UV-B辐射对仙客来的生理效应

通过室内模拟试验,研究了不同强度UV-B辐射(10μW/cm2和20μW/cm2)对仙客来(Cyclamen persicum Mill)生理的影响。结果表明:(1)UV-B辐射的增加对仙客来叶片光合色素的含量具有影响;(2)叶片质膜透性随UV-B辐射强度的增加而增加,随UV-B辐射时间的延长而增加;(3)叶片类黄酮含量随UV-B辐射强度的增加而增加,且在40d时达到最大值;(4)增强UV-B辐射下,仙客来花瓣中的花青素含量增加。     

一株北极小球藻Chlorella sp.的分离鉴定及其对增强的UV-B辐射的生理生化响应

为了了解微藻对UV-B辐射增强效应的响应,以一种分离纯化于北极冰川融水的淡水微藻(Chlorella sp.)为实验材料,在不同强度UV-B辐射下对其生长、生化组分和细胞超微结构等进行了研究。研究结果显示:3种不同强度的UV-B(22μW/cm2,45μW/cm2,70μW/cm2)辐射均可导致藻的比生长速率及色素含量下降,且辐射强度越强,两者的下降越明显;而MDA含量和SOD活性会随辐照强度的增强而提高。表明辐射强度增强,UV-B对藻的伤害程度加大,而该小球藻SOD活性随UV-B强度增强而提高,表明其对上升的UV-B辐射有一定的适应能力。     

一株北极小球藻Chlorella sp.的分离鉴定及其对增强的UV-B辐射的生理生化响应

为了了解微藻对UV-B辐射增强效应的响应,以一种分离纯化于北极冰川融水的淡水微藻（Chlorella sp.）为实验材料,在不同强度UV-B辐射下对其生长、生化组分和细胞超微结构等进行了研究。研究结果显示：3种不同强度的UV-B（22μW/cm2,45μW/cm2,70μW/cm2）辐射均可导致藻的比生长速率及色素含量下降,且辐射强度越强,两者的下降越明显;而MDA含量和SOD活性会随辐照强度的增强而提高。表明辐射强度增强,UV-B对藻的伤害程度加大,而该小球藻SOD活性随UV-B强度增强而提高,表明其对上升的UV-B辐射有一定的适应能力。     

低纬高原地区UV-B辐射对报春花 丙二醛、蛋白质含量的影响

以同期种植的云南报春花为试验材料,利用获得的云南不同纬度、不同海拔高度,而经度差异不大的4个试验点的UV-B辐射观测资料,初步研究了低纬高原地区不同UV-B辐射强度变化对云南报春花丙二醛、可溶性蛋白质的影响。结果表明,UV-B辐射强度从2~5月呈上升趋势,辐射值最高为丽江点,5月份达12·90w·m-2,相对来说高海拔地区的紫外辐射强度较强,各试验点报春花叶片的丙二醛含量以3、4月份较高,可溶性蛋白质含量以2、4月份较高。随着UV-B辐射强度增强,报春花丙二醛含量先升高后降低,叶片丙二醛含量也较高,不同生育期丙二醛含量不同,其含量以开花期和结实期最高;而随着UV-B辐射强度的变化,各实验点报春花叶片蛋白质含量变化不一致,不同生育期可溶性蛋白质含量不同,其含量以开花期为最高。     

UV-B辐射增强对芦苇光合生理及叶绿体超微结构的影响

在UV-B辐照增强条件下,研究不同辐照梯度对芦苇光合特性、光合色素含量及叶绿体超微结构的影响. 结果表明: 与自然光照相比,UV-B辐照增强显著降低芦苇叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,且随辐照强度增大,降低程度加剧,胞间CO₂浓度升高,光合效率显著降低;与自然光照相比,UV-B辐照增强显著降低芦苇叶片光合色素含量(包括叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素),且随辐照强度增大,降低程度加剧;UV-B辐射增强条件下,叶绿体超微结构遭到破坏,表现为叶绿体结构变形,类囊体片层排列稀疏紊乱、膨胀甚至模糊不清,并且UV-B辐射强度越大,损伤越大,高强度UV-B辐射对叶绿体超微结构的影响大于低强度辐射.     

