增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理对小麦幼苗光合作用及黄酮代谢的影响

依据增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理不同天数，分别测定各处理小麦幼苗第一片真叶的净光合速率、气孔导度、叶肉细胞间隙二氧化碳浓度、叶绿素含量、黄酮含量和苯丙氨酸裂解酶活性.发现NaCl胁迫和增强UV-B辐射均明显降低小麦幼苗的净光合速率、气孔导度和叶肉细胞间隙CO2浓度;和NaCl胁迫相较， NaCl+UV-B辐射对小麦幼苗上述指标无进一步降低效应.增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理均促进苯丙氨酸裂解酶活性和黄酮含量提高.说明了增强UV-B辐射降低小麦幼苗净光合速率的主要原因是气孔限制，而NaCl胁迫减轻了增强UV-B辐射对小麦幼苗光合作用的降低效应.     

外源水杨酸对TMV侵染后辣椒幼苗生理特性的影响

采用烟草花叶病毒侵染辣椒植株,用不同浓度水杨酸处理感病的辣椒植株,测定叶绿素、丙二醛等生理指标,分析其生理生化变化.结果表明：烟草花叶病毒侵染后辣椒叶片叶绿素含量降低、丙二醛含量升高、脯氨酸含量下降、过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活力值明显下降,100μ rnol/L水杨酸处理后生理特性的变化影响较显著,叶绿素含量升高、丙二醛含量降低、脯氨酸含量升高、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性升高,而500μmol/L的水杨酸对辣椒形成胁迫效应.表明外源水杨酸（＜500μmol/L）可以显著提高感染TMV辣椒的抗病性,有利于辣椒幼苗对逆境的适应.     

褪黑素对绿豆在增强UV-B辐射下的防护作用

研究了外源褪黑素对于绿豆幼苗在增强UV-B辐射下叶片内丙二醛含量、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶酶活的影响.实验结果表明,增强UV-B辐射对绿豆产生了氧化胁迫,使其叶片内的丙二醛含量升高,引起抗氧化酶包括过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶酶活提高.而外源褪黑素和UV-B辐射复合处理可以显著地降低绿豆叶片内的丙二醛含量、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶酶活.褪黑素单独处理绿豆使各项指标与对照无显著差异.表明在植物体内,褪黑素是一种保护性抗氧化剂,加入一定浓度的外源褪黑素可以减缓UV-B辐射引起绿豆的氧化胁迫.     

He-Ne激光对增强UV-B辐射拟南芥抗氧化系统的损伤修复

以培养6周左右的拟南芥为材料,采用UV-B辐射（剂量1 KJ/m2/d）和He-Ne激光器（波长632.8 nm,输出功率5 mW·mm2,辐照时间60 s）对材料进行处理,分成CK（没有经过UV-B或激光辐照）组、B(UV-B辐射)组、BL（UV-B和激光复合处理）组和L（激光辐照）组4个不同处理组.结果表明:增强的UV-B辐射拟南芥幼苗导致MDA(Malondialdehyde)、超氧阴离子含量升高,GSH(Glutathione)含量降低,PAL(phenylalanine ammomia-lyase)、CAT(catalase)和APX(ascorbate peroxidase)活性升高,SOD(supemxide dismutas)活性降低.单独He-Ne激光处理使MDA、超氧阴离子含量降低,GSH的含量升高,SOD、APX、CAT的活性升高,PAL的活性降低.UV-B辐射后再用He-Ne激光进行后处理,发现与单独UV-B辐照处理相比,MDA、超氧阴离子含量降低,GSH含量升高,SOD、APX、CAT的活性升高了,PAL的活性降低了.因此激光在一定程度上提高了拟南芥叶片抗氧化能力,在此基础上讨论了其可能的形成机理.     

