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.     

增强的UV-B辐射对高粱幼苗光合和抗氧化系统的影响

由于臭氧层逐渐变薄,到达地球表面UV-B辐射不断增加,因UV-B辐射改变的太阳光谱将会对陆地植物造成不同程度的伤害。本试验以高粱龙杂5为材料,对二叶一心高粱进行四种剂量UV-B处理,恢复2 d采用光合仪测定光合参数,并取样测定抗氧化酶活性。随着UV-B剂量的升高,高粱叶片褐化损伤加重,植株矮化,鲜重和干重显著降低;花青素含量显著升高,叶绿素和类胡萝卜素含量显著减少,净光合速率和叶绿素荧光参数显著下降。同时,随UV-B剂量升高,高粱幼苗气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率表现为“降-升-降”变化;POD和CAT活性呈现“降-升-降”变化;SOD和GR活性呈现“降-升”变化,APX和GPX呈现“升-降-升”变化。在供试的四种剂量中,UV-B处理6 h(相当2.4 J·m-2)的高粱幼苗净光合急剧下降,其他光合指标以及抗氧化酶活性也表现出明显转折。结果表明,增强的UV-B辐射直接导致高粱光合色素、净光合速率和叶绿素荧光参数的改变;高粱抗氧化系统对高、低剂量UV-B响应机制不同, 其中 ASA-GSH循环对低剂量UV-B反应更敏感,高剂量UV-B辐射不仅破坏高粱光合作用,而且启动植物酶促和非酶抗氧化系统,导致叶片褐化坏死,植株生物量累积减少、株高矮化,甚至死亡。     

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.     

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.     

外源一氧化氮对镉胁迫下番茄幼苗叶绿体保护作用的光谱学分析

镉（Cd）是重要的重金属污染源，一氧化氮（NO）是近年来发现的一种普遍存在于生物界的信使分子，研究表明其参与了植物对Cd胁迫的应答反应调控。文章用硝普纳（SNP）作为NO供体，向番茄幼苗喷洒100mol·L^-1SNP1d后加入50mol·L^-1Cd处理7d，取完全展开叶片，提取叶绿体进行光谱学研究，分别测定了叶绿体室温吸收光谱、叶绿体低温荧光光谱和DCPIP电子传递效率等指标，研究外源NO缓解Cd对叶绿体毒性的影响。结果发现，CA对叶绿素a、叶绿素b和类胡萝b素含量都有不同程度的降低，NO处理缓解了CA的影响，使叶绿体室温吸收光谱的吸收率提高；CA导致686nm处峰（PSII）偏移4nrn，峰值降低33％，734nm处峰值降低23％，外源NO缓解了Cd对光合系统的影响，使得叶绿体低温荧光光谱在686和734nm的峰值分别仅下降17％和100o；以DCPIP为人工电子受体，Cd处理的叶绿体中DCPIP还原速率较慢，光合电子传递（H2O→DCPIP）速率降低1．5倍，外源NO处理显著缓解了Cd对电子传递链的抑制，使其光合电子传递速率恢复到对照的水平。该研究可为NO处理增强植物对Cd胁迫的抗性提供理论依据。     

CO2激光预处理对UV-B辐射引起的小麦幼苗脂质过氧化伤害的防护作用

用20 mW·mm－2CO2激光对小麦萌发的种子分别照射1 min、3 min、5 min、7 min，待其长至幼苗期，在光背景（PAR）90 μmol·m－2·s－1条件下，用3.10 kJ·m－2 UV-B照射7 h·d－1,然后对其丙二醛（MDA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）以及抗坏血酸（AsA）等含量进行测定.结果发现，CO2激光预处理可提高小麦GSH和AsA含量以及SOD、CAT、POD酶活性，降低MDA含量，从而抑制了由UV-B辐射引起小麦的脂质过氧化作用，以处理5 min为最适时间.     

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.     

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.     

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。     

水溶性磷酸盐柱[5]芳烃与吖啶橙的络合行为

本文首先构建了水溶性磷酸盐柱[5]芳烃（PP5A）与阳离子荧光染料吖啶橙（AO）主-客体络合物.然后通过紫外光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、分子荧光光谱（MFS）、一维和二维核磁共振（NMR）波谱技术（包括¹H NMR和NOESY）研究了PP5A与AO的络合行为.此外，还研究了pH及两种表面活性剂——十二烷基硫酸钠（SDS）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对AO/PP5A络合体系的荧光强度的影响.最后，采用分子对接计算了PP5A与AO和CTAB的络合模式及络合能.研究表明，AO与PP5A形成1：1的主-客体络合物；在pH=3~11范围内，PP5A均能使AO的荧光强度发生减弱或淬灭；SDS和CTAB的加入并不会对AO/PP5A络合体系的荧光强度产生显著影响.AO与PP5A络合时产生的荧光强度变化可为荧光传感器的设计提供理论基础.     

