西洋参（Panax quinquefolius L.）属于阴生植物,其干燥根是应用广泛的补益类中药材,具有养阴润肺、清心安神等功效。20世纪80年代引入我国,吉林、辽宁、山东、陕西等地为我国西洋参主产地,生产上基本采用农田遮荫方式种植。光是植物光合作用、生物量积累的能量来源,与阳生植物相比,作为阴生植物的西洋参对光照条件的需求有所不同,然而相关研究较少。课题组前期在西洋参山东产地调研中发现,实际生产中多使用黑色遮阳网,但透光率有差异。近两年,借鉴东北人参栽培的情况,开始使用黄色、蓝色遮阳网,而不同颜色遮阳网对西洋参产量和质量的影响缺乏研究。光照条件对于西洋参生长、皂苷合成及抗病性的综合作用尚不明确。因此,本论文通过设置不同的光强、光质条件,结合西洋参生物量、人参皂苷含量以及病害发生情况,明确适宜的光照条件,旨在为西洋参合理遮荫、降低病害发生以及提高产量和品质提供。主要研究结果如下:1.不同光照强度对西洋参生长、皂苷含量及基因表达的影响在温室中设计4个光照强度,分别为40、80、120和160 μmol·m-2·s-1,测定3年生西洋参的生长及光合指标,以及叶片、主根和须根中皂苷含量与皂苷合成相关酶的表达量。结果表明,在80 μmol·m-2·s-1光照强度下,西洋参的总生物量最高,可能与该光强下净光合速率最高有关;120 μmo1·m-2·s-1光强下的西洋参总生物量略低于80 μmol·m-2·s-1处理（P＞0.05）,但根冠比显著高于其他处理（P＜0.05）,地上及地下部分皂苷的含量均最高,叶中皂苷合成上游的FPS、SQS、SQE、OSC、DS和P450基因以及主根中SQE和DS基因的高表达。弱光（40μmol·m-2·s-1）和强光（160 μmol·m-2·s-1）下的西洋参光合作用相对较低,根中物质积累及总皂苷含量下降,光照强度主要影响西洋参原人参二醇类皂苷合成。综合来看,80～120 μmol·m-2·s-1是西洋参生长和皂苷合成较为适宜的光强,在这个范围内,增加光强有利于提高皂苷含量。2.不同光质对西洋参生长及品质的影响选择80、120μmol·m-2·s-1两个光照强度,分别设计白色（波长390～780 nm）、红色（波长650～670 nm）、黄色（波长570～590nm）、蓝色（波长440～470 nm）4个光质处理,测定3年生西洋参的生长及光合指标,以及叶片、主根和须根中皂苷含量与皂苷合成相关酶的表达量。结果表明,两个光强下不同光质对西洋参的影响趋势相近,但在同样光质条件下光照强度较高时,皂苷的含量及合成相关基因的表达量较高。进一步证明了前面光强的研究结果。西洋参在蓝光下净光合速率和地上生物量均高于他处理组,但地下生物量没有显著增加;黄光处理组净光合速率、地上及地下生物量均最低;红光处理组光合色素含量和净光合速率均较高,但其生物量与白光处理没有显著差异（P＞0.05）。此外,蓝光对皂苷积累的影响较大,叶片和根中的皂苷含量均较低,可能与DS基因在蓝光下的表达量较低有关。黄光处理组只在120μmol·m-2·s-1光强下Re、Rc及总皂苷含量显著高于其他处理组,根中的FPS、SQS、OSC等基因表达量较高;尽管红光处理组叶片及根中的FPS、P450基因的表达量较高,但总皂苷含量与白光处理相比,差异并不显著（P＞0.05）,推测红光诱导的皂苷合成还受其他因子的调控。综合来看,蓝光主要促进西洋参地上部分生长,但不利于人参皂苷的合成与积累;黄光在一定程度上减少西洋参生物量积累,但在120μmol·m-2·s-1光强下,有利于根中人参皂苷合成;而与白光相比,红光对西洋参的产量及质量均无显著影响。在田间参棚中（光强范围60～120 μmol·m-2·s-1）采用盆栽试验,进一步验证白、红、黄、蓝等4个光质处理对3年生西洋参生长及质量的影响。处理4个月后,发现蓝光及黄光处理组的存根率显著高于自然光（P＜0.05）;且地下生物量也较高（P＞0.05）,但总皂苷含量各处理之间无显著差异,只有蓝光下Rc、Rb2含量分别比白光处理高53.12%和76.69%（P＜0.05）。3.不同光质对西洋参病害发生的影响3.1光质对西洋参叶片抗灰霉病的影响采用室内离体接种实验（光照强度80μmol·m-2·s-1）。3年生西洋参叶片接种灰霉病病原Botrytis cinerea（6052菌株）,接种后分别放置在白、红、黄、蓝光下25℃培养,于0h、12h、36h和60h测量病斑面积,并测定抗病相关的生理生化指标及抗病基因的相对表达量。结果显示,灰霉病病斑在白光下发展速度最慢,可能与叶片中可溶性糖的含量和PR5基因的表达量较高有关;而在黄光下,灰霉病发展较慢,可能由于黄光提高了酚类物质的含量以及5个PRs基因的表达,提高了叶片的抗性;在蓝下,灰霉病发展最快,可能与可溶性糖的含量以及PR4、PR5、PR6和PR10基因表达量均较低有关,灰霉病在红光下发展也较快,生理指标及抗病基因表达情况与蓝光处理相似。因此,白、黄光可能有利于提高西洋参抵抗灰霉病的能力,而蓝光和红光则会加重灰霉病的发生。3.2光质对西洋参叶部病害发生及内生菌群落组成的影响田间自然光（最高光强约为1 20μmol·m-2·s-1）、红色、黄色和蓝色4个光质条件下,自然光下的西洋参叶斑病发病最重,黄、蓝光下叶片病情指数显著下降（P＜0.05）。叶内真菌群落中蓝、黄光下链格孢属（Alternaria）和枝孢属（Gladaxporism）真菌相对占比显著低于自然光;自然光与其他3组单色光相比,叶内细菌菌群中存在假单孢属,而缺少红球菌属和柏克氏菌属。在实际生产中,蓝、黄光可能有利于减轻西洋参叶部的黑斑病。3.3光质对西洋参根腐病发生的影响田间不同光质处理下,3年生西洋参接种Fusarium solani（4171菌株）,结果表明,与白光处理相比,红、黄、蓝光处理组的地下生物量及总皂苷含量均无显著差异（P＞0.05）,蓝光处理的病情指数显著降低（P＜0.05）。在实际生产中,蓝光可能有利于提高西洋参抵抗根腐病的能力。