增强UV-B辐射和多效唑对绿豆光合作用的影响

使用TPS-1便携式光合仪结合Farquhar和Sharkey的理论测定或计算增强UV-B辐射、多效唑（PP333）及其复合处理幼苗的相关光合指标，并同时测定核酮糖-1，5-二磷酸羧化/加氧酶（Rubisco）含量.发现UV-B辐射降低净光合速率（Pn）、气孔限制值（Ls）和气孔导度（Gs），但使胞间隙CO2浓度（Ci）增加；PP333提高Pn、Gs和Ci，却使Ls下降；与PP333处理相较，UV-B+PP333诱导Pn、Gs和Ci降低，却促进Ls增加；UV-B对Pn、叶肉细胞光合能力（Ao）、表观量子效率（AQY）、羧化效率（dPn/dCi）和Rubisco含量的降低程度大于PP333对上述指标的提高程度，亦大于PP333处理下UV-B对上述指标的抑制程度.结果表明，UV-B降低Pn的主要原因为叶肉细胞光合活性的抑制，而PP333促进Pn及PP333减轻UV-B对Pn的抑制效应主要是通过调节Gs实现的.     

低强度微波电磁场作用下菠菜和烟草光合细胞叶绿素荧光动力学过程及光合色素系统的差异

在300MHz低强度微波电磁场作用下,菠菜和烟草叶片光合细胞叶绿素荧光动力学过程和光合色素呈现不同的变化.菠菜的荧光动力学参量F0和FVI/FV减小,FV/F0、ΔFV/T和FV/Fm升高;烟草的荧光动力学参量F0升高,FVI/FV没有明显变化,FV/F0、ΔFV/T和FV/Fm降低.在微波作用下,菠菜和烟草叶片的光合色素系统的变化也有差异,菠菜和烟草的叶绿素含量均降低,但菠菜的类胡萝卜素含量明显升高.这些结果表明,低强度微波电磁场使烟草叶片光合机构受到抑制,光合色素系统受到破坏,因而光合作用下降;菠菜则通过光合细胞的光合机构中PSⅡ活性中心异质性的转变和光合色素中类胡萝卜素含量的升高来适应微波辐射的环境,使光合作用维持在较高水平.     

高原地区太阳UV-B增加对燕麦有效光合叶面积及灌浆的影响研究

由于大气的污染造成大气层臭氧层变薄,从而导致来自太阳紫外线-B辐射量增加,青藏高原UV-B增加量为全球第二,主要集中在6～9月份,正是植物生长、繁殖期,因此对植物可能产生一些负面影响。试验在大田条件下通过采用人工UV-B 灯管模拟来增加太阳光辐射量5%和10%,进行对燕麦(Avena sativa)叶片衰老及灌浆期处理研究。结果表明:UV-B强度增加对有效光合面积和叶绿素含量下降的速率并无显著的影响,也未出现提前结束灌浆及早衰的趋势。表明在大田群体条件下,UV-B增加并未显著加速灌浆期燕麦的衰老过程。换言之,在青藏高原上来自太阳紫外辐射量的增加不会造成对草地显著影响。     

UV-B诱导的大豆愈伤组织超弱光子辐射的动力学分析

为了研究细胞超弱光子辐射的动力学特征及其所揭示的生物学意义,用20μW/cm2UV-B辐射大豆愈伤组织2h,测定停止辐射后4d内大豆愈伤组织在LED光诱导下的延迟发光.通过建立延迟发光动力学方程和数学拟合得到了大豆愈伤组织超弱光子辐射中的延迟发光积分强度、初始光子数、衰减参数和自发发光,讨论了这些发光动力学参数的生物学意义.研究结果表明,在停止UV-B辐射后的4d内,大豆愈伤组织的光诱导延迟发光服从双曲线弛豫.动力学分析发现,延迟发光积分强度和初始光子数随处理后时间的进行呈现波动变化,停止UV-B辐射后,自发发光和丙二醛(MDA)含量均呈现升高的趋势,在辐射后2d附近达到峰值,此后同步下降.用延迟发光积分强度和自发发光的比值定义细胞的状态参量Q和序参量R,发现UV-B辐射后大豆愈伤组织细胞Q值或R值的变化反映了UV-B辐射对大豆愈伤组织细胞的损伤以及细胞的恢复过程.     