UV-B辐射对颠茄氮代谢及次生代谢产物含量的影响北大核心CSCD

有害的中波紫外线(ultraviolet B,UV-B;280~320 nm)辐射影响植物的生长与发育。但也有研究证明,UV-B辐射可诱导生物碱合成。然而,UV-B辐射能否提高颠茄(Atropa belladonna L.)中托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)的含量尚未见报道。本研究以颠茄实生苗为材料,研究UV-B不同照射度强、时间(d数)对颠茄的氮代谢、生物碱含量及TAs代谢途径中的几个关键酶基因表达量的影响。结果表明,随着辐射天数的增加(5~30 d),低强度(LU,5μW/cm^2)UV-B处理与对照(无辐射)比较,硝态氮、莨菪碱、东莨菪碱含量无显著差异。然而,中等强度(MU,10μW/cm^2)和高强度(HU,15μW/cm^2)UV-B辐射,明显增加硝态氮含量,谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)、谷氨酸脱氢酶(glutamine dehydrogenase,GDH)活性明显高于对照。重要的是,中、高强度UV-B辐射显著降低了颠茄的叶片与茎中莨菪碱和东莨菪碱含量。荧光定量PCR揭示,莨菪碱合成的关键酶腐胺N-甲基转移酶(putrescine N-methyltransferase,PMT)编码基因、莨菪碱-6-β-羟化酶(hyoscyamine-6-β-hydroxylase,H6H)基因表达呈高度组织特异性,主要是在根部表达。与对照比较,低强度照射25 d引起pmt在根部的表达量显著上调,而中、高强度照射导致其下调;h6h在根部的相对表达量随着处理强度的增加逐渐降低;托品酮还原酶Ⅰ(tropinone reductaseⅠ,TRⅠ)编码基因在叶片中的表达量较高,随照射强度的增加而升高。上述结果表明,低强度UV-B辐射促进氮代谢,有利于莨菪碱合成;而长期中、高强度UV-B辐射,尽管促进了谷氨酸代谢,但却使pmt和h6h表达降低,不利于莨菪碱和东莨菪碱的积累。总之,本研究结果显示,不同UV-B辐射强度和时间,对颠茄合成TAs的影响不同,可为大田试验生产莨菪碱提供有益的参考。     

紫外辐射对菹草成株生理特性的影响

研究不同剂量UV-B辐射下菹草生理特征变化,在光合有效辐射、UV-A辐射一致的条件下,对菹草进行不同剂量UV-B辐射,测定菹草叶片光合色素含量及生理生化指标。结果表明:≤10.8 k J/m2剂量辐射可促进叶绿素及类胡萝卜素含量增加,衰亡阶段起抑制作用,10.8 k J/m2一直起到抑制作用,且随剂量的增加,抑制作用增强;UV-B辐射初期可促进过氧化氢酶(CAT)、过氧化物(POD)酶活性及丙二醛(MDA)含量升高,且随辐射剂量增加而逐渐升高,但随辐射时间延长,CAT、POD酶活性、MDA含量均有所降低,超氧化物歧化酶活性随辐射时间延长逐渐升高,且随辐射剂量增加而增加;短期辐射可促进叶片可溶性蛋白质和可溶性糖的合成,其含量随辐射剂量增加而升高,长期辐射起抑制作用,且随辐射剂量增加,抑制作用增强。因此,春末夏初野外强UV-B辐射可能是促进菹草大批衰亡的重要原因。     

增强UV-B辐射对作物生理代谢、DNA和蛋白质的影响研究进展

大气平流层的臭氧层逐渐破坏导致太阳辐射中抵达地球表面的UV-B辐射增加,对作物产生不同程度的影响.本文讨论了UV-B辐射增强对作物生理代谢、DNA损伤和蛋白质含量的影响.UV-B辐射增强,作物叶片类黄酮含量增加、叶绿素含量降低、光合作用减弱,同时UV-B辐射诱致基因活性变化,导致DNA损伤和蛋白质含量的改变.     

