大田作物对UV-B辐射的响应及其研究方法现状与展望

目前紫外线对作物影响的研究主要从两个方面进行,即人为模拟增强UV-B辐射和去除UV-B.这两个方面采用了不同的实验方法,但都会在很多环节上产生系统误差,本文概述了误差产生的原因及多种控制措施,并讨论了作物对两种处理的响应差异.相对来说,大田植物对去除UV-B实验响应更大,其生长及生物量的变化更明显;而增强的UV-B辐射对农田或自然生态系统的生产力影响较小,但其在调节农田生态系统过程上有更重要的作用,比如种间竞争、物候期的改变以及由于次生代谢产物的变化而导致营养循环和动物采食发生变化等.为了能更加深入了解UV-B的作用机制,研究者应采用增强和减弱并用的方法进行UV-B辐射研究.参43     

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.     

植物对UV-B辐射响应的种内差异及机理探讨

综述了在增强UV -B辐射下植物响应存在的种内差异 ,这些差异主要包括生长发育、形态结构、生理生化以及UV -B吸收物质 (即经UV -B辐射后体内诱导产生的保护物质 )等方面 ,并初步探讨了差异形成的DNA基础 ,从而为今后的植物防护研究提供理论基础。     

增强UV-B辐射对植物的影响

综述了大气臭氧层的减少是影响地面UV-B辐射增强的主要因素,并进一步简述了增强UV-B辐射对陆生植物影响的最新研究进展。UV-B辐射一方面在分子水平上直接或间接地损害植物的DNA分子和蛋白质的结构,从而影响植物的各种生理生化过程影响;另一方面对植物的形态学特征(如叶表皮结构和花的形态结构等)产生广泛的影响。过强的UV-B辐射穿过叶表皮后直接对植物的光合系统、膜系统和植物生长调控激素等方面产生影响,从而会在植株个体、种群和生态系统等层次上表现出来。增强UV-B辐射作为全球变化因子,可导致敏感植物种类的死亡或退化,较能忍耐UV-B辐射的耐荫树种比阳生树种的适应性更强,能竞争到更多的利用资源,因此,在全球UV-B辐射增强下阳生树种可能会提早退出植物群落,这对森林群落的演替更新会起着重要的作用。文章还综述了UV-B辐射与其它污染胁迫因子和环境因子的复合作用共同对植物产生的影响,以及植物对UV-B辐射的防御和修复等防护对策,提出了今后要加强对生态系统的大尺度、长时间的宏观研究,以及开展增强UV-B辐射对地下生态学,对DNA的修复与表达机理,对植物信号接收和传导的新途径等方面的研究。     

20个小麦品种对UV-B辐射增强响应的形态学差异

研究了大田栽培和自然光条件下 ,模拟UV -B辐射增强对 2 0个小麦品种影响的形态学差异。结果表明 ,叶面积指数、株高、节间长、茎基粗对UV -B辐射增强响应具有品种间差异。株高和节间长对UV -B辐射响应具有一致性 ,呈极显著正相关。根据形态响应指数 (MRI) ,耐性品种 (MRI>- 8 5 )为 :辽春 9>文麦 3>大理 90 5 >兰州 80 10 1>绵阳 2 6 >YV 97- 31>毕 90 - 5。敏感品种 (MRI <- 49 4)为 :会宁 18>繁 19>楚雄 880 7>My 94- 9>黔 14>云麦 39>陇春 16。耐性品种具有较小的叶展开角度 ,敏感品种具有较大的叶展开角度。UV -B辐射还不同程度抑制小麦条锈病的发生     

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     

植物对UV—B辐射响应的种内差异及机理探讨

综述了在增强UV－B辐射下植物响应存在的种内差异，这些差异主要包括生长发育、形态结构、生理生化以及UV－B吸收物质（即经UV－B辐射后体内诱导产生的保护物质）等方面，并初步探讨了差异形成的DNA基础，从而为今后的植物保护研究提供理论基础。     

