邱 璐，于邦友，劉可可，夏培興，鄧 波*

(1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，合肥 230036； 2. 阜陽(yáng)市林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣站，阜陽(yáng) 236015)

青錢柳（Cyclocarya paliurus(Batal.) Iljinskaja）是胡桃科青錢柳屬高大落葉喬木，是我國(guó)特有的木本藥用植物，廣泛分布于我國(guó)的亞熱帶地區(qū)，喜光，適宜生長(zhǎng)在溫暖濕潤(rùn)的地方。其葉片可制茶，以葉片作為原料的保健品也廣受市場(chǎng)歡迎[1]。以往研究表明，青錢柳葉可以提取具有降血壓、降血糖、抗氧化等藥理保健功能的生理活性物質(zhì)，包括黃酮類、多糖、甾體類等，其中黃酮類化合物是青錢柳中主要的活性成分，也是藥用青錢柳栽培中主要的目的產(chǎn)物[1-2]。隨著近年來(lái)青錢柳產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)青錢柳葉的需求日益增大，但青錢柳的自然資源比較稀少，主要以發(fā)展人工林為主。因此，優(yōu)化青錢柳的栽培技術(shù)與環(huán)境調(diào)控措施以獲得更豐富的產(chǎn)物成為目前人工林發(fā)展的必然需求。青錢柳作為一種木本藥用植物，為了保證產(chǎn)量與原料品質(zhì)，其生長(zhǎng)狀況和黃酮類化合物的積累都值得關(guān)注，所以要重點(diǎn)探究影響青錢柳生長(zhǎng)與次生代謝物積累的光照環(huán)境條件，以提高、穩(wěn)定產(chǎn)物的品質(zhì)與產(chǎn)量。

光為植物光合作用提供能量，是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育與次生代謝物積累的重要環(huán)境因素之一，光照強(qiáng)度的改變能夠直接影響植物的光合作用，從而對(duì)植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生顯著影響[3-4]。面對(duì)光照環(huán)境的改變，植物也能夠通過調(diào)整生物量分配、光合結(jié)構(gòu)、形態(tài)建成、次生代謝物積累模式等來(lái)提高自己抗逆境的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)[5-7]。目前有許多關(guān)于光強(qiáng)對(duì)植物生長(zhǎng)、黃酮類化合物積累影響的研究，如相比于遮蔭條件，全光照可以顯著增加麻櫟(Quercus acutissimaCarruth) 和閩楠(Phoebe bournei( Hemsl.) Yang) 單株總?cè)~面積和地上、地下生物量及總生物量，并顯著影響蒲公英（Taraxacum mongolicumHand-Mazz）與銀杏（Ginkgo bilobaLinn.）葉片中黃酮類化合物的積累，而遮蔭顯著影響了青錢柳黃酮類化合物的積累高峰[8-11]。綜上可見，調(diào)控光照強(qiáng)度能夠?qū)χ参锏纳L(zhǎng)發(fā)育與黃酮類化合物積累產(chǎn)生顯著影響，且每種植物都有最有利于其生長(zhǎng)與次生代謝物積累的光照條件。

在生產(chǎn)中，青錢柳主要的收獲部位為葉片，但自然生長(zhǎng)的青錢柳樹形高大，難以采摘，因此為保證葉片產(chǎn)量與采集效率，青錢柳的矮化以及密植管理十分重要。本文通過遮蔭的方法，探究青錢柳的生長(zhǎng)、黃酮類化合物的積累對(duì)光強(qiáng)的響應(yīng)規(guī)律和有利于藥用植物產(chǎn)量積累與品質(zhì)提高的環(huán)境條件，以期為選擇適合青錢柳生長(zhǎng)與次生代謝物積累的栽培環(huán)境提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在安徽省合肥市林業(yè)高科技開發(fā)中心進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫和，年平均溫度為15.7 ℃，平均相對(duì)濕度為77 %。雨量適中，年平均降水量為900～1 000 mm，主要集中在5—6 月的梅雨季。年日照時(shí)間約為2 000 h，年均無(wú)霜期為228 d。