丹参不同生长时期对UV-B辐射的敏感性

以遮阳棚下盆栽药用植物丹参为研究材料,以综合了株高、叶面积和生物量3个形态学指标的敏感性指数SI以及叶片中主要酚酸类物质迷迭香酸(RA)和丹酚酸B(SAB)含量为指标,研究快速生长期和收获期丹参对不同UV-B辐射强度的敏感性差异.结果表明: 随着UV-B辐射增强,敏感性指数SI在快速生长期和收获期均减小,且收获期小于快速生长期;叶片中RA和SAB含量随UV-B辐射增强而增加,收获期的变化幅度大于快速生长期.根部RA和SAB含量在UV-B辐射下减少,且随辐射强度和辐射时间延长而降低,尤其在收获期高强度UV-B处理下,RA和SAB总量分别为对照的10.0%和6.3%.     

麻花艽叶片光合色素含量及厚度对UV-B辐射的响应

以中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站自然生长的麻花艽(Gentiana straminea Maxim.)为材料,进行了不同月份和草盛期不同天数的短期增补和过滤UV-B辐射试验,比较分析叶片光合色素含量和叶片厚度等的变化.结果表明:(1)生长季内麻花艽叶片叶绿素a+b含量呈波动变化的趋势,7月份含量均较高;草盛期不同天数处理时,UV-B辐射对麻花艽叶片叶绿素a+b含量的影响不大.(2)生长季内麻花艽叶片类胡萝卜素含量也是7月份较高,短期增补UV-B辐射有降低其含量的趋势.(3)增加UV-B辐射能够降低Chl a/b值;自然UV-B辐射下Car/Chl比值能维持一个较高水平,是对强辐射的适应.(4)随处理时间延长,麻花艽叶片厚度有降低趋势,其叶缘出现一些发黄、变黑、变透明等受害症状,叶片能通过增加叶片厚度来适应增强的UV-B辐射.可见,生长于高海拔地区的植物麻花艽虽然对UV-B辐射表现出诸多的生理适应特性,但依然不可避免地受到其损伤.     

不同小麦品种对UV-B辐射增强响应的生理特性差异

研究了大田条件下模拟增强UV-B辐射（500 KJ·m^-2,相当于昆明地区臭氧层减少20%）对10个小麦品种生理指标的影响以及小麦对UV B辐射响应的种内差异.结果表明,10个供试小麦品种中有6个品种的叶绿素含量显著下降,叶绿素a降低的程度大于叶绿素b,从而导致叶绿素a/b的比率下降.UV-B对小麦叶片内MDA和类黄酮的影响也具有种内差异,有5个品种的MDA含量显著上升, 2个品种的MDA含量显著下降;4个品种的类黄酮含量显著增加,2个品种的类黄酮含量显著减少.叶绿素和类黄酮含量变化与MDA含量均呈显著负相关关系,类黄酮与小麦UV-B抗性之间存在密切联系.     

滤减UV B辐射对烟叶可溶性蛋白、〖HJ*3〗〖HJ*2〗光合色素和类黄酮的影响

在云南玉溪烟区种植烤烟海拔最高(1806.0m)的通海县,通过盆栽烤烟K326试验,研究了在滤减自然的太阳UV-B辐射强度25%、50%和65%条件下,UV-B辐射对烟叶发育过程中可溶性蛋白、光合色素和类黄酮的影响。结果表明:随叶龄增加,可溶性蛋白含量下降,光合色素降解,类黄酮在老叶中积累,蛋白质在生理成熟期对UV-B辐射最敏感。与对照相比,减弱UV-B辐射处理降低了烟叶类黄酮和可溶性蛋白含量,但光合色素含量上升;较低的UV-B辐射降低了叶绿素的降解速度。结果从一侧面说明UV-B辐射对烟叶蛋白质的合成是有益的,类黄酮和叶绿素的变化是对UV-B辐射变化的适应性反应,类黄酮与蛋白质之间可能存在一定的偶联关系。     

