现代设施农业的发展已进入一个高级阶段——植物工厂，应用计算机技术、生物技术与工程技术，通过调控植物生长灯和发光二极管(light emitting diode，LED)栽培果蔬、花卉、药用植物等，突破环境和空间的局限性，实现在非可耕地区正常生产农产品^[1]。在生产上已有实践证明，LED节能耐用、光电转换率高、成本低，可正常培育植物^[2-3]。植物进行光合作用最有效的波长是蓝紫光和红光，红蓝光是植物主要光受体的信号光源，一般使用红蓝光即可培育植物^[4]。而光质可通过光敏色素影响植物内源激素的代谢与合成，内源激素对植物生长具有促进作用，例如促进茎的生长、叶片扩大、块茎形成等，从而使植物器官的形态特征和微观结构发生适应性变化^[5-6]。

三叶青(Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg)为葡萄科(Vitaceae)崖爬藤属(Tetrastigma)多年生草质藤本植物^[7]，主要以地下块根入药，具有保肝护肝、提高免疫力、抗肿瘤等作用^[8-10]。地上茎叶部分含有甾醇类和类黄酮类化合物^[11-12]，同样具有抗癌作用，且市场上已有三叶青茶产品销售。

野外实地调查发现，在光强相近且暂不考虑其他环境因素的前提下，同一片林地不同分布位置的光谱有所差别，三叶青形态特征和长势存在差异。目前尚未发现不同光质对三叶青茎叶形态结构以及块根形成影响的相关报道。因此，利用LED的不同光质栽培三叶青，对茎叶显微结构和内源激素进行对比分析，探究其在不同光环境下的适应性，为开发三叶青地上部分潜在价值、增加经济收入和三叶青推广提供借鉴意义。

供试三叶青1年生幼苗由福建省古田县鹤塘镇山海林木专业合作社提供。2016年11月, 将三叶青苗种植在以草炭土、沙子和黄壤土(体积比2:1:1)为基质的花盆中，每盆1株，浇足定根水后置于荫棚下，常规管理。2017年9月，选择长势较为一致的幼苗移入福建农林大学百草园进行不同LED光质处理，光周期为10 h·d^-1，温度(25±5) ℃，相对湿度(70±5)%。

试验设3个LED光质处理，分别为红光(波长660 nm)、蓝光(波长450 nm)和白光，参照余意等^[13]的试验设置，以白光为对照。3种光质的LED灯管是由276颗台湾光宏芯片厂家所生产的2835-LED贴片组成，功率28 W。光照培养架由福州大江南仪器公司设计和生产。将三叶青置于培养架内，光源距盆30 cm，根据野外三叶青林下生境光强情况，利用TES-1332A数位式照度计使各组光照强度控制在(50±5) μmol·m²·s^-1(图 1)。

	图 1 不同光质下的三叶青 Fig. 1 Different light quality treatments of T. hemsleyanum
图选项

于试验开始后第60天用直尺(精度0.001 m)测定植株新生茎长度(以下简称新茎长度), 游标卡尺(精度0.01 mm)测定新生茎横切面直径(以下简称新茎直径)，测量部位为距离茎尖最近第2节处，每个处理选择10株，重复3次。直尺测定叶长、叶宽，用Li-3000C便携式叶面积仪测叶面积，每个处理选取30片健康完整的中央小叶，大、中、小搭配，重复3次。待叶面积测定结束后，将叶片洗净擦干，用电子天平(精确度为0.000 1 g)测定叶片鲜重。

于处理后第60天，选取不同LED光质处理的三叶青各3株，每株各取3片处理后长出的成熟复叶的中央小叶片，沿主叶脉切取5 mm×5 mm的叶片置于标准固定液(formalin-acetic acid-alcohol，FAA), 在距离茎尖5 cm处截取出2 cm处理后新长出的茎蔓，切为0.5 cm的小段置于FAA固定液，抽气至材料浸没于溶液中。固定24 h后保存在70%乙醇中，经50%乙醇过渡2 h后转入Solarbio苏木素染色液，37 ℃恒温染色48 h，用蒸馏水洗去浮色，15%、30%、50%、70%、85%、95%、100%乙醇系列脱水，30%、70%、100%二甲苯系列透明，50%、75%石蜡过渡，纯石蜡清除二甲苯，石蜡包埋，常规切片，切片厚度为12 μm，贴片，40 ℃烘干水分，二甲苯脱蜡通风3 h后，中性树胶封片。封片静置3 d后置于Leica显微镜观察，DM2000显微镜拍照并测量相关数据。

选取上述切片实验同一植株同一部位的三叶青嫩叶、茎段各0.2 g于离心管中，液氮研磨，加0.1 mmol的磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline，PBS)(pH=7.4)1 mL，震荡摇匀，于4 ℃冰箱中浸提2 h，10 000×g 4 ℃离心10 min，吸取上清液于-20 ℃保存待测。吲哚乙酸(indole-3-acetic acid，IAA)、赤霉素(gibberellin，GA)和细胞分裂素(cytokinin，CTK)等内源激素采用酶联免疫法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)测定，试剂盒从Solarbio订购。

所测得的数据整理计算后制成图表，多样本均数比较采用单因素方差分析，LSD-t检验，并进行相关性分析。

3种光质下的三叶青新茎长度为红光＞白光＞蓝光，在红光与白光下差异显著(P＜0.05)，在蓝光与白光下差异未显著。蓝光下三叶青的新茎直径最大，为0.15 cm，与其在红光、白光下差异显著。蓝光下三叶青叶片各形态指标的平均值均大于其在红光和白光下，且差异显著。除叶面积外，在红光与白光下的三叶青叶片的叶长、叶宽及鲜重的差异并不显著(表 1)。

