增强UV-B辐射和He-Ne激光对小麦原生质体微管骨架的影响

以小麦叶片原生质体为材料,采用间接免疫荧光定位法标记其微管系统,并利用激光共聚焦扫描显微系统进行观察。研究了低剂量He-Ne激光(5mW.mm-2)、增强UV-B辐射(10.08kJ.m-2.d-1)及二者的复合处理对小麦幼苗叶肉细胞中微管骨架的影响。结果表明,增强UV-B辐射后,小麦叶片细胞中微管骨架发生解聚,呈短棒状或点状分布,微管束弥散且荧光强度减弱;而增强UV-B辐射后再施以He-Ne激光处理,小麦叶肉细胞微管骨架有部分断裂,但较单独UV-B处理组的损伤程度轻,说明低剂量的He-Ne激光可以部分修复增强UV-B辐射对微管骨架的损伤,且对微管的聚合有促进作用。     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗微管结合蛋白MAP65s的影响

分别采用5 mW/mm2 He-Ne激光辐照、10.08 kJ/m2·d 增强UV-B辐射及二者组合对"临优2018"小麦幼苗进行处理,通过紫外吸收法测定各处理组幼苗中微管结合蛋白MAP65s的含量,并且采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对MAP65s蛋白进行鉴定,进一步分析He-Ne激光对增强UV-B辐射引起的小麦幼苗微管骨架损伤的修复效应.结果显示:经UV-B处理(B)后,小麦幼苗中的MAP65s蛋白含量低于对照组(CK)(P<0.01);单独激光(L)处理,MAP65s蛋白含量高于对照组(CK)(P<0.05);经He-Ne激光和UV-B复合处理(BL)后,MAP65s蛋白含量高于UV-B处理组,低于CK组.该结果表明:一定剂量的He-Ne激光辐照能够促进小麦幼苗微管结合蛋白MAP65s的合成,并且可能在一定程度上修复增强UV-B辐射对小麦幼苗微管骨架系统造成的损伤.     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼叶叶绿素荧光和Rubisco活化酶的影响

选用小麦‘ML7113’品种为材料,人工模拟He-Ne激光(5mJ·s-1·mm-2)、增强UV-B(10.8kJ·m-2·d-1)辐射及两者复合辐照进行处理,利用叶绿素荧光仪、考马斯亮蓝G-250染色法和PCR技术研究7d龄小麦幼苗叶绿素荧光特性、Rubisco活化酶含量、基因表达量及其基因序列的变化。结果表明:(1)与对照组相比,增强UV-B辐射后,小麦幼苗叶绿素荧光特性减弱,Rubisco活化酶含量及其基因表达量均下降;而低剂量的He-Ne激光辐照后能够在一定程度上修复经UV-B辐射后对小麦幼苗叶绿素荧光特性所造成的损伤,且使Rubisco活化酶含量及其基因表达量上升。(2)与对照组相比,经He-Ne激光和增强UV-B辐射以及两者复合辐照处理后基因序列均出现两个相同的点突变,但并未造成氨基酸序列的变化。研究认为,低剂量He-Ne激光辐照能够在一定程度上修复受UV-B辐射小麦幼苗叶绿素荧光活性、Rubisco活化酶含量及其基因表达量的降低;He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗Rubisco活化酶活性的影响可能发生在其转录水平,从而使小麦光合能力发生相应的变化。     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗核蛋白的影响

采用低剂量(5 mW.mm-2)He-Ne激光辐照经增强UV-B辐射处理(10.08 KJ.m-2.d-1)后的‘ML7113’小麦幼苗,待小麦幼苗长7 d后,对各处理组小麦幼苗的核蛋白进行提取,通过紫外吸收法测定各个处理组幼苗核蛋白的含量。采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)进行电泳。结果显示:小麦幼苗经UV-B辐射后核蛋白含量明显增高;单独激光处理后,小麦幼苗核蛋白含量低于对照组;经He-Ne激光和增强UV-B辐射复合处理后,小麦幼苗核蛋白含量低于UV-B辐射处理组,而高于对照组,推测一定剂量的He-Ne激光在一定程度上抑制了增强UV-B辐射的促进作用。     

