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。     

三角褐指藻和小角毛藻对UV-B辐射增强的生理生化响应

通过实验生态学和生物化学的方法,研究了UV-B辐射对三角褐指藻和小角毛藻的生长、叶绿素a、类胡萝卜素、丙二醛、可溶性蛋白含量和抗氧化物酶活性的影响。结果表明:(1) UV-B辐射增强抑制了2种微藻的生长,低剂量(0.75J/m²)UV-B辐射对三角褐指藻的生长具有一定刺激作用。(2) 三角褐指藻的叶绿素a含量随辐射剂量的增加先上升后下降,小角毛藻chl-a含量缓慢下降。2种微藻MDA含量随UV-B辐射剂量的增加而升高。(3) 随着辐射剂量的增加,三角褐指藻可溶性蛋白含量先稍有升高后较快下降。小角毛藻可溶性蛋白含量始终呈下降趋势。(4) UV-B辐射增强使2种微藻的SOD 、POD和CAT活性先升高后下降,小角毛藻的酶活性变化相对稳定。     

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。     

UV-B辐射对报春花的生理生化效应

通过室内模拟试验,研究不同强度的UV-B辐射(10μW/cm2和20μW/cm2)对报春花生理代谢的影响,结果表明:(1)增强UV-B辐射下,报春花叶片叶绿素含量降低,且随UV-B辐射时间的延长,降低程度加大;(2)随UV-B辐射强度的增加,叶片质膜透性增加;(3)叶片类黄酮含量随着UV-B辐射强度的增加而增加,在辐射至40 d时,叶片类黄酮含量达到最大值;(4)增强UV-B辐射下,报春花花瓣中花青素含量增加.     

UV-B辐射对雨生红球藻光合特性和虾青素含量的影响及其响应

实验研究了不同强度的UV-B(280-320 nm)辐射对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的光合活性、生物量、色素含量、活性氧(ROS)含量和抗氧化酶活性等的影响, 以探讨利用UV-B辐射诱导虾青素生物合成增强的可能性。结果发现, 经UV-B辐射处理后,雨生红球藻的光合活性降低、生物量增长被抑制。UV-B辐射对叶绿素影响不大, 但会改变细胞的类胡萝卜素和虾青素含量:0.1和0.3 W/m2强度的UV-B辐射使细胞中的这两种色素含量升高, 0.5 W/m2组的色素含量短暂升高后恢复到对照水平。中低强度的UV-B可以促进雨生红球藻单细胞虾青素含量的增加, 但由于其对细胞生长的抑制作用, 并不能使虾青素大量积累。随辐射时间延长, 细胞内ROS含量未明显增加,但抗氧化酶(过氧化氢酶和超氧化物歧化酶)活性下降, 雨生红球藻可能主要依靠虾青素来淬灭ROS。以上结果表明, UV-B辐射对雨生红球藻的主要生理生化过程有抑制作用, UV-B辐射既可以诱导虾青素的合成又会消耗一部分虾青素, 对虾青素含量的影响与其强度有关, 而利用虾青素来清除细胞内的ROS可能是雨生红球藻抵御这种不利环境条件的最重要的途径。       

云南报春花SOD、POD酶量月际性变化与UV-B辐射关系的研究

利用低纬高原地区获得部分不同地区紫外辐射观测资料,研究不同地区紫外辐射月际性差异引起云南报春花SOD、POD酶量的差异变化,探讨在自然环境条件下,UV-B辐射对植物体内SOD、POD的影响。结果表明: (1)在低纬高原地区UV-B辐射强度变化具有特殊性和复杂性;(2)当报春花处于幼苗生长期(2月)时,UV-B辐射强度小,SOD、POD活性表现较弱;进入生长旺盛期和开花期(3月、4月),UV-B辐射增强,此时SOD、POD活性也随之增强;进入衰老期(5月),而UV-B继续增强,植物SOD、POD酶活性下降。     