1.2 供試材料

試驗(yàn)材料取自安徽省宣城市績(jī)溪縣，位于北緯29°57′～30°20′，東經(jīng)118°20′～118°55′之間、黃山山脈和西天目山山脈結(jié)合帶，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.9 ℃，年平均降水量1 630.3 mm。于2018 年3 月將1 年生青錢柳幼苗移植至安徽省合肥市林業(yè)高科技開發(fā)中心的基地大田中，于2019 年4月選取其中長(zhǎng)勢(shì)均勻的青錢柳幼苗進(jìn)行遮蔭處理。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，使用50%遮陽(yáng)率的遮陽(yáng)網(wǎng)設(shè)置3 種光照處理，分別為不遮蔭、50%遮陽(yáng)率遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭一層（光照強(qiáng)度約為全光下的42%）、50%遮陽(yáng)率遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭兩層（光照強(qiáng)度約為全光下的19%）。因此，本研究共包括3 個(gè)處理，每個(gè)處理包括3 個(gè)重復(fù)，共9 個(gè)試驗(yàn)單元，每個(gè)單元包含20 株苗。自2019 年4 月中旬開始對(duì)上述青錢柳苗進(jìn)行遮蔭處理，遮陽(yáng)網(wǎng)搭置于距地面約2 m 高處。連續(xù)遮蔭3 個(gè)月后，于7 月測(cè)量各處理下青錢柳苗的苗高、地徑、光合和熒光參數(shù)、葉綠素含量、生物量、黃酮化學(xué)組織定位、黃酮含量和黃酮產(chǎn)量。

1.4 研究方法

1.4.1 苗高和地徑生長(zhǎng)測(cè)定 于2019年7月對(duì)所有青錢柳苗進(jìn)行苗高和地徑測(cè)定，并計(jì)算各光照處理下的平均苗高和地徑生長(zhǎng)狀況。

1.4.2 光合和熒光參數(shù)測(cè)定 根據(jù)苗高和地徑的測(cè)量結(jié)果，選取各處理中接近平均值的5 株青錢柳苗，挑選從頂芽向下數(shù)的第5 片復(fù)葉中間的完全功能小葉，作為測(cè)量對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記，光合參數(shù)采用LI-6400XT 光合系統(tǒng)（LI-COR，Inc. Lincoln NE，USA），于自然光條件下，每天早上9:00—11:00 測(cè)定，測(cè)定參數(shù)為凈光合速率（μmol·(m-2·s-1)）。

熒光參數(shù)用 FMS2 便攜脈沖調(diào)制式熒光儀（Hansatech instruments Ltd. Norfolk, United Kingdom）對(duì)之前標(biāo)記的小葉進(jìn)行測(cè)定。初始熒光Fo于等待植株暗適應(yīng)30 min 后測(cè)定，暗適應(yīng)最大熒光Fm用飽和脈沖照射后測(cè)得，經(jīng)過測(cè)量光照射一段時(shí)間后，植株每隔30 s 照射1 次飽和脈沖，測(cè)得光適應(yīng)最大熒光F′m，此時(shí)關(guān)閉測(cè)量光，并打開遠(yuǎn)紅光，測(cè)量得Fo′。測(cè)量結(jié)果按以下公式計(jì)算：PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm；PSⅡ光能捕獲效率Fv′/Fm′ =（Fm′-Fo′）/Fm′。

1.4.3 葉綠素含量測(cè)定 采集用于測(cè)定光合與熒光參數(shù)的同一批所有植株同一部位的新鮮小葉，按單株分類，清洗、擦干、切碎后，用85%丙酮溶液浸透處理，分別在λ= 663 nm 和λ= 645 nm 下測(cè)定吸光度。葉綠素含量按以下公式計(jì)算：Cchl-a= 12.7A663-2.69A645；Cchl-b= 22.9A645-4.64A663；Cchl-a+b=20.2A645+ 8.02A663。