He-Ne激光对小麦幼苗增强UV-B辐射损伤的修复研究

分别采用5mW·mm-2He-Ne激光辐照和增强UV-B辐射(10.08kJ·m-2·d-1)及其二者组合对晋麦8号小麦幼苗进行处理,5d后测定各处理幼苗叶片可溶性蛋白、硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶活性的变化以分析He-Ne激光对小麦幼苗受增强UV-B损伤的修复作用.结果显示:He-Ne激光辐照可使UV-B辐射后小麦幼苗叶片的可溶性蛋白含量增加,谷氨酸脱氢酶活性增强,而使硝酸还原酶活性先升高后降低.表明小麦幼苗叶片可溶性蛋白、谷氨酸脱氢酶、硝酸还原酶的变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关,一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗氮代谢水平的辐射损伤.     

He—Ne激光对UV—B辐射小麦幼苗糖代谢的影响

分别采用5 mW·mm-2 He-Ne激光辐照、10.08 kJ·m-2·d-1 增强UV-B辐射及二者组合对"晋麦8号"小麦幼苗进行处理,测定各处理幼苗叶片可溶性糖、还原性糖、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS) 以及α,β-淀粉酶的变化.研究分析He-Ne激光对增强UV-B辐射引起小麦损伤的修复效应.结果表明:He-Ne激光辐照可使UV-B辐射后小麦幼苗可溶性糖含量升高,还原性糖含量降低,SS,SPS活力降低,α,β-淀粉酶活力升高.该结果同时表明可溶性糖、还原性糖、SS、SPS、α,β-淀粉酶的变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关,一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗糖代谢的辐射损伤.     

He-Ne激光对UV-B辐射小麦幼苗抗氧化系统的影响

分别采用5 mW.mm-2He-Ne激光辐照、10.08 kJ.m-2.d-1的UV-B辐射及二者组合对‘晋麦8号’小麦幼苗进行处理,5 d后测定各处理幼苗叶片超氧阴离子(O 2)产生速率,丙二醛(MDA)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、抗坏血酸(AsA)及类胡萝卜素(Car)的变化,分析He-Ne激光对增强UV-B辐射引起小麦损伤的修复效应。结果显示:He-Ne激光辐照可使UV-B辐射后小麦幼苗超氧阴离子的产生速率和MDA含量均减小,GR和APX活性升高,AsA和Car含量增加。表明超氧阴离子的产生速率、MDA、GR、APX、AsA和Car变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关,一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗抗氧化系统的辐射损伤。     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗叶绿素荧光特性的影响

选用"ML7113"小麦幼苗为材料,分别采用He-Ne激光(5mW·mm-2)和增强UV-B(10.8 kJ/m-2·d-1)辐射以及两者的复合辐照进行处理,利用PAM-2100便携式叶绿素荧光仪测定小麦幼苗在不同处理天数(5、6、7、8)下叶绿素荧光特性的变化。结果表明:增强UV-B辐射后,随着处理时间的延长,小麦幼苗的Fo、Fm、Fv/Fm、qP、ФPSⅡ、叶绿素含量的值均逐渐下降,qN值均逐渐升高,从而不断减弱小麦幼苗的叶绿体荧光特性;而低剂量的He-Ne激光辐照后能够在一定程度上修复经UV-B辐射后对小麦幼苗叶绿素荧光所造成的损伤。     

