光照强度和温度对垂直农场中积雪草（Centella asiatica）生长及次生代谢产物产生的影响

《Horticulture, Environment, and Biotechnology》：Effects of light intensity and temperature on growth and secondary metabolite production of Centella asiatica in vertical farms

研究探讨垂直农场中 Centella asiatica 在不同光照（100和300 μmol/m2/s）和温度（24/20,30/26,36/32°C）下的生长与功能化合物积累。结果表明，温度升高至30/26°C（High I）和光照300 μmol/m2/s时，生物质产量与三萜糖苷含量达到最佳平衡，而36/32°C（High II）导致参数下降，提示适宜温光条件可优化商业栽培。

　　

摘要

积雪草（Centella asiatica L.）中的功能性化合物，即四种三萜糖苷（亚洲酸、 asiaticoside、madecassic acid 和 madecassoside），在各个行业中都具有很高的价值。作为一种强效抗氧化剂，人们迫切需要探索能够提高其产量和功能性化合物含量的条件，以便在各种环境条件下应用这些化合物。本研究在垂直农场中研究了积雪草的栽培情况，通过两种光照强度（100 ± 10 和 300 ± 10 μmol m?2 s?1）以及三种温度水平（对照组：24/20°C，高光照I：30/26°C，高光照II：36/32°C）来寻找能够提高功能性化合物浓度的条件。随着温度的升高，功能性物质（总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）和抗氧化活性（通过2,2′-偶氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）和铁还原抗氧化能力（FRAP）测定法测量）以及大多数生长参数（包括地上和地下部分的鲜重和干重）均有所增加。然而，在高光照II（36/32°C）条件下，所有参数均出现下降，且所有光化学叶绿素荧光参数的值也较低。研究发现，当温度从积雪草的最佳生长温度（30/26°C）降低时，脯氨酸含量呈上升趋势。在实验中使用的两种光照强度中，PFD 100促进了生物量的产生，而PFD 300则增加了有益次生代谢物的含量。较高的温度条件（特别是高光照I：30/26°C）有助于提高积雪草的产量，而通过将光照强度提高到PFD 300可以改善功能性化合物的含量。这些发现表明，在垂直农场栽培积雪草时，高光照I（30/26°C）_PFD 300的处理方式能够在生物量生产和三萜糖苷含量之间达到最佳平衡，使其成为商业应用中最有效的栽培条件。