UV-B辐射对番茄幼苗品质的影响

以不同品种番茄为试材,采用二次饱和-D最优设计,研究了UV-B辐射对番茄幼苗生长的影响,建立了生长量及壮苗指数与UV-B辐射强度和时间之间的数学模型,探讨了UV-B的生物学效应。结果表明:UV-B辐射显著改变了番茄幼苗的生长特性,且不同品种对UV-B辐射的响应较为一致;经模型解析表明,随UV-B辐射强度或时间的增加,番茄幼苗株高降低,而茎粗、根茎叶干物质量及壮苗指数则先升高后降低;辐射强度与时间存在显著的互作效应,UV-B辐射强度对株高的影响大于辐射时间,而对茎粗及壮苗指数的效应则相反;经模拟运算,培育壮苗的适宜UV-B辐射强度为14.5~25.6μW·cm-2,辐射时间为4.1~5.8 h·d-1。     

UV-B对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响

以雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)为材料,研究不同强度的UV-B对雨生红球藻生长、光合作用及虾青素积累的影响和其作用机理。设置5种紫外线强度,分别在正常光照培养条件下补充不同强度UVB(100—500 lx),标记为CK、U100、U200、U300、U400和U500六组。结果表明,经UV-B辐射后雨生红球藻细胞密度、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、非光化学淬灭系数(NPQ)和叶绿素(Chl.a和Chl.b)含量等均呈现下降趋势,且与辐射强度相关。相反,虾青素含量在100—400 lx强度下随UV-B辐射强度的增加而升高。与对照相比,高强度UV-B辐射(U400)36h和72h后藻细胞虾青素含量分别提高了35.68%和56.23%,达到5.82和7.06 mg/L。qRT-PCR检测发现雨生红球藻虾青素合成关键酶基因(IPI、PSY、BCH和BKT)的表达量随紫外辐射强度和辐射时间的增加均有不同程度升高。UV-B辐射亦调控紫外光受体UVR8及其信号转导通路核心元件(COP1、SPA1、HYH和HY5)的基因表...     

UV-B辐射增强对三种赤潮微藻DNA的伤害效应

运用生态毒理学和生物化学方法研究了UV-B辐射增强对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻DNA的伤害作用.结果表明,3种赤潮微藻的生长状况对UV-B辐射增强的敏感性不同;对UV-B辐射增强的敏感性由高到低依次是赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻.随着UV-B辐射剂量的增加,3种赤潮微藻的DNA损伤程度提高,而且赤潮异弯藻DNA的损伤程度明显高于亚历山大藻和中肋骨条藻,亚历山大藻DNA的伤害程度又远远高于中肋骨条藻.UV-B辐射处理解除后,损伤DNA可明显恢复.赤潮异湾藻和亚历山大藻恢复培养6d,损伤DNA可明显恢复(P＜0.05);而中肋骨条藻恢复培养3d,损伤DNA可明显恢复(P＜0.05),说明3种赤潮微藻的DNA损伤水平不适合作为指示UV-B辐射增强的生物学指标.     

UV-B辐射增强对海洋大型藻与微型藻种群生长关系的影响

选用孔石莼和青岛大扁藻为海洋大型藻和微型藻的代表,通过室内添加模拟试验研究了UV-B辐射增强对孔石莼(重量固定)与青岛大扁藻(密度不同)种群生长关系的影响。结果表明:(1)在单养情况下,4个UV-B辐射剂量都对孔石莼的生长产生抑制作用;对青岛大扁藻生长的影响却不同,低剂量(U-1)的UV-B辐射对青岛大扁藻的生长有促进作用,而高剂量的UV-B辐射则有显著的抑制作用;且因初始接种密度不同而各异。(2)在共养情况下,微藻对孔石莼的生长表现出一定的抑制作用,随着微藻初始接种密度的增加,其抑制作用亦增加;反之,在共培养的初始阶段(6 d内)孔石莼对微藻的生长也有抑制作用,但后期阶段(9 d后)表现出促进作用。(3)在共培养的同时附加UV-B辐射处理,随着初始接种密度的增加,青岛大扁藻对孔石莼生长的抑制作用更加明显;同时,与共养相比较,孔石莼对微藻生长的抑制作用亦趋于明显。     

