生物超弱发光研究

生物超弱发光是自然界普遍在的一种生命现象。本文概述了近年来生物超弱发光研究的进展,探讨了生物超弱发光在医学和农业上应用的可能性,并提出了该领域有待深入研究的问题。     

生物超微弱发光的两维探测

本文介绍了自行研制的二套系统及其应用。1．高灵敏荧光显微镜系统,该系统探测灵敏度达到10－6lx量级,比普通CCD系统提高了104倍,系统用宽量程照度计对微弱光成象性能进行了标定,在给出细胞荧光图象的同时,可以给出每一象元的发光强度,并可给出视觉更易分辨的光强的三维显示和伪彩色图象。在该系统上得到了分红菌甲素在Hela细胞中的分布图象,Hela细胞加入竹红菌甲素后的光照损伤及抗氧化剂维生素E等对细胞的保护图象。2．光子计数成象系统,该系统灵敏度达10-8lx量级,可探测到单个光子及其分布,在其上得到了绿豆芽,树叶,昆明鼠,人手及手指的超微弱发光的光子图象,并用统计理论进行了信号检验。     

生物超弱发光及其应用研究概述

生物超弱发光是生物物理中光生物学的重要内容之一,自１９２３年以来,人们已进行了大量研究。本文评述了生物超弱发光的机理、测量和理化影响因素,总结了生物超弱发光在我国农业和医学中的应用研究,并对初步展望了生物超弱发光的未来研究方向。     

绿豆和花生的超弱发光

对黄化绿豆幼苗先形态建成过程的超弱发光图象（延迟发光）的初步观察发现：见光培养40min后的绿豆幼苗即可探测到明显的延迟发光;见光时间越长,光诱导的延迟发光强度也越强。从绿豆和花生幼苗的趋弱发光图象来看,生长健壮的幼苗发光较强。其中茎尖和新生幼叶的延迟发光最强,上胚轴、子叶和下胚轴弯钩较强,下胚轴伸长部分次之,根部发光最弱。从不同发育阶段叶片的超弱发光图象来看,光合作用较强、新陈代谢旺盛的成熟叶片的超弱发光较强;光合作用和其它代谢过程相对较弱的叶片（伸展叶、老叶和幼叶）,其超弱发光强度相应较弱。而叶绿素提取液和失活绿叶观测不到超弱发光。此外,对超弱发光光谱的初步研究表明它很可能来自光合作用中叶绿素的发光。这些都暗示,植物的（诱导）超弱发光与光形态建成和光合作用等生长代谢过程密切相关。     

白菜叶绿体的超弱发光机理初探

从先前对黄化绿豆幼苗光形态建成过程和花生叶片不同发育阶段的超弱发光 (ＵＢＥ)图象的初步观察结果来看 ,植物的 (诱导 )超弱发光与光形态建成和光合作用等生长代谢过程密切相关 (李德红等 ,1998)。我们在此工作的基础上 ,利用自行研制的超弱发光图象探测系统对叶绿体的超弱 (延迟 )发光进行了研究 ,并初步探讨了温度和某些化学试剂对叶绿体超弱发光的影响。实验材料选用白菜 (ＢｒａｓｓｉｃａｐｅｋｉｎｅｎｓｉｓＲｕｐｒ .)叶片 ,按通常的方法分离纯化叶绿体 ,经相应处理后分别装于比色皿中 ,按前文的方法观测其超弱发光。叶绿体无论…     

甘蔗叶片超弱发光和叶绿素含量、单茎重的关系研究

本试验测定了不同甘蔗品种＋1片叶在幼苗期,分蘖期,伸长期的超弱发光强度（UBE）情况,并且研究了伸长初期叶片的超弱发光与单茎重呈明显的相关关系,而与叶绿素含量不存在显著的相关性。     

玉米果穗超弱发光特性的研究

玉米果穗的超弱发光特性与籽粒成熟度及籽粒着生部位有关。随着成熟时水分的散失和干物质的积累,发光由强到弱,成熟期为发光最低值。超弱发光可反映出玉米籽粒营养物质的转化动态。试验证明玉米果穗不同发育阶段的生理代谢与超弱发光密切相关。     