LED诱导延迟荧光技术评价脉冲电场对玉米幼苗抗旱性的影响（英文）

脉冲电场(pulsed electric field,PEF)对作物抗旱性的影响是电场生物学效应研究的重要课题,作物叶片延迟荧光动力学参数可以从不同角度灵敏地反映叶片细胞光合系统发生的变化。为了从活体细胞角度揭示脉冲电场对作物幼苗抗旱性的影响及其机理,使用频率为1Hz、场强为200kV·m~(-1)、脉宽为80ms的PEF处理萌发玉米种子,再采用渗透势为-0.1MPa的PEG-6000溶液形成干旱胁迫,研究了玉米幼苗生长过程中叶片干质量和LED诱导的叶片延迟荧光动力学参数的变化。结果发现,在-0.1 MPa的PEG-6000溶液形成的干旱胁迫下,玉米幼苗叶片干质量逐渐增加,经过PEF处理的玉米幼苗叶片干质量大于对照,相对增长率在5.8%~18.7%之间(p0.05)。叶片延迟荧光动力学分析显示,干旱胁迫下玉米幼苗叶片延迟荧光动力学参数初始光子数I0、相干时间τ、衰减参数β和延迟荧光积分强度I(T)都发生了波动性的变化,这些变化是叶片细胞对干旱胁迫的适应性反应,PEF处理使玉米幼苗叶片延迟荧光各动力学参数和延迟荧光积分强度均明显大于对照组,表明PEF处理使玉米幼苗叶片细胞的光合潜力、组织序性和功能分子之间的相互作用都有所加强,叶片综合光合能力提高了。研究结果为阐明PEF对作物幼苗抗旱性的影响及其机理提供参考。     

UV-B诱导的大豆愈伤组织超弱光子辐射的动力学分析

为了研究细胞超弱光子辐射的动力学特征及其所揭示的生物学意义,用20 μW/cm2UV-B辐射大豆愈伤组织2 h,测定停止辐射后4 d内大豆愈伤组织在LED光诱导下的延迟发光.通过建立延迟发光动力学方程和数学拟合得到了大豆愈伤组织超弱光子辐射中的延迟发光积分强度、初始光子数、衰减参数和自发发光,讨论了这些发光动力学参数的生物学意义.研究结果表明,在停止UV-B辐射后的4 d内,大豆愈伤组织的光诱导延迟发光服从双曲线弛豫.动力学分析发现,延迟发光积分强度和初始光子数随处理后时间的进行呈现波动变化,停止UV-B辐射后,自发发光和丙二醛（MDA）含量均呈现升高的趋势,在辐射后2 d附近达到峰值,此后同步下降.用延迟发光积分强度和自发发光的比值定义细胞的状态参量Q和序参量R,发现UV-B辐射后大豆愈伤组织细胞Q值或R值的变化反映了UV-B辐射对大豆愈伤组织细胞的损伤以及细胞的恢复过程.     

增强UV-B辐射和He-Ne激光辐照对小麦离体叶绿体光化学活性的影响

利用低剂量的He-Ne激光和增强UV-B处理小麦叶绿体,研究了He-Ne激光对UV-B辐射损伤的修复效应.将提取的离体完整叶绿体分成CK(对照)、L(激光)、B(UV-B)和BL(UV-B和He-Ne激光复合处理)不同处理组.B、BL组经过不同剂量的紫外辐照处理(剂量依次为0.42 kJ·m－2·d－1,0.84 kJ·m－2·d－1 ,1.26 kJ·m－2·d－1),其中BL组被UV-B辐射处理后再用He-Ne激光(5 mW·mm－2)辐照.利用低温荧光法测定不同处理组小麦叶绿体荧光发射光谱的变化;用电导仪和Clark氧电极仪分别测量叶绿体膜透性和电子传递速率,膜透性的改变从一定程度上能反应膜的损伤程度;ATPase活性采用分光光度计测量.研究表明:He-Ne激光和增强UV-B辐射影响叶绿体激发能的分配,UV-B辐照达到1.26 kJ·m-2·d－1时,叶绿体几乎完全失去活性;He-Ne激光则从一定程度上能促进叶绿体的光化学活性.UV-B辐射后的叶绿体再经过He-Ne激光的辐照处理后,可以恢复部分光化学活性,但当叶绿体损伤严重,光化学活性完全丧失时,He-Ne激光对其没有激活作用.     