增强UV-B辐射对柚树苗生长和生理特性效应研究

增强的UV-B辐射明显降低柚树苗的株高,叶面积,比叶面积,增加叶片厚度和叶肉密度.柚树苗叶片叶绿素,可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性降低,可溶性糖含量上升.不同品种柚苗对UV-B辐射反应存在差异,酸柚抗性较强.经UV-B增强处理后,叶片Pn值下降,Rd先上升后恢复原有水平.Fv/Fm,ΦPSⅡ,qP均有不同程度的降低,而qN和KD升高,表明增强UV-B导致PSⅡ失活,PSⅡ原初光化学效率、开放PSⅡ中心数目和非环式电子传递效率下降.部分激发能通过非光化学荧光猝灭形式耗散.UV-B辐射使叶片膜脂过氧化产物MDA含量大幅度上升.SOD和APX活性在处理初期提高,随后下降,初步推测:增强UV-B辐射诱导膜脂过氧化作用,攻击光合作用中心靶点并导致PSⅡ失活,进而降低植物光合能力和物质代谢强度,最终导致柚树苗生长受到抑制.     

增补UV-B辐射对菥蓂生理特性及次生代谢产物的影响

为了解药用植物菥蓂(Thlaspi arvense)在紫外线(UV-B)辐射增强下生长及响应规律,以2月龄菥蓂幼苗为研究对象,在自然光照基础上人工增补3.26μW·cm^-2(T1)和9.78μW·cm^-2(T2)2种不同辐射强度处理,以自然光照下生长的菥蓂幼苗为对照,研究菥蓂幼苗中光合指标和叶绿素荧光参数、光合色素(叶绿素a和b)含量、渗透调节物质(丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化氢酶)活性和总黄酮、总酚和黑芥子苷等次生代谢产物含量对不同UV-B辐射强度的响应。结果表明：2种辐射强度下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳摩尔分数、最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)均随辐射强度增大而降低;叶绿素a和叶绿素b、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等渗透调节物质、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过...     

增强UV-B辐射与不同水平氮素对谷子（Setaria italica (L.) Beauv.） 叶片保护物质及保护酶的影响

研究了生长在1.875 mmol·L-1和15 mmol·L-1硝态氮素水平条件下的谷子(Setaria italica(L.)Beauv.)开花期间在进行强度为7.12 kJ·m-2.d-1增强UV.B辐射处理时叶片类黄酮含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和保护酶活性变化差异.主要结果表明在开花期无论是否进行增强UV-B辐射处理,较低水平氮素均比较高水平氮素更有利于提高谷子叶片PAL活性;叶片类黄酮含量除在进行增强UV-B处理时较低氮素条件下生长的谷子在开花末期显著高于较高氮素条件下生长的谷子外,受氮素水平影响不甚明显.而在开花期不进行与进行增强UV-B辐射处理,氮素水平对叶片保护酶的影响有所差异:不进行增强UV-B辐射处理,整个开花期氮素水平对谷子叶片SOD活性有显著影响而对ASP活性无显著影响,对CAT和POD活性则在开花期部分阶段有显著影响.进行增强UV-B辐射处理,整个开花期氮素水平对谷子叶片SOD与CAT活性有显著影响而对ASP、POD活性影响不显著.     

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.     

增强UV-B辐射对麻花艽叶片的抗氧化酶的影响

以青藏高原的特有植物麻花艽为材料,研究麻花艽叶片抗氧化酶系统对增强UV-B辐射的响应。结果表明：在UV-B处理初期,麻花艽叶片SOD、POD的酶活性都能增加,但随着处理时间的延长,SOD、POD的活性呈现下降趋势。麻花艽叶片CAT的酶活性在UVB处理后下降明显,但作为清除叶绿体中H2O2的关键酶AP的酶活性表现为明显地增加趋势,说明在对麻花艽叶片增强UV-B辐射反应中AP起有着重要作用。MDA的含量随UV-B处理时间延长而增加,表明UV-B降低了细胞内活性氧自由基的清除能力,膜脂过氧化作用加剧,导致了对麻花艽叶片的伤害效应。     