绿豆和花生的超弱发光

对黄化绿豆幼苗光形态建成过程的超弱发光图象的初步观察发现：见光培养４０ｍｉｎ后绿豆幼苗即可探测到明显的延迟发光;见光时间越长,光诱导的延迟发光强度也越强。从绿豆和花生幼苗的超弱发光图象来看,生长健壮的幼苗发光较强。其中茎尖和新生幼叶的延迟发光最强,上胚轴,子叶和一胚轴钩较强,下胚轴伸长部分次之,根部发光最弱。     

盐胁迫下豌豆幼苗的超弱发光

通过钠盐对豌豆 (pisumsativum)萌发时超弱发光影响的比较研究表明 ,在等渗条件下豌豆幼苗受激发光强度顺序为Na2 CO3 >NaCl>Na2 SO4 ;Na2 CO3 盐胁迫对植物的伤害程度高于其他盐类 ;多盐比单盐存在时的毒害小 ,受激发光作用降低。利用超弱发光方法 ,可以分析盐害对植物的作用 ,进一步搞清胁迫条件下植物生理反应的变化规律。     

利用生物超弱发光鉴定抗旱性的小麦品种初探

早期L.Coli(1954)等人探测了许多植物自身发出的超弱发光,随后又发表了许多这方面的研究。近年来生物超弱发光作为一种重要研究手段在植物学领域展示了广阔的应用前景。其依据是植物在代谢活动中,任何生成或消耗利用ATP、NAD(H_2)、NADP(H_2)和FMNH_2的反应均可导致一部分代谢能以光子形式释放出来。因此,可将生物超弱发光值作为植物体内物质代谢和能量转化活动的一项指标。     

不同类型植物种子在萌发期的超弱发光研究

小麦、红小豆、绿豆及早熟禾种子萌发期超弱发光有各自的发光曲线,可以反映不同物种萌发时期的代谢变化。进一步分析表明：种苗根部发光强,胚芽（子叶）及种皮（胚乳）发光次之;逆境条件下植物发光降低;氧化剂可使植物萌发时发光有不同程度的增强。     

水稻籽粒灌浆过程中超弱发光特性的研究

本实验对水稻籽粒灌浆过程中不同时期籽粒进行了超弱发光测定。实验结果表明：在整个灌浆过程中单粒发光量呈单峰曲线,在籽粒全部充实并且颜色由青转黄时,发光量最大;发光强度呈递减趋势;运用该技术有可能进行水稻不同品种间的比较和品种灌浆力强弱的筛选。     

绿豆幼苗的超弱发光规律及盐胁迫下的变化

为了研究绿豆幼苗的超弱发光规律及盐胁迫对其的影响和改变,本研究首次采用以EMCCD(电子倍增式CCD)为主的、自行搭建的超弱光图像探测系统,以豫绿2号绿豆为实验材料,检测了绿豆幼苗的自发超弱发光以及在盐胁迫下的改变情况。结果发现:绿豆幼苗自发发光的强度远小于延迟发光的强度,不同的盐胁迫时间对延迟发光强度和自发发光强度的影响各不相同,故可以用延迟发光强度的变化来表征盐胁迫对植物的伤害程度。实验数据的统计结果表明:盐胁迫下绿豆幼苗的发光强度-时间曲线遵循指数衰减规律,说明生物光子具有一定的相干性。本文结果将为农田实时监测植物盐胁迫生理状况提供一种新的光子学手段。     

超弱发光技术在植物逆境生理研究中的应用

文章介绍超弱发光的检测原理和方法,以及这项技术在植物遭受干旱、温度、盐及金属离子胁迫和衰老过程中自发的超弱发光及其生理机制研究中的应用进展,并指出了这一技术在植物逆境生理研究中存在的问题和今后的研究思路。     