The vegetative arctic freshwater green alga Zygnema is insensitive to experimental UV exposure

The physiological performance and ultrastructural integrity of the vegetative freshwater green alga Zygnema sp., growing under ambient polar day solar radiation and after exposure to experimentally low radiation, but with high UVR:PAR ratio were investigated. In the laboratory, algae were exposed to low photosynthetic active radiation (PAR = P, 400–700 nm, 20 μmol m⁻² s⁻¹), PAR + UV-A = PA (320–400 nm, 4.00 W m⁻² = UV-A) and PAR + UV-A + UV-B = PAB (280–320 nm, 0.42 W m⁻² = UV-B) for 24 h at 7 °C. Photosynthetic performance and ultrastructure of ambient solar radiation-exposed (field control) and experimentally treated Zygnema samples were assessed using chlorophyll fluorescence, and transmission electron microscopy (TEM). No significant treatment effect was observed in the photosynthesis–irradiance curve parameters. Exclusion of the UV-B spectrum in the laboratory treatment caused significantly lower effective photosynthetic quantum yield compared to samples exposed to the whole radiation spectrum. TEM revealed no obvious differences in the ultrastructure of field control and laboratory P-, PA- and PAB-exposed samples. Substantial amounts of lipid bodies, visualized by Sudan IV staining, were observed in all samples. Chloroplasts contained numerous plastoglobules. Organelles like mitochondria, Golgi bodies and the nucleus remained unaffected by the radiation exposures. Zygnema is well adapted to ambient solar radiation, enabling the alga to cope with experimental UV exposure and it is expected to persist in a scenario with enhanced UV radiation caused by stratospheric ozone depletion.     

Spectral changes in the fluorescence of chlorophyll during photosynthesis induction

With the help of a light-emitting diode with a radiation maximum at 407 nm and an S-2000 UV-VIS spectrometer connected with a computer, the spectral changes in the fluorescence of chlorophyll from acacia leaves (Acacia sp.) preliminarily subjected to a dark adaptation are studied. It is found that, in the slow induction phase, the Kautsky effect manifests itself in the “compression” of the intensity of the chlorophyll fluorescence spectrum, with this spectrum exponentially approaching the steady-state shape with a time constant of 10–20 s. Once the steady-state fluorescence spectrum of chlorophyll was established, the amount of energy delivered to the upper singlet level is one and a half times greater than at 735 nm. The ratio between the energies spent for photochemical processes of photosynthesis and for fluorescence depends on the wavelength and the instant of time of the induction period. In the steady-state state of the chlorophyll fluorescence, the values of this ratio at 685 and 735 nm are equal to 5.9 and 3.4, respectively.     

Effects of ultraviolet radiation on plant cells

Recent measurements of ozone levels have led to concern that the stratospheric ozone layer is being depleted as a result of contamination with man-made chlorofluorocarbons. Concomitantly, the amounts of solar UV-B radiation reaching the Earth's surface is increasing. UV-B radiation has been shown to be harmful to living organisms, damaging DNA, proteins, lipids and membranes. Plants, which use sunlight for photosynthesis and are unable to avoid exposure to enhanced levels of UV-B radiation, are at risk. Thus, mechanisms by which plants may protect themselves from UV radiation are of particular interest. This review will summarizes the main aspects of ultraviolet radiation on plants at physiological and biochemical level, with particular emphasis on protective structures and mechanisms.     

增强UV－B辐射对植物光能传递过程的影响

为探讨增强的紫外线-B (280~315 nm)辐射对光合作用原初光能传递的光物理过程的影响,对菠菜类囊体膜及光系统II的吸收光谱、稳态荧光发射谱进行了分析.结果显示在实验条件下（温室,紫外线-B施加于植物成熟期,紫外线-B剂量1.152 kJ·m－2·d－1）,增强紫外线-B辐射并没有抑制原初光能传递过程,植物通过一系列调节机制（增强吸收短波光色素的吸收强度,调节两个光系统间能量分配,变化光合系统中色素蛋白构象、位置）保证了原初光能传递的光物理过程,将能量传递到反应中心用于光合作用.