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗多胺氧化酶和过氧化物酶活性的研究

采用He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗的损伤修复作用进行了研究。小麦种子在盛有湿滤纸的培养皿内25℃下进行萌发。萌发后小麦幼苗在经10.08 kJ·m^-2·d^-1的增强UV-B辐射,然后再用5 mW·mm^-2的He-Ne激光进行辐照。通过小麦幼苗叶片游离脯氨酸含量、多胺氧化酶和过氧化物酶的活性变化,测定了He-Ne激光对小麦UV-B损伤的修复情况。结果表明,游离脯氨酸、多胺氧化酶、过氧化物酶的变化同小麦幼苗损伤的修复的能力相关联。He-Ne激光辐照可使由增强UV-B辐射后诱导叶片升高的游离脯氨酸含量降低。增强UV-B辐射对多胺氧化酶（PAO）活性和过氧化物酶（POD）活性呈促进的作用。辐射6 d后PAO和POD总的活性呈正相关性,PAO和POD活性都呈现B组最高,L组最低,且差异显著。显示He-Ne激光对两种酶由于增强UV-B辐照造成的伤害有一定的修复。     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗类囊体捕光色素的影响

采用5mW.mm-2He-Ne激光辐照、10.08kJ.m-2d-1UV-B辐射及二者组合对冬小麦幼苗进行处理。通过测定叶绿体捕光色素含量和色素蛋白组成的变化,进一步探讨He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦幼苗类囊体捕光色素损伤的修复效应。循环处理小麦幼苗4d,利用90%乙醇和80%丙酮分别提取各处理组小麦幼苗叶片中的叶绿素,通过纸层析和分光光度法检测捕光色素含量的变化,并探讨不同处理对叶绿素与蛋白质结合牢固性的影响。利用柱层析法测定色素蛋白的主要成分。研究表明:与对照组相比,增强UV-B辐照后小麦幼苗捕光色素总含量降低了17.76%,叶绿素和蛋白质结合牢固度显著降低,色素蛋白的组成也发生变化,D1和D2蛋白质条带消失;而一定剂量He-Ne激光辐照可使增强UV-B辐射后的叶绿体色素含量增加约10.64%,但仍低于ck组约8.12%,叶绿素和蛋白质结合牢固度也显著高于B组,色素蛋白的组成与对照组相似。因此,低剂量的He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗类囊体捕光色素的损伤具有促进修复效应。     

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗叶绿体的影响

对“晋麦8号”小麦幼苗分别采用5 mW·mm^-2 He-Ne激光辐照、10.08 kJ·m^-2·d^-1增强UV-B辐射及二者组合进行处理,研究各处理组小麦幼苗叶绿体膜透性、叶绿体蛋白质含量以及叶绿体偶联因子CF-1的ATP酶活性、希尔反应的活性变化。结果表明：UV-B辐射后小麦幼苗叶绿体膜透性增加,叶绿体蛋白质含量有一定的下降,而ATP酶活性、希尔反应的活性均受到抑制。经过He-Ne激光辐照可使叶绿体膜透性降低、叶绿体蛋白质含量有一定的升高,同时ATP酶活性、希尔反应的活性也受到部分激活。这些变化说明增强UV-B辐射引起小麦幼苗叶绿体损伤,而一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗光合系统的损伤。     

He—Ne激光辐照与UV-B辐射对小麦幼苗细胞器中Na^＋／K^＋-ATP酶活性的影响

分别采用5mJ·s^-1·mm^-2He-Ne激光辐照、10．08kJ·m·^-2,d^-1增强UV-B辐射及二者组合对小麦（Triticum aestivum）晋麦8号（Triticum aestivum‘Jinmai8’）幼苗进行处理。第5天开始测定各处理小麦幼苗叶片中线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na^＋／K^＋-ATP酶活性的变化。结果表明,随着处理天数的增加,小麦幼苗叶片线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na^＋／K^＋-ATP酶活性均在第6天下降,第7天升高,而后又逐渐下降。在处理的第7天,仅He—Ne激光辐照可使小麦幼苗叶片线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na^＋／K^＋-ATP酶活性升高：增强UV-B辐射使各细胞器中Na^＋／K^＋-ATP酶活性下降：复合处理后小麦各细胞器中Na^＋／K^＋-ATP酶活性均高于UV-B单独辐射处理。实验结果表明,一定剂量的He-Ne激光辐照能够部分修复UV-B辐射对小麦幼苗细胞器中Na^＋／K^＋-ATP酶造成的损伤。     