杏花开放过程中超弱发光和ATP及活性氧含量的变化

以巴旦水杏 (Prunus armeniaca,Ameniacavulgaris Lam.)为试验材料,研究了杏花开放过程中花朵的超弱发光(ultraweak 1 uminescence,UWL)变化及其与ATP含量、呼吸速率、活性氧产生速率等的关系.结果表明,杏花开放的前半期(盛花期以前),超氧自由基产生速率与丙二醛含量变化平缓,UWL、ATP含量、呼吸速率及蛋白质含量呈上升趋势.盛花期过后,呼吸速率、蛋白质和ATP含量迅速降低,UWL强度缓慢下降,而超氧自由基的产生速率与丙二醛含量迅速升高.分析后认为,杏花的超微弱发光与以ATP含量为标志的能量水平密切相关,同时也受体内活性氧及其它物质代谢的影响;盛花期以前ATP可能是导致UWL升高的主要因素,盛花期过后,活性氧可能对花体的UWL变化起了部分的调节作用.     

水分胁迫下苹果幼苗超弱发光及一些生理特性的变化

以苹果属八棱海棠和平邑田茶当年实生幼苗为试材,研究了在用15％ PEG 6000溶液模拟干旱处理条件下幼苗的超弱发光(ultraweak luminescence,UWL)及ATP含量、呼吸与活性氧(O2^-)产生速率等一些生理特性的变化。结果表明,随水分胁迫时间的延长,幼苗的UWL、ATP含量、蛋白质含量均呈下降趋势,呼吸速率先升后降,而丙二醛(MDA)含量与O2^-的产生速率呈明显上升趋势。品种间各指标比较表明,八棱海棠比平邑田茶具有较强的抗水分胁迫能力,UWL反映幼苗品种抗旱性结果与用其它生理指标测定的结果一致。分析认为,幼苗UWL强度没有随胁迫下氧自由基的增加而增加,说明活性氧不是导致UWL的唯一原因。苹果幼苗UWL的变化是受环境及体内代谢等多种因素的影响,并且与其自身的生长与代谢活性更密切。     

大豆、小麦、玉米的超弱发光与干旱条件下种子萌发的关系

本文在模拟干旱的条件下研究了几种作物超弱发光的变化。大豆、小麦、玉米种子在蒸馏水中萌发时发光强度高于蔗糖处理时的发光强度(P＜0.05);同种作物不同品种的种子在蔗糖溶液中萌发时发光强度表现出差异;用蒸馏水和蔗糖分别处理不同抗旱性的品种,则呈现与抗性有关的发光现象。     

肥城佛桃果实软化过程中的超弱发光及其与乙烯释放的关系

无论在室温还是低温条件下,肥城佛桃(Prunus persica cv.Fei-Cheng)果实在衰老软化过程中超弱发光均有明显的高峰出现,其出现时间与乙烯释放速率峰值相一致。乙烯合成抑制剂2-氨基乙氧基乙烯甘氨酸(2-aminoethoxyvinylglycine,AVG)与乙烯利(ethrel,化学名称2-氯乙基膦酸)处理结果显示,果实超弱发光并不随乙烯释放速率的增减而定量变化,说明果实乙烯释放与超弱发光变化没有直接的因果关系,超弱发光高峰的出现可能是果实衰老软化过程中代谢活跃的反映。     

成熟小麦抗穗发芽能力与超弱发光关系的研究

生物体的超弱发光表现与其本身的生理活动密切相关,利用超弱发光为指标,测定和比较了小麦不同品种在成熟时抗穗发芽的能力．为其进一步应用,解决农业实际问题提供方法和依据．     

生物超微弱发光

萤火虫发光是一种广为人知的生物发光现象。自然界中能够发光的生物成千上万,不胜枚举:在海洋中有造成“海火”奇观的发光浮游生物;在森林里有晶莹闪烁的发光蘑菇;在草地上有发光的软体动物;在空中有形形色色的发光昆虫。这些发光生物都有一个共同的特点,它们所发出的光都...