1.4.4 生物量測(cè)定 根據(jù)青錢柳苗高和地徑的測(cè)定結(jié)果，選取不同光照處理中接近平均值的3 株青錢柳苗，按單株采集根、莖稈和葉片3 個(gè)部分，洗凈后于70 ℃烘干，分別稱重，單株總生物量為其根、莖稈和葉片的干重總和。根冠比計(jì)算公式為：根冠比 = 根生物量/莖葉生物量。

1.4.5 黃酮組織化學(xué)定位 在每個(gè)處理中選取5 株青錢柳苗，摘取植株同一部位的完全功能葉進(jìn)行組織化學(xué)分析。分析方式參照廖云海等描述的方法，用1 %的三氯化鋁乙醇溶液將包含中脈的葉片冷凍切片（厚度為20 μm）染色10 min，封片后立即放置于熒光顯微鏡下觀察并分組拍照[12]。在熒光顯微鏡下觀察黃酮類化合物時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)白色熒光。

1.4.6 黃酮含量測(cè)定 首先均勻采集每個(gè)試驗(yàn)單元中所有青錢柳苗的中上部位的完全功能葉，相同光照處理下的所有小葉組成一個(gè)樣品，重復(fù)采集3 次，共采集9 組樣品。然后去除葉柄，烘干、磨碎。每份樣品取2 g 左右，用石油醚進(jìn)行4 h 的80 ℃水浴提取，過濾，將固形物室溫晾干，作為黃酮提取樣品待用。黃酮的提取采用超聲波輔助提取法[13]，將樣品用75%乙醇水溶液65 ℃超聲提取45 min，重復(fù)2 次，將2 次提取液混合，揮發(fā)一段時(shí)間，用甲醇滴洗固形物并定容至10 mL，作為樣品待測(cè)。

總黃酮的測(cè)定采用比色法[14]，于室溫下取1 mL樣品置于10 mL 容量瓶，加入0.3 mL 5% NaNO2溶液，靜置5 min 后加入0.3 mL 1% AlCl3甲醇溶液、1 mol·L-1NaOH 溶液混勻，顯色15 min 后在410 nm處測(cè)定吸光度。以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（中國(guó)藥品生物制品檢定所，北京）為對(duì)照品，計(jì)算樣品中的總黃酮含量（線性范圍：蘆丁2.3～56.0 μg·mL-1，R2＞ 0.99），結(jié)果以每克青錢柳烘干樣品中含有相當(dāng)于蘆丁當(dāng)量的毫克數(shù)表示。

黃酮單體的測(cè)定采用HPLC - DAD 法，共測(cè)定槲皮素、異槲皮苷和山奈酚3 個(gè)黃酮單體。主要采用Agilent 1200 系列液相色譜（Waldbronn，德國(guó)）進(jìn)行分析，分析前將樣品過0.45 μm 有機(jī)濾膜。槲皮素和山奈酚參照《中華人民共和國(guó)藥典》[15]中銀杏黃酮水解的方法，用酸將樣品水解為苷元后待測(cè)。取1 mL 樣品，揮干溶劑后加入25 mL 體積為4 : 1的甲醇－25% HCl，加熱回流30 min，待冷卻后定容至25 mL，檢測(cè)時(shí)用VA:VB= 55 : 45 等度洗脫（A-色譜純甲醇，B-0.3%磷酸），檢測(cè)波長(zhǎng)為365 nm，柱溫為30 ℃，流動(dòng)相流速為1.0 mL·min-1。異槲皮苷則將提取液過濾后直接進(jìn)行分析，檢測(cè)的流動(dòng)相為A-色譜純甲醇，B-0.5 %磷酸。梯度洗脫程序?yàn)椋?～25 min，15% A；15～26 min，15%～90% A；26～36 min，90% A；36～37 min，90%～15% A；37～45 min，15% A。檢測(cè)波長(zhǎng)350 nm，柱溫、流動(dòng)相流速與槲皮素和山奈酚一致。試驗(yàn)中用于獲得外標(biāo)校準(zhǔn)曲線的異槲皮苷購(gòu)自中國(guó)藥品生物制品檢定所（北京），槲皮素和山奈酚購(gòu)自Sigma- Aldrich 公司（St. Louis，MO，USA）。根據(jù)黃酮含量計(jì)算出黃酮產(chǎn)量：黃酮產(chǎn)量/（mg·株-1）= 黃酮含量/（mg·g-1）× 葉生物量/（g·株-1）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