植物对干旱胁迫的响应研究进展

植物在经受干旱胁迫时,通过细胞对干旱信号的感知和传导,调节基因表达,产生新蛋白质,从而引起大量形态、生理和生化上的变化.干旱胁迫对植物在细胞、器官、个体、群体等水平上的形态指标有显著影响,也会影响其光合作用、渗透调节、抗氧化系统等生理生化指标.植物对干旱胁迫的分子响应较复杂,包括合成一些新的基因如NCED、dehydrin基因和CBF、DREB等转录因子.另外,干旱胁迫还能造成蛋白质组学的变化.参52     

酸雨对植物地上部生理生态的影响研究进展与展望

酸雨已成为我国长江以南和云南-贵州以东地区重要的生态环境问题之一.酸雨会给地面上植物产生"首当其冲"的影响,使其生长受阻.为全面了解酸雨对植物地上部生长产生的影响,详细阐述酸雨对植物地上部形态结构、物质代谢、抗氧化系统和光合作用等方面影响的研究进展,并进一步分析植物受酸雨胁迫的相关生理机制.酸雨首先会破坏植物叶绿体、线...     

UV-B辐射增强对小麦籽粒化学组分的影响

在自然光照射条件下 ,研究了UV B辐射增强对小麦籽粒中可溶性糖、淀粉、赖氨酸、蛋白质等化学组分及其相互转化的影响 .结果表明 :增加 0 2 5W·m- 2 的UV B辐射使灌浆期的小麦籽粒中可溶性糖含量显著高于对照 ,淀粉含量变化幅度增大 ,赖氨酸含量下降速度较快 ,成熟期总蛋白质含量增加 .增加 0 75W·m- 2 的UV B辐射能降低成熟籽粒中可溶性糖和淀粉的含量 ,增加赖氨酸及总蛋白质的含量 .     

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.     

补增UV-B辐射对焕镛木(Woonyoungia septentrionalis)叶片光合参数的影响

补增UV B辐射 ,焕镛木 (Woonyoungiaseptentrionalis)叶片的光饱和光合速率较自然光下的降低 2 9% ,叶片的光合量子产率降低 5 0 .4 % ,光能转换效率亦降低 4 9% .补增UV B辐射抑制光下呼吸速率 (Rd) ,但不明显改变不包括光下呼吸的CO2 补偿点 .补增UV B辐射 ,焕镛木叶片的RuBP饱和的最大羧化速率和最大电子传递速率分别较自然光下的低 4 3.4 %和 4 6 .4 % ,Jmax:Vcmax亦降低 ,显示补增UV B辐射对Jmax的影响较Vcmax明显 .补增UV B辐射亦引起磷酸三碳糖利用速率降低 .叶片多个生化过程被抑制可能是引起植物光合速率降低的原因 .补增UV B辐射 ,降低了气孔对空气CO2 浓度和相对湿度变化的敏感度 ,则可能影响植株对环境因素变化的适应性 .图 3表 4参 2 3     

UV-B增加对麦田杂草看麦娘的影响

在大田群体条件下，研究了UV-B增加对麦田杂草发生、生长和种子产量的影响。结果表明：UV-B强度增加，看麦娘的密度显著增加；在小麦生育前期，看麦娘的单株茎蘖数下降，而在中后期显著增加；UV-B增加对小麦中后期看麦娘的生长有一定的促进效应；看麦娘叶片的叶绿素和类黄酮含量均表现为增加的趋势。在未来紫外线增加的条件下，看麦娘对小麦生产的影响可能会不断增加。     

UV-B辐射对大豆和黄瓜幼苗某些生理特性的影响

在植物生长室中,ＵＶ－ Ｂ辐射明显降低黄瓜幼苗的根系活力,抑制程度随辐射时间的延长而增强．黄瓜和大豆幼苗的叶绿素和可溶性蛋白含量减少与ＵＶＢ辐射时间长短呈正相关,但是类胡萝卜素减少幅度不大．ＵＶＢ对Ｃｈｌｂ 的破坏较Ｃｈｌａ 严重,导致Ｃｈｌａｂ 比值增大．ＵＶＢ虽增加大豆幼苗的ＳＯＤ活性,但降低大豆幼苗的ＮＲ活性及其对温度变化的敏感性．分析认为,Ｃｈｌａｂ 比值和ＳＯＤ 活性升高,有助于植物对ＵＶＢ的适应