蓝光下三叶青茎的皮层、初生韧皮部、韧皮纤维、髓射线等结构的厚度和髓直径均大于其在红光和白光下，均与其在白光、红光下差异显著(P＜0.05)。蓝光下三叶青茎的皮层厚度比其在白光下高出了67.19%，比红光下高出了57.09%，在红光和白光下差异不显著。蓝光下三叶青茎的初生韧皮部厚度分别是其在白光与红光下的1.93和1.65倍，其在红光下大于白光下，但差异不显著。3种光质下三叶青茎的韧皮纤维和髓射线厚度都达到显著水平，均表现为蓝光＞红光＞白光。蓝光下三叶青茎的髓直径是其在白光下的1.67倍，红光下的1.65倍，在红光和白光下差异不显著(表 2)。

3种光质下的三叶青叶片的厚度表现为蓝光＞白光＞红光，且在蓝光与白光下差异显著(P＜0.05)，而在红光和白光下差异不显著。在蓝光下三叶青叶片主脉处叶厚度、上表皮厚度、同化组织厚度及初生维管束直径均大于其在红光和白光下，与二者差异显著(P＜0.05)，而其在红光与白光下差异不显著。在蓝光下三叶青叶片的主脉处叶厚度是其在红光下的1.42倍和白光下的1.43倍，在蓝光下三叶青叶片的上表皮厚度比其在红光下高出24.57%，白光下高出29.75%，在白光下三叶青叶片的主脉处叶厚度和上表皮厚度均小于其在红光下, 而在红光下三叶青叶片的同化组织厚度和初生维管束直径最小(表 3)。

3种光质下的三叶青茎的IAA含量大小表现为白光＞红光＞蓝光，在红光与白光下的值相差较小。在红光下三叶青茎的GA含量最高，达34.53 ng·g^-1，显著高其于在蓝光和白光下。在蓝光下三叶青茎的CTK含量最大，比其在白光下高出15.93%(表 4)。

三叶青叶片IAA含量大小表现与茎一致, 在白光下最高，在蓝光下最小。在红光下三叶青叶片的GA含量仍然最高，其次是在蓝光下。三叶青叶片的CTK含量为在蓝光下最大，其次是在红光下(表 5)。

三叶青新茎长度与GA含量显著相关(P＜0.05)，与CTK含量呈极显著负相关(P＜0.01)。新茎直径、叶面积和叶片厚度均与CTK含量存在正相关关系，而均与IAA和GA含量存在负相关关系(表 6)。

植物对光具有选择性吸收的特性，特定波段的光可影响植物光形态的建成^[14]。内海修一^[15]的研究表明，红光有助于水稻幼苗增高，蓝光对叶面积的扩展较为有利；张瑞华等^[16]试验得出，在红光下姜幼苗植株较高，蓝光下的较矮，这可能与光质影响植物体内内源激素水平有关。文中的研究发现，三叶青在不同光质下60 d后茎叶显微结构发生变化，红光有利于三叶青茎蔓的伸长，而蓝光可明显促进新茎直径增大、变粗，且有利于叶片扩展和鲜重的增加。从新茎长度看，在蓝光下的三叶青植株较为矮壮，与内海修一^[15]、张瑞华等^[16]的研究结果相似。同时，植物各器官是相互联系的，植物的茎具有机械支持和运输的功能，可将根部所吸收的水分和矿物质运输至各个器官，而叶片光合作用合成的同化物也可通过输导组织运送至植物体各个部分^[17]。因此，在蓝光下三叶青茎的增粗，以及叶片的扩展可能更好地为地下块根提供营养物质，促进地下块根生长。

有研究^[18－19]表明，红光可调控植物基因表达来调节GA水平，还可以通过光敏色素促进GA的合成，调节胚轴细胞对GA的敏感性。储钟稀等^[20]研究表明，蓝光可提高吲哚乙酸氧化酶活性，降低IAA水平；余让才等^[21]研究发现，在蓝光下水稻幼苗IAA和GA₃含量下降。文中试验中，在红光下三叶青的IAA和GA含量相对较高，在蓝光和白光下则较低，说明红光更有助于三叶青的IAA和GA含量的积累，而IAA和GA之间有一定的拮抗作用，综合其茎的伸长表现和茎粗状况，二者可能存在因果关系。冯金玲等^[22]研究得出，GA₃能促进油茶芽苗砧嫁接口维管束分化，一般来说，IAA和GA对茎的伸长和偏上性生长具有促进作用，而文中三叶青新茎长度仅与GA含量显著正相关。此外，单一红光下的三叶青茎高于其在白光下，可能是与白光波段较宽，含蓝色光质有关，这与常涛涛等^[23]发现含蓝光的复合光质可引起番茄幼苗植株矮壮的研究结果相似，但其在蓝光下的番茄幼苗叶面积较小，与文中蓝光下三叶青叶面积最大的结果相反，说明植物种类不同，研究结果也会有所差异。CTK可调节细胞分裂，有利于植物茎的横向扩大、叶片扩展和生物量积累，三叶青新茎直径、叶片面积和叶片厚度均与CTK含量存在显著正相关关系，蓝光下三叶青茎叶的CTK含量总体高于其在红光和白光下，且蓝光下的三叶青叶片面积和叶片厚度增加，新茎直径较大，可能与CTK含量有关。而IAA和GA含量对三叶青新茎直径增大、叶片面积的扩展和叶片厚度的增加具有反向作用，可能与其浓度有关。三叶青块根从形成到可利用的周期较长，是栽培上的瓶颈问题，是否可以通过蓝光处理三叶青，获得较高产量和质量的地下块根还有待深入研究。