本試驗(yàn)以單因素方差分析結(jié)果來(lái)比較環(huán)境對(duì)青錢柳生長(zhǎng)、生物量、熒光參數(shù)、黃酮含量和黃酮產(chǎn)量等相關(guān)數(shù)量指標(biāo)的影響；以Duncan 多重比較來(lái)分析處理之間的差異。所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均由SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析，用Excel 作圖，分析結(jié)果的差異顯著性檢驗(yàn)水平P＜ 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 遮蔭處理對(duì)青錢柳苗高和地徑的影響

遮蔭處理顯著影響了青錢柳的苗高和地徑生長(zhǎng)（P＜ 0.05）。如圖1 所示，隨著遮蔭強(qiáng)度增大，青錢柳的苗高生長(zhǎng)量呈先增高后下降的趨勢(shì)：一層遮蔭 ＞ 二層遮蔭 ＞ 全光，輕度遮蔭促進(jìn)了青錢柳苗的苗高生長(zhǎng)，達(dá)到最大生長(zhǎng)量，而二層遮蔭下青錢柳的苗高生長(zhǎng)受到了抑制。地徑整體變化趨勢(shì)與苗高不一致，地徑生長(zhǎng)量一直隨著遮蔭程度的加強(qiáng)而下降。

圖1 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳的苗高和地徑Figure 1 The seedling height and rootcollar diameter growth of C. paliurus (Batal.) Iljinskaja under three different shade intensities

2.2 遮蔭處理對(duì)青錢柳生物量積累與分配的影響

不同的遮蔭處理對(duì)青錢柳生物量的積累和分配產(chǎn)生了顯著影響（P＜ 0.05，圖2）。青錢柳苗的莖稈、葉片和總生物量均在一層遮蔭條件下達(dá)到最大，但于全光下無(wú)顯著差異，而兩層遮蔭下的生物量積累明顯小于全光和一層遮蔭下。說(shuō)明適度遮蔭可以促進(jìn)青錢柳苗的生長(zhǎng)，但遮蔭過度則會(huì)強(qiáng)烈抑制其生長(zhǎng)。另外，遮蔭處理使青錢柳苗的地上和地下部分生物量的分配發(fā)生了明顯變化。隨著遮蔭強(qiáng)度的加大，根冠比呈顯著下降，這也反映了青錢柳苗在形態(tài)上通過提高地上部分生物量的分配以適應(yīng)弱光環(huán)境。

圖2 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳不同器官中的生物量積累與分配Figure 2 The biomass accumulation and allocation in different organs of C. paliurus (Batal.) Iljinskaja under different shade intensities

2.3 遮蔭處理對(duì)青錢柳光合和熒光參數(shù)的影響

遮蔭對(duì)青錢柳光合與熒光參數(shù)產(chǎn)生了顯著影響（P＜ 0.05，表1）。不同光照處理間青錢柳葉片的凈光合速率隨遮蔭程度的加強(qiáng)而下降，變異范圍為10.48～12.42 μmol·(m-2·s-1)，全光時(shí)凈光合速率分別是一層遮蔭時(shí)的1.04 倍、二層遮蔭時(shí)的1.19 倍，說(shuō)明遮蔭抑制了青錢柳的光合作用與光合作物的產(chǎn)出。為了反映遮蔭處理對(duì)青錢柳葉片光能利用效率的影響，分別測(cè)定了 PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率（Fv/Fm）、PSⅡ光能捕獲效率（Fv'/Fm'）兩個(gè)熒光參數(shù)。結(jié)果顯示，PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率在3 種處理下均高于0.8，在二層遮蔭時(shí)略高于全光和一層遮蔭，而PSⅡ光能捕獲效率總體隨遮蔭程度的加強(qiáng)呈上升趨勢(shì)，在全光和一層遮蔭時(shí)沒有顯著變化，二層遮蔭時(shí)顯著大于全光和一層遮蔭時(shí)，為全光和一層遮蔭下的1.52 倍（表1）。由此可見，隨著光照的減弱，青錢柳葉片的光合機(jī)構(gòu)也做出了適應(yīng)性調(diào)整，提高了其對(duì)光能的利用效率。