增强UV-B辐射和氮对谷子叶光合色素及非酶促保护物质的影响

以谷子(Setaria italica(L)Beauv.)为对象,从拔节期开始持续给予低氮(1.875 mmol/L)和高氮(15 mmol/L)两种氮供应条件并从抽穗期开始进行26 d两种强度(4.29、7.12 kJ·m-2·d-1)的增强UV-B辐射处理,研究了谷子叶中光合色素含量、类黄酮含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化.结果表明:与高氮供应条件相比,低氮供应条件明显降低了谷子叶中光合色素含量但提高了类胡萝卜素/叶绿素含量比值;在开花期中段和灌浆期中段,高氮供应条件下谷子叶中光合色素含量对增强UV-B辐射比低氮供应条件下的谷子更敏感.从灌浆期开始到处理结束,两种影响因子对谷子叶中类黄酮含量均有显著影响,增强UV-B辐射导致谷子叶中类黄酮含量逐渐升高,且相同增强UV-B辐射强度下低氮供应条件下的谷子叶中类黄酮含量明显高于高氮供应条件下的谷子.谷子叶中PAL活性对两种影响因子的响应较类黄酮含量更加敏感,低氮供应条件使谷子叶中PAL活性明显提高.结合上述指标的相关性分析结果可知,低氮供应条件加强了处于繁殖期主要阶段的谷子叶中类黄酮的积累,并使谷子叶中的类胡萝卜素/叶绿素含量比值明显提高,进而有助于维持谷子叶中光合色素含量在增强UV-B辐射条件下的相对稳定性,对植株抵抗UV-B辐射伤害有利.     

芒果老叶在增强UV-B辐射处理下的损伤和保护反应

以‘台衣一号’芒果盆栽苗离体老叶为试材,研究增强UV—B辐射条件下芒果老叶的损伤和保护反应。结果表明：UV—B辐射处理使芒果叶片MDA含量和相对电导率升高、叶绿素含量和叶绿素a／b降低,表明叶片受到损伤,且随处理时间延长叶片损伤加重。UV—B辐射处理叶片可溶性蛋白含量、抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性、保护色素（类胡萝卜素、类黄酮）和还原型GSH含量显著高于对照叶片,UV—B辐射处理叶片维生素C含量显著低于对照叶片,表明增强UV—B辐射可诱导叶片细胞通过提高活性氧清除能力和积累保护色素而直接吸收部分UV—B辐射来提高抗增强UV—B辐射损伤的能力。     

Responses of the flavonoid pathway to UV-B radiation stress and the correlation with the lipid antioxidant characteristics in the desert plant Caryopteris mongolica

Caryopteris mongolica is a dwarf shrub mainly found in grassland and desert areas of north-west China, and which can survive severe environmental stress. This study aimed to assess the responses of the flavonoid pathway to UV-B radiation treatments and its correlation to the lipid peroxide and antioxidant systems in C. mongolica. In UV-B radiation experiments, plants were exposed to UV-B radiation treatments with a intensity of 30 J/s for 1, 4 and 24 h, respectively. A control group without UV-B radiation treatment was also used. The chlorophyll fluorescence parameters, contents of chlorophyll and carotenoid, levels of lipid peroxidation, activities of antioxidant system enzymes, accumulations of total flavonoids and anthocyanins, and activities of phenylalanine ammonialyase (PAL) and chalcone isomerase (CHI) under different UV-B radiation treatments were investigated. The correlations between products and key enzymes in the flavonoid pathway and the lipid peroxide and antioxidant systems were also analyzed. The results showed that chlorophyll fluorescence parameters decreased within 24 h of treatment. The chlorophyll contents decreased within 4 h and remained stable after 24 h. Carotenoid content significantly increased. The level of MDA, the activities of superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and peroxidase (POD) and the contents of total flavonoids and anthocyanidins increased, while catalase (CAT) activity decreased under UV-B stress. The activities of PAL and CHI also increased with the increased content of total flavonoids. The flavonoid products anthocyanidins had a significant positive correlation with MDA level, as well as the activities of antioxidant enzyme SOD. In conclusion, UV-B radiation induced the degradation of photosynthetic pigments and decreased photochemical efficiency of Photosystem II; increased the contents of MDA, total flavonoids and anthocyanidins; and also enhanced activities of antioxidant enzymes (SOD, APX and POD) and key enzymes (PAL and CHI) in the flavonoid pathway in C. mongolica. Thus, we speculate that the flavonoid pathway were involved in the regulation of stress resistance in C. mongolica.     

