本研究以紫叶生菜为试验材料,运用LED光源精准调控光质和光照强度,基于Hoagland溶液配方,在钾离子浓度梯度为30μg/mL、60μg/mL、90μg/mL、120μg/mL、150μg/mL、180μg/mL的不同营养液,以白光为对照(CK)、红光(R)、蓝光(B)、红蓝组合光(R/B)进行光照培养,研究光质和钾互作对紫叶生菜生物量、营养品质、光合色素和花青素以及ANS基因表达的影响。以期优化出合适光质和钾离子浓度环境,从而提高紫叶生菜的产量和品质,了解不同光质和不同钾离子浓度互作下对紫叶生菜ANS基因表达的影响,在植物生理水平和分子水平上探讨光质和钾离子对紫叶生菜生长的内在联系。主要研究结果如下:1.研究了不同光质和钾互作对紫叶生菜生物量的影响。结果表明,与CK相比,在不同钾离子浓度范围内,R显著促进地上部分生长;B显著提高了幼苗的株高和茎粗,促进根系的生长,B对紫叶生菜生长发育综合表现出优势;R/B促进地上部分鲜重增加,但会抑制紫叶生菜株高增高和叶面积增大。同时,在不同钾离子浓度处理下,钾浓度为30μg/mL的生物量是最低的,表现出生长受到抑制,随着钾离子浓度的增加,紫叶生菜的生物量呈现增长的趋势,在120μg/mL至150μg/mL各项指标具有均衡优势,在180μg/mL浓度下,各项生物量指标均明显降低。在光质和钾互作条件下,B与钾离子浓度为150μg/mL互作最有利于促进紫叶生菜生物量的增长。2.研究了不同光质和钾互作对紫叶生菜的营养品质影响。结果表明,与对CK相比,在不同钾离子浓度范围内,R、B和R/B均能够显著提高紫叶生菜可溶性蛋白、可溶性糖含量,降低硝酸盐含量。R能有效提高紫叶生菜对钾离子利用效率。在钾离子浓度为90μg/mL～120μg/mL范围,R、B和R/B紫叶生菜的维生素C含量显著提高;180μg/mL的浓度下,各光质处理下维生素C含量差异不明显。在光质和钾互作条件下,B与钾离子浓度为150 μg/mL互作最有利于提高紫叶生菜营养品质。3.研究了不同光质和钾互作对紫叶生菜光合色素和花青素含量的影响。结果表明,与CK相比,R在钾离子浓度为30μ/mL～90μg/mL范围内显著促进叶绿素a合成,且叶绿素b合成受到抑制;B和R/B在钾离子浓度为60μg/mL～120μg/mL条件下,叶绿素a随着钾离子浓度的增加而增加,且显著促进叶绿素b合成。与CK相比,R与不同钾离子浓度互作均显著抑制了花青素合成。R/B下花青素含量随着钾离子增加呈先增加后减少的趋势;B处理在钾离子浓度为60μg/mL-150μg/mL范围内,花青素含量随钾离子浓度增加而增加。在光质和钾互作条件中,B与钾离子浓度为150μg/mL互作及R/B与钾离子浓度为120μg/mL互作均能显著提高紫叶生菜光合色素和花青素含量。4.研究了不同光质和钾互作对紫叶生菜ANS基因表达的影响。结果表明,不同光质和钾互作下,ANS基因表达量与花青素含量相一致。该结果验证了在光质和钾互作条件下,花青素合成酶ANS基因对花青素合成起关键作用。R处理下ANS基因表达量在任何钾离子浓度下,均低于CK、B和R/B,其ANS基因表达受到红光抑制,差异显著。B和钾离子浓度为150μg/mL互作显著促进紫叶生菜ANS基本表达。5.建立紫叶生菜生长和营养指标的数学模型,综合分析光质和钾互作对紫叶生菜生长品质的影响,研究得出:B和钾浓度为150μg/mL互作处理下紫叶生菜的生长指标和营养指标均大于其他处理,表现出最佳的综合优势。因此B和钾浓度为150 μg/mL互作条件可推荐作为紫叶生菜工厂化较为适宜光质与营养液钾离子浓度环境。