表1 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳的光合與熒光參數(shù)Table 1 The photosynthetic parameters and fluorescence parameters of C. paliurus (Batal.) Iljinskaja under different shade intensities

2.4 遮蔭處理對(duì)青錢柳葉綠素含量的影響

由圖3 可知，遮蔭對(duì)青錢柳葉片的光合色素含量與組成產(chǎn)生了顯著影響（P＜ 0.05），青錢柳葉綠素含量一直隨遮蔭程度的加強(qiáng)而增加，而葉綠素a/b總體呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明遮蔭下的葉綠素b 的相對(duì)比例上升。葉綠素b 是吸收光能的重要光合色素之一，這與上一部分的結(jié)果一致，可見面對(duì)弱光脅迫，青錢柳植株的光合機(jī)構(gòu)會(huì)通過提高光合色素的含量來(lái)增強(qiáng)對(duì)光能的捕獲吸收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光環(huán)境的適應(yīng)。

圖3 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳的葉綠素含量與葉綠素a/b 的變化Figure 3 The total chlorophyll content and the chlorophyll a/b ratio of C. paliurus (Batal.) Iljinskaja under different shade intensities

2.5 遮蔭處理對(duì)青錢柳黃酮含量的影響

遮蔭處理對(duì)青錢柳中的總黃酮和黃酮單體（異槲皮苷、山奈酚和槲皮素）含量均產(chǎn)生了顯著影響（P＜ 0.05）。如圖4 所示，異槲皮苷、山奈酚和槲皮素的含量有著相同的變異趨勢(shì)，即隨著遮蔭程度的增強(qiáng)而下降，變異區(qū)間分別為異槲皮苷為1～5.73 mg·g-1，山奈酚為0.57～1.79 mg·g-1，槲皮素為0.15～1.11 mg·g-1，全光下的黃酮單體含量顯著大于一層遮蔭與二層遮蔭下。3 種處理下的黃酮單體含量總體上呈異槲皮苷 ＞ 山奈酚 ＞ 槲皮素，且全光下的異槲皮苷含量遠(yuǎn)高于山奈酚和槲皮素的含量，可見異槲皮苷為主要的黃酮單體。黃酮單體下降幅度整體上呈槲皮素 ＞ 異槲皮苷 ＞ 山奈酚，猜測(cè)槲皮素可能為三者之中最有效的光保護(hù)劑。總黃酮含量隨遮蔭強(qiáng)度增加呈下降趨勢(shì)，全光下的總黃酮量顯著大于一層遮蔭與二層遮蔭。綜上可見，遮蔭處理使得青錢柳葉中黃酮類化合物的積累受到了抑制。

圖4 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳中的3 個(gè)黃酮單體與總黃酮含量Figure 4 The contents of three individual flavonoids and total flavonoid in C. paliurus (Batal.) Iljinskaja under different shade intensities

2.6 青錢柳中黃酮的組織化學(xué)定位分析

不同的遮蔭強(qiáng)度下的青錢柳葉片黃酮積累模式基本一致，并且隨著遮蔭程度的加深，黃酮的積累量逐漸減少。如圖5 所示，全光下黃酮主要分布在葉肉上表皮部分和主脈部分的微管組織中，包括副維管束、次生韌皮部和次生木質(zhì)部，腺毛中也有部分分布。隨著光照的減弱，黃酮在表皮上的積累量逐漸減少，更多的儲(chǔ)存在微管組織和腺毛中。可見黃酮是重要的抗光氧化物質(zhì)，能夠感知光照脅迫，并富集在受光照脅迫的部位。

圖5 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳中黃酮積累的組織化學(xué)定位Figure 5 Histochemical analysis of flavonoid accumulation in leaves of C. paliurus (Batal.) Iljinskaja