NO对He-Ne激光和增强UV-B辐射小麦幼苗气孔运动的作用机理研究

为探讨NO对He-Ne激光和增强UV-B辐射小麦（Triticum aestivuml）气孔运动的作用机理,采用低剂量（5 mW.mm-2）He-Ne激光和增强（10.08 kJ.m-2.d-1）UV-B辐射并结合药理学实验和激光共聚焦显微技术,对ML7113小麦的叶片及表皮条进行不同的处理,结果显示：（1）UV-B辐射既可诱导小麦叶片气孔关闭,又能够明显增加气孔保卫细胞和叶片的NO水平,且NO清除剂明显抑制了UV-B辐射诱导的小麦叶片气孔关闭,同时气孔保卫细胞和叶片内的NO含量明显减少。（2）一氧化氮合酶（NOS）抑制剂L-NAME对经UV-B辐射诱导的小麦幼苗气孔开度及保卫细胞和叶片内NO含量的抑制程度明显大于硝酸还原酶（NR）抑制剂NaN3对其的抑制程度,说明一氧化氮合酶（NOS）合成途径是小麦叶片经UV-B辐射后NO的主要产生途径。（3）就气孔开度而言,L〉CK〉BL〉B。就小麦叶片及保卫细胞内NO含量而言,B〉BL〉CK〉L。就硝酸还原酶（NR）和一氧化氮合酶（NOS）的活性而言,B组NR活性最低,NOS活性最高,L组NR活性最高,NOS活性最低。表明经He-Ne激光和增强UV-B辐射诱导的小麦气孔开度的变化确实与保卫细胞及叶片中NO含量的多少有关,气孔开度的减小及增大对应于NO含量的增多或减少,同时进一步证实了小麦叶片经He-Ne激光单独辐照后,NO的主要合成途径也来源于NOS途径。     

He-Ne激光对增强UV-B辐射下小麦幼苗膜脂过氧化的缓解作用

采用He-Ne激光(5 mW/mm2)辐照增强UV-B辐射(10.08 kJ/m2.d)的晋麦8号小麦幼苗,通过测定小麦幼苗叶片细胞质膜透性、丙二醛(MDA)的含量以及脂氧合酶(LOX)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷光苷肽过氧化物酶(GPX)的活性变化,研究He-Ne激光对增强UV-B辐射的小麦幼苗膜脂过氧化的影响。结果显示,He-Ne激光辐照可使经UV-B辐射后小麦幼苗叶片质膜相对透性、MDA含量、LOX活性降低,而使CAT、APX和GPX的活性均升高。分析表明UV-B辐射增强可导致膜脂过氧化加剧,而一定剂量的He-Ne激光能够通过促进酶促抗氧化系统酶的活性来缓解紫外线辐射下小麦幼苗的膜脂过氧化作用。     

He-Ne 激光辐照与UV-B 辐射对小麦幼苗细胞器中Na+/K+-ATP 酶活性的影响

分别采用5 mJ.s^-1.mm^-2 He-Ne激光辐照、10.08 kJ.m^-2.d^-1增强UV-B辐射及二者组合对小麦(Triticum aestivum)晋麦8号(Triticum aestivum ‘Jinmai8’)幼苗进行处理。第5 天开始测定各处理小麦幼苗叶片中线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na⁺/K⁺-ATP酶活性的变化。结果表明, 随着处理天数的增加, 小麦幼苗叶片线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na⁺/K⁺-ATP酶活性均在第6天下降, 第7天升高, 而后又逐渐下降。在处理的第7天, 仅He-Ne激光辐照可使小麦幼苗叶片线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na⁺/K⁺-ATP酶活性升高; 增强UV-B辐射使各细胞器中Na⁺/K⁺-ATP酶活性下降; 复合处理后小麦各细胞器中Na⁺/K⁺-ATP酶活性均高于UV-B单独辐射处理。实验结果表明 , 一定剂量的He-Ne激光辐照能够部分修复UV-B辐射对小麦幼苗细胞器中Na^+/K⁺-ATP酶造成的损伤。