He-Ne激光对小麦幼苗增强UV-B辐射损伤修复的影响

采用He-Ne激光(5mW/mm²)来辐照处理经增强UV-B(10.8kJ·m^-2·d^-1)辐射损伤的小麦幼苗,通过荧光光谱测定其中双链DNA(dsDNA)的含量,分析研究了He-Ne激光对小麦DNAUV-B损伤的切除修复的影响和机制,以探明激光对UV-B损伤的修复途径及机制.结果表明:He-Ne激光能明显增强UV-B辐射处理后小麦种子的萌发力;小麦对UV-B辐射损伤具有一定的切除修复能力,切除修复的高峰期发生在UV-B辐射后4～6h内;He-Ne激光主要通过促进小麦的切除修复途径影响小麦对UV-B损伤的修复,而且能增强小麦的切除修复能力,其促进作用在修复高峰期(5h)表现尤为明显.     

开放式臭氧浓度升高对水稻叶片气体交换和荧光特性的影响

利用稻/麦O3-FACE(Ozone-free air controlled enrichment)平台,以武运粳21和两优培九两个耐性不同的水稻品种为材料,模拟研究了近地层大气臭氧浓度升高情形下对水稻叶片气体交换和荧光参数的影响。结果表明:高臭氧浓度降低了两个品种水稻叶片的净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率,处理76天后,武运粳21的降幅分别为:21.7%,26.64%和24.74%,两优培九的降幅分别为:25.53%,30.31%和25.48%,而对两个品种胞间CO2浓度的影响不显著;水稻叶片荧光动力学参数F0(暗下初始荧光)、ETR(表观电子传递速率)和ФPSⅡ(PSⅡ实际光化学量子产量)呈下降趋势,NPQ(非光化学猝灭系数)逐渐上升,处理76天后武运粳21和两优培九分别上升了16.37%和11.77%。臭氧的影响有一定的累积效应,随着处理时间的延长,相关指标变化幅度增大。高臭氧浓度下水稻叶片胞间CO2浓度没有显著降低,推断臭氧导致的净光合速率的降低是由非气孔限制因素引起。结果表明,两优培九比武运粳21对臭氧响应敏感。     

静水高压处理对水稻植株生理特性的影响

 以75 MPa静水高压处理萌动的水稻种子12 h，成苗后移栽至大田，研究高压处理后植株剑叶光合特性的变化。结果显示，静水高压处理后，粤香占和粤丰占种子的发芽率分别降低了14.4% 和16.6%，成苗率分别降至对照的24.6%和21.9%，生长明显受抑制，幼苗的株高在35天左右才能追赶上对照。高压处理的粤香占剑叶在生育过程中的净光合速率（P_n）和表观量子效率（AQY）的总平均值分别比未处理的对照增加了9.2%和12.4%，而粤丰占则分别增加5.7%和17.4%。高压处理后两个品种的植株叶片不同生长时期的平均光合色素含量均高于未处理的对照，在生长后期的衰老过程中高压处理植株剑叶的色素含量和PSⅡ光化学效率F_v/F_m下降速率较各自的未处理对照缓慢。高压处理后两个水稻品种的生物量和单株产量分别比对照提高了8%~27%及7%~14%。提出高压处理可能作为一种新的选育品种的方法。     

Field measurements of the global UV-B radiation: a comparison between a broad-band radiometer and a Brewer spectrophotometer

Summary The spectral responsivity shape plays an important role in the prospect of a wide use of broad-band meters in the UV-B monitoring. As most UV-B broad-band meters have a responsivity approximating an erythemal action spectrum, a measurement campaign was planned to verify if such an instrument could be successfully used to measure the unfiltered global irradiance. A Yankee radiometer mod. UV-B 1 and a Brewer spectrophotometer, considered as a reference meter, were compared for this purpose. A short theoretical treatment of the Yankee radiometer response and some results of the comparison are shown. Only clear-sky days data are selected so that the UV-B radiation reaching the ground could be modelled as the sum of the direct and the isotropic diffuse components. The comparison results show a good agreement between the two instruments and confirm the capability of a broad-band UV-B radiometer of correctly measuring the global irradiance.     

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.