2.7 遮蔭處理對(duì)青錢柳黃酮產(chǎn)量的影響

遮蔭對(duì)總黃酮和黃酮單體（異槲皮苷、山奈酚、槲皮素）產(chǎn)量均產(chǎn)生了顯著性影響（P＜ 0.05）。如圖6 所示，總黃酮和各黃酮單體的產(chǎn)量均隨遮蔭水平的增強(qiáng)而呈下降趨勢(shì)?？傸S酮產(chǎn)量在全光下為一層遮蔭時(shí)的1.22 倍，二層遮蔭時(shí)的2.22 倍；槲皮素產(chǎn)量表現(xiàn)出較大的下降幅度，在全光時(shí)為一層遮蔭的2.56倍，二層遮蔭的8.77 倍；異槲皮苷產(chǎn)量在全光時(shí)為一層遮蔭的2.29 倍，二層遮蔭的4.82 倍；山奈酚產(chǎn)量在全光下為一層遮蔭的4.76 倍，二層遮蔭的11.39倍。青錢柳總黃酮和3 個(gè)黃酮單體產(chǎn)量均在一層遮蔭時(shí)呈現(xiàn)較大的下降幅度，于二層遮蔭時(shí)達(dá)到最小值，此時(shí)山奈酚產(chǎn)量的下降幅度最大，達(dá)到了91.2%；槲皮素次之，為88.6%，然后是異斛皮苷，為79.2%。由此可見，光照環(huán)境的變化對(duì)青錢柳的生物量積累與黃酮類化合物的產(chǎn)量產(chǎn)生了重要影響，且不同的黃酮單體產(chǎn)量對(duì)遮蔭的響應(yīng)也不同。

圖6 不同遮蔭強(qiáng)度下青錢柳的總黃酮和黃酮單體的單株產(chǎn)量Figure 6 The yield per plant of total flavonoid and three individual flavonoids of C. paliurus (Batal.) Iljinskaja under different shade intensities

3 討論與結(jié)論

當(dāng)植物受到弱光脅迫時(shí)，光合能力受到限制，影響了光合產(chǎn)物的合成，從而植株的苗高、地徑生長(zhǎng)也會(huì)受到不同程度的抑制，而為了適應(yīng)光環(huán)境變化，植物也會(huì)在形態(tài)學(xué)水平上進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整[16-18]。本研究中，輕度遮蔭可促進(jìn)青錢柳苗高生長(zhǎng)，但遮蔭一直抑制了地徑的生長(zhǎng)。之前已有一些研究發(fā)現(xiàn)，適度遮蔭的環(huán)境更有利于榿木（Alnus formosanaBurk）幼苗的生長(zhǎng)；青桐（Firmiana platanifolia(Linn.f.) Marsili）幼苗的苗高隨遮蔭程度的增加而升高，而地徑隨遮蔭強(qiáng)度的增加呈遞減趨勢(shì)；遮光率50%時(shí)，福建柏（Fokienia hodginsii(Dunn)A. HenryetThomas）苗高和地徑達(dá)到最大，在遮光率為87.5 %時(shí)最小[19-21]。這與本研究結(jié)果一致，環(huán)境條件的變化能夠?qū)χ仓甑纳L(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響，同時(shí)，在一層遮蔭下，青錢柳呈現(xiàn)出“瘦高”的形態(tài)特征，可見青錢柳為適應(yīng)弱光環(huán)境更趨向于縱向生長(zhǎng)，以增加光能的接收與利用面積。在生物量積累和分類上，植物在遮光環(huán)境下會(huì)減少根系在全株總干重的比例，有利于同化有機(jī)物的積累和呼吸消耗的降低[22-24]。本研究中，分析了對(duì)青錢柳對(duì)不同遮蔭處理下根、莖、葉與總的生物量積累與分配，結(jié)果表明，總體上青錢柳的生物量積累隨著光照強(qiáng)度的下降而顯著下降，同時(shí)生物量的分配也發(fā)生了一系列變化。適度遮蔭下，青錢柳莖稈、葉片生物量的積累得到了促進(jìn)，而深度遮蔭下的植物光合作用受到抑制，有機(jī)物的產(chǎn)出減少，生物量的積累顯著下降。另外，青錢柳根冠比也隨之下降，可見青錢柳逐漸減少了根系的物質(zhì)分配，將更多的生物量分配給了莖稈與葉片，用于青錢柳樹高與冠幅的增長(zhǎng)，并減緩了地下部分的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)弱光環(huán)境的適應(yīng)。

