增强UV-B辐射和CO2倍增的交互作用对蚕豆幼苗的保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

在4．52kJ m^-2 d^-1 UV-BBE的UV-B辐射和700μmol mol^-1的CO2浓度人工模拟复合处理下,研究了蚕豆(Vicia faba L.)幼苗的紫外吸收物含量、保护酶活性和抗氧化物质含量的变化,结果表明,在UV-B辐射和CO,的单独和复合胁迫下,紫外吸收物的含量均升高,而在复合胁迫下达到最大;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在UV-B辐射下降低,在CO2和复合胁迫下增强;丙二醛(MDA)的含量在UV-B辐射下提高,在CO2胁迫下降低,在复合胁迫下接近对照;抗坏血酸(AsA)含量在UV-B辐射下降低,在CO,和复合胁迫下增加,这表明CO2倍增能提高蚕豆对增强UV-B辐射伤害的防御能力,而蚕豆体内保护酶体系(SOD、POD、CAT)、抗氧化物质(AsA)和紫外吸收物是其在高浓度CO2下增强抗UV-B辐射能力的内在基础,图1参24     

UV-B增强对番茄的伤害及H2O2的防护作用

UV-B辐射使番茄叶片的叶绿素a,叶绿素b及总叶绿素含量先升高后降低,同样使叶片的抗氧化酶过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性先升高随后降低,而使超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,膜脂过氧化产物MDA的含量增加;中等剂量(5mmol*l-1)的H2O2预处理能提高叶绿素b的含量,明显提高抗氧化酶的活性,并延缓CAT活性的降低,抑制膜质过氧化产物MDA的产生.中等浓度H2O2预处理能提高番茄对UV-B增强的抗性.     

近5年增强UV-B辐射对植物影响的研究进展

综合分析了近5年增强UV-B辐射对植物影响的最新研究进展.结果发现近5年来增强UV-B辐射对植物影响的研究明显具有以下趋势:1)增强UV-B辐射对植物个体影响的研究总体上趋于减少;2)对植物信号转导的研究日益增多;3)植物对增强UV-B辐射胁迫的防卫机制和伤害修复研究仍是重点,但更偏重于防卫机制方面的研究;4)更加重视对植物群体及生态系统影响的研究;5)增强UV-B辐射与其它因子(环境背景因子和污染胁迫因子)的复合作用研究成为新的热点和重点.根据近5年的研究进展,推断在今后一段时间内,有关增强UV-B辐射对植物和生态系统影响的研究还会加强,信号转导、分子水平机理以及增强UV-B辐射与其它因子的复合作用研究可能是今后的研究热点.     

微波处理对UV-B损伤菘蓝幼苗非酶类抗氧化剂生物合成的影响

采用微波预处理菘蓝(Isatis indigotica Fort)种子,待种子出土萌发后进行uv.B辐射(10.08 kJ m-2 d-1,PAR=220μmol m-2 d-1)处理 6 d,研究了经不同时间微波辐照后菘蓝种子发育而成的幼苗在UV-B辐射下非酶类抗氧化剂(紫外吸收物质、花青素甙、谷胱甘肽、抗坏血酸和脯氨酸)的生物合成情况.结果显示,在UV-B辐射条件下,4种微波预处理均能不同程度促进紫外吸收物质、花青素甙、谷胱甘肽、抗坏血酸和脯氨酸的生物合成,降低丙二醛含量,增强幼苗对UV-B伤害的抗性.这表明,适当时间的微波预处理可以提高植物对增强UV-B辐射的抵抗能力,与此同时,过长时间微波处理也会抑制植物的生理生化代谢和非酶类抗氧化剂的生物合成,加重对植物的伤害.因此,微波具有相悖的防护效应,在生物学上应用时其剂量的大小十分关键.     

波尔多液对土壤过氧化氢酶活性与构象的影响

为初步探讨波尔多液对土壤过氧化氢酶的作用机理及变化规律,采用人工模拟和荧光光谱法研究了波尔多液对土壤过氧化氢酶活性特征及构象的影响.结果表明:1)不同浓度波尔多液对土壤过氧化氢酶活性总体呈现低浓度激活、高浓度抑制作用.不同配制方式波尔多液对土壤过氧化氢酶活性抑制效应顺序为多倍量式>倍量式>半量式>等量式.浓度为200mg·kg-1左右的等量式波尔多液处理对土壤过氧化氢酶活性的影响最小.2)24h培养时间下,随波尔多液浓度的增加,酶促反应米氏常数Km和最大反应速率Vmax均呈先减小后增大趋势.统计分析表明,Km和Vmax均与波尔多液浓度呈显著正相关(p<0.01),土壤过氧化氢酶Km值可表征波尔多液对土壤过氧化氢酶活性的影响程度,其作用机理为反竞争性抑制类型.3)波尔多液对离体过氧化氢酶的内源荧光有较强的猝灭作用,Cu(Ⅱ)和离体过氧化氢酶的结合常数K及结合位点数n分别为69.1831mol·L-1和0.6878.     