UV-B增加对玉米花粉抗氧化能力及授粉后籽粒发育的影响

在玉米散粉期,收集花粉进行UV-B辐射增强处理后进行人工授粉研究,结果表明,随着UV-B辐射时间的增加,玉米花粉的SOD、POD和CAT活性都呈明显下降的趋势,而MDA含量则呈相应上升的趋势;玉米每穗粒数与花粉抗氧化酶活性呈正相关、与MDA含量呈负相关关系,并随UV-B辐射时间延长呈下降趋势,且辐射超过2h后下降达到显著水平;玉米百粒重随UV-B辐射时间的延长明显下降,但辐射花粉1~2h对其无显著影响;UV-B辐射花粉对籽粒的可溶性糖、淀粉、脂肪及粗蛋白含量等营养成分无显著影响。     

田间增加紫外线（UV）辐射对大豆幼苗生长和光合作用的影响

 两个增加的UV(UV-AB,280～400nm)辐射强度分别相当于大气臭氧减少3.6％和5.1％时增加的UV-B辐射。UV辐射增强明显降低大豆的株高、叶面积、干重、水分含量和叶绿素含量,大豆生长受抑程度随人工UV光源照射时间和强度增加而增强,是增加UV辐射剂量的累积效应,叶绿素b的降幅大于叶绿素a,表明UV辐射对大豆幼苗捕光色素的破坏较严重。同时,增加UV辐射还使大豆幼苗的表观光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度下降,作用效果与辐射强度正相关。与生长等比较,UV辐射条件下,冠／根比值减少幅度不大。分析认为,大豆幼苗生长和光合能力的下降可以使植物避免或减轻UV辐射的进一步伤害,对植物适应UV辐射有利。     

UV-B辐射增强对土生对齿藓(Didymodon vinealis)结皮生理代谢及光系统相关蛋白表达的影响

以中国科学院沙坡头沙漠试验研究站人工固沙植被区的土生对齿藓(Didymodon vinealis(Brid.) Zand.)结皮为试验材料,通过室内模拟UV-B 4个辐射强度[2.75(对照)、3.08、3.25和3.41 W·m-2]的处理,研究了UV-B辐射增强对土生对齿藓结皮生理代谢及光系统相关蛋白表达的影响.结果表明:随着UV-B辐射强度增加,丙二醛(MDA)含量呈增加趋势;叶绿素a荧光诱导动力学参数、可溶性蛋白质及类囊体膜蛋白表达量随着辐射强度的增加而降低,且与辐射强度呈反比.模拟UV-B辐射增强促进了土生对齿藓结皮活性氧的代谢速率,导致了膜脂过氧化,可溶性蛋白质含量减少,进而降低PSII反应中心活性,最终导致光合作用能力下降,这一结果对于进一步理解生物土壤结皮对UV-B辐射的响应机制,探索应用生物土壤结皮进行荒漠化治理具有重要的理论与实践意义.     

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。     

肋果沙棘幼苗抗氧化酶系统及总黄酮对UV-B辐射增强的响应

该文以青藏高原特有木本植物肋果沙棘为材料,在62μW·cm-2的UV-B辐射强度下,分别测定处理了0～6 d幼苗叶片的氧化损伤程度、抗氧化系统酶活性和总黄酮含量及其抗氧化活性,以探究肋果沙棘对UV-B辐射的生理生态响应机制。结果表明:随UV-B辐射时间的增加,肋果沙棘幼苗过氧化氢含量(H2O2)和膜脂过氧化产物(MDA)显著增加;抗氧化系统酶中过氧化氢酶(CAT)活性显著升高;过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性呈先降后升的趋势,且活性均显著低于对照,超氧化物歧化酶(SOD)活性无明显变化;总黄酮含量随辐射时间的积累显著增加,作为非酶抗氧化物质的总黄酮对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)的清除率与其含量变化具有显著正相关关系。综上结果表明,肋果沙棘幼苗在抵御该辐射产生的氧化损伤中,通过提高CAT活性及增加总黄酮含量来抵御辐射造成的氧化损伤。