光是影響植物光合作用最重要的環(huán)境因素，能夠直接影響光合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與活性，引起葉綠素含量、葉綠素比值、光化學(xué)反應(yīng)等變化[25-27]。研究結(jié)果顯示青錢柳葉凈光合速率隨著遮蔭程度的加深而降低，說(shuō)明遮蔭抑制了青錢柳葉片的光合作用產(chǎn)物的積累。在植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光合色素對(duì)光能的吸收和利用起到重要的作用，其含量與比例是體現(xiàn)植物對(duì)光環(huán)境適應(yīng)和利用能力的重要指標(biāo)。其中葉綠素b 主要吸收短波長(zhǎng)藍(lán)紫光，升高葉綠素b 的比例可以增強(qiáng)葉片在弱光環(huán)境中對(duì)短波長(zhǎng)藍(lán)紫光的利用能力。研究顯示，遮蔭可使連翹（Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl.）的凈光合速率、葉綠素a/b降低，光能利用效率、葉綠素含量增加，以增強(qiáng)在弱光環(huán)境下的生長(zhǎng)能力[28]，也導(dǎo)致崖柏（Thuja sutchuenensisFranch.）光能轉(zhuǎn)換效率和葉綠素含量的增加[29]。本研究中，遮蔭條件下葉綠素含量和葉綠素b 相對(duì)比例均顯著高于全光條件下，隨遮蔭程度的增加而升高，這與前人的結(jié)果一致，證明了青錢柳能夠通過提高其光合色素的含量來(lái)提高對(duì)光能的捕捉能力，以更好地吸收藍(lán)紫光，對(duì)弱光環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)。與此同時(shí)，PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率Fv/Fm是體現(xiàn)植物光合生理狀態(tài)的重要指標(biāo)，體現(xiàn)了PSⅡ反應(yīng)中心處于開放態(tài)時(shí)的量子產(chǎn)量和植物的受光抑制程度，一般為0.80～0.85，F(xiàn)v/Fm值升高能夠體現(xiàn)植物較高的光利用效率[30-31]。本研究中，F(xiàn)v/Fm值的變異區(qū)間為0.85～0.86，深層遮蔭下?lián)碛懈叩墓饽苻D(zhuǎn)換效率，說(shuō)明弱光下葉綠體的光合電子傳遞鏈可以更加高效地吸收光能，用于光合作用。Fv'/Fm'值反映了 PSⅡ反應(yīng)中心未完全開放情況下的PSⅡ光能捕獲效率的反應(yīng)，本研究中，隨著遮蔭程度的增加，F(xiàn)v'/Fm'值于二層遮蔭時(shí)顯著增加，說(shuō)明弱光環(huán)境下青錢柳葉片的PSⅡ反應(yīng)中心開放程度加強(qiáng)，更多的光能被用于化學(xué)反應(yīng)，從而提高了光能利用率。