UV-B胁迫下NaHSO3对红芸豆叶片的保护作用

为了减轻UV-B辐射对植物叶片的伤害,本研究以离体红芸豆叶片为实验材料,通过外源施加NaHSO3的方法探讨了UV-B辐射下NaHSO3对离体红芸豆叶片的保护作用。结果表明：与未处理对照相比较,用0.5mmol·L^-1NaHSO3处理的离体红芸豆叶片表面褐色斑减少、边缘蜷曲及萎蔫程度降低;且能延缓叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的降低;使类黄酮含量升高;叶片中过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性升高,过氧化氢（H2O2）含量降低。进一步研究发现NaHSO3处理能明显延缓PSⅡ原初光能转换效率的降低;增强PSⅡ的电子传递能力,减少叶绿体内有害自由基的产生,减缓叶绿体内光合机构遭受破坏的程度。以上结果表明NaHSO3可能通过提高POD和APX的活性、降低自由基产生及保护光合色素等来实现UV-B胁迫下对红芸豆叶片的保护作用。     

UV-B 胁迫下NaHSO3 对红芸豆叶片的保护作用

为了减轻UV-B辐射对植物叶片的伤害, 本研究以离体红芸豆叶片为实验材料, 通过外源施加NaHSO3的方法探讨了UV-B辐射下NaHSO3 对离体红芸豆叶片的保护作用。结果表明：与未处理对照相比较, 用0.5 mmol.L-1 NaHSO3处理的离体红芸豆叶片表面褐色斑减少、边缘蜷曲及萎蔫程度降低;且能延缓叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的降低;使类黄酮含量升高; 叶片中过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性升高, 过氧化氢(H2O2)含量降低。进一步研究发现NaHSO3处理能明显延缓PSⅡ原初光能转换效率的降低;增强PSⅡ的电子传递能力, 减少叶绿体内有害自由基的产生, 减缓叶绿体内光合机构遭受破坏的程度。以上结果表明NaHSO3可能通过提高POD和APX的活性、降低自由基产生及保护光合色素等来实现UV-B胁迫下对红芸豆叶片的保护作用。     

云杉种子萌发和幼苗生长对气候变暖与UV B辐射增强的响应

采用开顶式有机玻璃罩(OTCs)及紫外灯分别模拟气候变暖和UV-B增强,对位于气候变暖和UV-B增强突出的青藏高原东缘的高山峡谷地云杉种子萌发、幼苗生长和光合色素含量的变化进行测定分析,探讨云杉对气候变暖和UV-B增强的响应机理。结果显示:(1)UV-B辐射增强对云杉种子萌发无显著影响,但显著抑制萌发幼苗的生长、降低其针叶叶绿素含量,并造成幼苗大量死亡(P<0.05)。(2)气候变暖使云杉种子提前萌发,并提高了发芽势、发芽率和发芽指数,促进幼苗生长和叶绿素的积累,显著降低幼苗死亡率(P<0.05)。(3)气候变暖缓解了UV-B增强对云杉萌发幼苗生长和叶绿素含量的抑制作用,并降低了UV-B胁迫下幼苗的死亡率。研究表明,在未来气候变暖和UV-B辐射增强同时存在时,气候变暖能够在一定程度上缓解UV-B增强对云杉林早期更新带来的抑制作用。     

长期增强UV-B辐射对高寒草甸植物光合速率和抗氧化系统的影响

研究了在野外自然条件下,长期增强UV-B辐射对高寒草甸3种典型植物矮嵩草（Kobresia humilis）、垂穗披碱草（Elymus nutans）和钉柱委陵菜（Potentilla saundersiana）光合放氧速率、光合色素和抗氧化系统的影响。结果表明：长期增强UV-B辐射对3种植物的净光合速率没有明显影响。增强UV-B辐射下,3种植物的叶绿素含量变化不同,Chla／b值,类胡萝卜素（Car）含量,Car／Chl值与对照相比都有升高,说明植物叶片的光合能力、吸收紫外线的能力增强以及忍受逆境能力均有增强,从而产生光保护,有利于光合作用正常进行。由于3种植物膜脂过氧化程度的不同及SOD活性的普遍抑制,植物经受了氧化胁迫。垂穗披碱草叶片GSH含量显著七升,矮嵩草的形态矮小及钉柱委陵菜GSH含量与POD活性显著上升,都能减轻它们所经受的氧化胁迫,使光合器官免受损伤。所以,这些保护性色素的积累和抗氧化系统内部的协同作用可能是高寒草甸植物光合作用正常进行的重要原因。