增强UV-B辐射下一氧化氮对小球藻氮素代谢和类囊体的保护作用

由于到达地球表面的紫外线B辐射不断加强,生物生长受到了威胁.UV-B的增强改变了生物体赖以生存的环境,影响了藻类生物生长,抑制了其光合作用.以BG11为培养基,在室内培养的条件是光照强度为60 μmol·m-2s-1(昼夜比为12 h:12 h),温度为26℃,研究了一氧化氮(NO)在增强uv-B(强度为0.2J·m-2s-1)辐射下的对小球藻的作用.测定了小球藻的硝酸还原酶(NR,nitrate reductase)、亚硝酸还原酶(NiR,nitrite reductase)、谷胱甘肽还原酶(GS,glutamine synthetase)、谷氨酸一草酰乙酸转氨酶(GOT,Glutamine aminotransferase)的活性变化,并对小球球藻进行了显微结构观察.结果显示:在增加UV-B辐射下,一氧化氮能够提高其氮素代谢酶类活性,保护内囊体膜避免UV-B的损伤.结论是UV-B辐射下一氧化氮对小球藻具有保护作用.     

UV-B辐射增强对不同大麦品种生理特性的影响

通过大田试验,研究了UV-B辐射增强对不同生育期3个大麦(Hordeum vulgare)品种光合和蒸腾生理特性的影响。试验设对照(自然光)和辐射增强(辐照强度14.4 kJ.m-2.d-1)2个UV-B辐射水平。结果表明,UV-B辐射增强明显抑制大麦光合作用和蒸腾作用。与对照相比,UV-B辐射增强可降低叶片叶绿素含量、气孔导度、净光合速率和蒸腾速率,但对胞间CO2摩尔分数基本没有影响。不同大麦品种对UV-B辐射增强响应的敏感性存在差异,单2号对UV-B辐射增强较为敏感,而苏啤4号较不敏感。     

UV-B辐射与酸雨胁迫对生菜生理特性及品质的影响

酸雨和紫外辐射的增强是全球环境问题之一,也是目前研究的热点。以生菜(lactuca)为实验材料,在大田条件下,研究了UV-B(280~320nm)辐射与模拟酸雨(AR)的胁迫对生菜生理特性和品质的影响。实验结果表明:UV-B辐射的增加降低了生菜植株的蒸腾速率、叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a b的质量分数,且下降幅度随紫外辐射的增强而增大。UV-B辐射的增加提高了生菜叶片中类黄酮的含量,其增加幅度随紫外辐射的增强而增大。酸雨对生菜的蒸腾速率、叶绿素的质量分数也均有不同程度的影响,酸雨对类黄酮含量的影响不大.品质研究结果表明,随着UV-B辐射的增加,叶片中的水的质量分数持续降低,而抗坏血酸、可溶性糖、可溶性蛋白质的质量分数均先增加后减小,说明存在一个使品质发生突变的阈值范围.酸雨使得生菜中抗坏血酸的质量分数增加,并且增加幅度随pH值的减小而增大;随着酸雨酸度增强,植株中水质量分数持续降低;酸雨使生菜中可溶性糖、可溶性蛋白质的质量分数先减小后增加。在UV-B和酸雨的共同作用下,只有对类黄酮的影响具有明显的协同作用,其他指标表现不明显,但是可以看出复合作用下指标含量下降幅度明显大于单一因子的胁迫,并且下降幅度受UV-B辐射强度和酸雨pH的影响。     

番茄某些繁殖特性对增强UV-B辐射的响应

研究了增强UV-B辐射对大田生长的两种番茄(早熟型“同辉”和晚熟型“霞光”)某些繁殖特性(最大开花数、花粉萌发和花粉管伸长、果实产量、果实品质以及子代种子的数量和质量)的影响.结果表明,与对照相比,“同辉”开花数在高辐射下增加,“霞光”开花数在低辐射下减少;“同辉”果实产量在两种辐射下都明显增加,而“霞光”果实产量只在低辐射下增加;辐射抑制了“同辉”的花粉萌发和花粉管伸长,而只是降低了“霞光”的花粉萌发率;强辐射造成两种番茄果实番茄红素下降。经过一季的增强UV-B辐射处理,“同辉”种子数量增加,低辐射下种子明显变小;“霞光”种子数量减少,且明显变小.就开花数、果实产量和种子质量而言,早熟的“同辉”品种更具抗性,而晚熟的“霞光”更敏感.图3表1参29     

连续两年紫外线—B辐射增强对玉米种子发芽及幼苗生长的影响

研究了在紫外线(UV-B)辐射增强条件下与自然光下生长的玉米种子的发芽和幼苗生长特性以及对UV—B反应的变化。结果表明：与自然光下生长的玉米种子相比，UV—B辐射增强条件下生长的玉米种子的发芽率和幼苗生长指标有不同程度的下降，但在连续两年UV—B强度增加条件下，其种子发芽和幼苗生长指标受高强度UV—B影响的程度显著下降。在连续两年UV—B辐射增强条件下生长的玉米种子萌发的幼苗叶片类黄酮含量显著高于在自然光下生长的玉米种子萌发的幼苗，这可能是在UV—B辐射增强条件下生长的玉米对UV—B辐射增强产生适应性的重要原因之一。