黃酮是一種有效的抗氧化物質(zhì)，當(dāng)接受到更強(qiáng)的紫外輻射時(shí)，植物會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生黃酮等紫外吸收物質(zhì)來(lái)抵御紫外輻射的傷害，主要在細(xì)胞膜系統(tǒng)間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，最后集中分布于合成部位、功效部位或貯藏部位的液泡、細(xì)胞壁中，因此，黃酮的積累主要受光照與紫外輻射的調(diào)節(jié)[32-35]。青錢柳葉的組織化學(xué)分析顯示，強(qiáng)光下的黃酮類化合物主要分布在青錢柳葉片的主脈微管組織和葉肉部分的表皮細(xì)胞中，腺毛中也有部分分布?？梢婞S酮類化合物大部分被貯藏于葉脈中，當(dāng)太陽(yáng)輻射作用于葉片時(shí)，黃酮就被運(yùn)輸至需要進(jìn)行光保護(hù)的葉表皮部位，防御太陽(yáng)輻射。因此，在黃酮類化合物的提取作業(yè)中應(yīng)注意保留黃酮富集部位，如葉脈、表皮，葉柄中也可能有一定的黃酮分布。本研究結(jié)果顯示，全光條件下青錢柳總黃酮和3 個(gè)黃酮單體的積累量最高，黃酮含量受遮蔭影響顯著下降。前人研究顯示，強(qiáng)光可以使黃酮合成的酶基因表達(dá)上升，酶的含量與活性因此提高，從而增加了黃酮類化合物的含量，其中，Idris 等[36]研究說(shuō)明了強(qiáng)光可以增加薇甘菊（Mikania micranthaKunth）和平臥菊（Tridax procumbensLinn.）中總黃酮的含量, Cheng 等[37]的研究顯示銀杏（Ginkgo bilobaLinn.）的黃酮的形成、生物合成和含量均受到光強(qiáng)的影響，這些均體現(xiàn)了光強(qiáng)對(duì)黃酮的合成和積累產(chǎn)生的重要影響，說(shuō)明高強(qiáng)度的光照更有利于黃酮的積累，并印證了黃酮在光保護(hù)機(jī)制中發(fā)揮的作用。本研究中，山奈酚、槲皮素和異槲皮苷的含量有相同的變化趨勢(shì)，隨遮蔭程度的加強(qiáng)均顯著下降。其中，異槲皮苷是青錢柳重要的黃酮單體，山奈酚的含量相對(duì)穩(wěn)定，遮蔭對(duì)槲皮素的含量影響最大。在Ko 等的研究中，光照處理對(duì)洋蔥（Allium cepaLinn.）中槲皮素含量產(chǎn)生了更顯著的影響[38]，這與本試驗(yàn)的結(jié)果一致，說(shuō)明不同的黃酮單體的積累對(duì)光照條件的響應(yīng)存在差異。另外，近年來(lái)有研究顯示，槲皮素及其苷類化合物具有較強(qiáng)的光保護(hù)作用，可以有效清除茶葉受光脅迫時(shí)產(chǎn)生的活性氧[39]，進(jìn)一步證明了槲皮素對(duì)于青錢柳來(lái)說(shuō)是更有效的光保護(hù)劑。同時(shí)，青錢柳總黃酮與黃酮單體產(chǎn)量隨著遮蔭程度的增加而顯著降低，可見強(qiáng)光環(huán)境更有利于黃酮產(chǎn)量的積累。不同光照處理下槲皮素的產(chǎn)量最高，異槲皮苷的產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，山奈酚產(chǎn)量被遮蔭影響較大，產(chǎn)量也相對(duì)最小。因此，在青錢柳的栽培過程中，強(qiáng)光更有利于促進(jìn)黃酮含量與產(chǎn)量的積累。總之，光照條件的變化能夠影響黃酮類化合物的積累模式與積累量。

綜上所述，遮蔭對(duì)青錢柳的苗高和地徑生長(zhǎng)、葉片黃酮類化合物積累均有顯著影響。一層遮蔭促進(jìn)了青錢柳的苗高生長(zhǎng)，二層遮蔭均對(duì)苗高和地徑產(chǎn)生了抑制作用，黃酮類化合物的含量與產(chǎn)量在兩種遮蔭處理下均受到了抑制。同時(shí)，青錢柳有一定的耐蔭能力，受到弱光脅迫時(shí)能夠通過外部形態(tài)、光合機(jī)構(gòu)的成分與結(jié)構(gòu)的可塑性變化來(lái)獲取更多的光照、提高自己的光能捕獲與利用能力，適應(yīng)弱光環(huán)境。因此，研究青錢柳苗的生長(zhǎng)與次生代謝物積累對(duì)光照的響應(yīng)，對(duì)改善藥用青錢柳人工林栽培技術(shù)和提高藥用青錢柳產(chǎn)量具有重要意義。