合特性及营养品质的影响.结果表明:(1)紫色小白菜叶片花青苷、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量均随干旱处理程度的加重呈先升高后下降的趋势,并均在轻度干旱下达到最大值.(2)随着干旱处理程度的加重,紫色小白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)和类胡萝卜素含量均呈先缓慢上升后急剧下降的变化规律,且均于轻度干旱下达到最大值.(3)随着干旱处理程度的加重,紫色小白菜叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈逐渐下降的趋势,而瞬时水分利用效率(WUE)表现出先升后降的趋势.(4)随着干旱处理程度的加重,紫色小白菜叶片以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)逐渐降低,而单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的光能(TRO/RC)、单位反应中心传递的能量(ETO/RC)、单位反应中心热耗散的能量(DIO/RC)以及单位面积捕获的光能(TRO/CS)、单位面积的热耗散(DIO/CS)均呈现逐渐上升的趋势;叶片中PSⅡ最大光化学效率(ψPO)、将电子传递到电子传递链中QA-下游的其他电子受体的概率(ψO)、反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(ψPO)值均随着干旱处理的加重呈先缓慢下降后急剧下降的趋势,受体侧J相的相对可变荧光(VJ)增幅比供体K相可变荧光占J相可变荧光的比例(WK)大,PSⅡ受体侧受到的胁迫伤害大于供体侧.研究表明,干旱处理迫使紫色小白菜光合特性及品质都出现一定的变化,轻度干旱胁迫处理能增加紫色小白菜花青苷及其光合色素的含量,并提高净光合速率,进而改善植株的营养品质,值得在紫色小白菜耐旱生产中推广应用.

该研究通过自制营养液循环系统,设置系统运行和停止时间均为7.5 min (T1)、15 min(T2)、22.5 min(T.)、30min(T4)4个处理,以静止营养液培养为对照(CK),研究不同营养液循环间隔时间对营养液环境指标及水培紫色小白菜根系形态学指标、脯氨酸、丙二醛含量、根系内源激素及根系细胞显微结构的影响,以探究营养液循环间隔时间对水培紫色小白菜根系生长的影响机理.结果显示:(1)第0～10天,CK的营养液溶解氧含量下降了3.5 mg/L,T1～T4的溶解氧下降幅度基本一致,约下降了1.2 mg/L,CK的营养液溶解氧下降速率约为y1～T4的3倍;营养液的循环间隔时间处理对营养液温度及离子总量无影响.(2)于处理后第10天,T1～T4处理的紫色小白菜根系总长度、根系表面积、根系平均直径等根系形态学指标均大于CK处理,且T2、T3较T1、T4的根系生长更优,说明一定范围的营养液循环间隔时间能促进根系生长.(3)CK的紫色小白菜根系脯氨酸和丙二醛含量最高,T2在T1～T4营养液循环处理中脯氨酸和丙二醛含量均相对较高,T4处理最低且二者均显著低于对照.(4)各处理10d后,紫色小白菜根系内源激素有显著差异,其中IAA和GA3含量变化一致,均为T2＞T3＞T4＞T1＞CK;ABA含量的大小顺序为CK＞T4 ＞T1 ＞T3 ＞T2,且T2的ABA和ZR含量也基本处于最低水平.(5)细胞显微结构观察发现,T1～T4处理的根系横切面由内向外第3层皮层细胞数量、新生侧根距离根尖1 cm处直径、维管束和木质部区域直径占根系直径的比例均显著高于对照,且3项指标均为T2最大(30个、450 μm、42.22％),说明T2的根系长势最优.研究表明,营养液循环间隔时间为15min(T2)能够显著改善营养液溶解氧含量,有效提高根系IAA和GA3含量、促进根系皮层细胞分裂、增加新生侧根直径以及维管束和木质部区域直径,从而使水培紫色小白菜根系生长最优.

为建立一种紫色小白菜中精准的有机酸提取及定性定量分析方法.本研究在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken的中心组合试验设计原理,设计响应面试验优化紫色小白菜有机酸的提取工艺.结果 表明,紫色小白菜有机酸提取的最优工艺参数为:乙醇浓度73％,料液比1∶21,超声时间11 min,超声温度70℃.通过超高效液相色谱法(ultra performance liquid chromatography,UPLC)对紫色小白菜叶片和叶柄部位有机酸进行定性定量分析,检测出苹果酸、柠檬酸、丙二酸、琥珀酸和酒石酸,其中苹果酸含量最高,分别为15.968、5.019 mg/g;其次为柠檬酸,分别为9.293、1.385 mg/g.定性定量结果表明,紫色小白菜叶片及叶柄部位含有丰富有机酸类物质,叶片部位苹果酸、柠檬酸、丙二酸、酒石酸含量均高于叶柄部位,而琥珀酸含量较低.