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。     

增强UV—B辐射对小麦细胞有丝分裂影响机制的探讨

采用10.08 kJ/m2.d辐射剂量的UV-B辐照处理＂晋麦8号＂冬小麦种子,待根尖生长至1 cm～2cm长时,对小麦根尖细胞的有丝分裂率以及各类异常分裂现象进行了研究,并进一步探讨了产生异常分裂的细胞生物学机理.结果表明：增强的UV-B辐照能抑制小麦细胞有丝分裂的发生频率,并可诱导小麦根尖细胞产生游离染色体、落后染色体、染色体桥（包括单桥、双桥和三桥染色体）、不均等分裂以及微核染色体等畸变现象.另外,在增强UV-B辐射处理后的细胞中还深入研究了新型的异常分裂现象-分束分裂,表现为染色体在细胞有丝分裂后期产生三束、四束、六束和七束等染色体束,且均具有一定的发生频率,分别为0.073%、0.153%、0.053%和0.060%.而在对照组小麦细胞中没有发现分束分裂现象的发生.同时,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测和激光共聚焦扫描显微镜观察发现,与CK组相比,分束分裂细胞中.微管蛋白的组成和微管骨架的形态结构均发生了变化.因此,推测分束分裂现象的发生可能与增强UV-B辐射导致细胞骨架微管系统损伤有关.     

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.     

增强UV-B及He-Ne激光对小麦幼苗"翘根"现象的诱导与修复机制

采用He-Ne激光(5 mW.mm-2)辐照方法,对增强UV-B(10.08 kJ.m-2.d-1)辐射小麦‘93-4736’幼苗损伤进行修复研究。结果表明:增强UV-B辐射导致小麦根细胞有丝分裂减弱,降低根尖吲哚乙酸氧化酶活性,增加根弯曲部位H 外流,引起小麦“翘根”现象。而He-Ne激光辐照处理增强UV-B辐射后的小麦,可增加根尖吲哚乙酸氧化酶活性,减少根弯曲部位H 外流,减轻“翘根”现象的发生。说明增强UV-B辐射对小麦根尖生长素的影响是造成小麦“翘根”现象形成的重要原因之一,He-Ne激光对增强UV-B辐射造成的小麦“翘根”损伤有一定程度的修复作用。     

增强UV-B辐射对小麦根尖分裂期细胞肌动蛋白的影响

以增强UV-B（10．08kJ·m^-2·d^-1）辐射后的小麦根尖细胞为材料,异硫氰酸荧光素标记的鬼笔环肽（FITC-Ph）为探针,利用激光共聚焦扫描显微镜,观察分析小麦根尖分裂期细胞肌动蛋白在分裂周期的分布及形态变化。结果表明：uV-B辐射处理后,问期细胞肌动蛋白纤丝排列紊乱;前期细胞周质中肌动蛋白纤丝变为短的片段,点状荧光随机分布在周质;中期细胞荧光强度明显减弱,明亮的肌动蛋白片段消失,点状荧光消失;有丝分裂后期到末期,成膜体区域肌动蛋白纤丝或成弥散状或完全消失,且出现落后染色体、染色体桥、不均等分裂及三束分裂等染色体畸变类型和异常分裂现象。     

增强UV-B辐射对小麦TaRAN1蛋白分布与定位的影响

以增强UV-B(10.08 kJ.m-2.d-1)辐射后的小麦根尖细胞为材料,采用间接免疫荧光标记技术,利用激光共聚焦扫描显微镜,观察分析小麦根尖分裂期细胞Ran蛋白在分裂周期的分布及形态变化。研究结果显示,正常细胞中,Ran蛋白在细胞分裂间期主要定位于核膜周边,在后期定位于赤道板上和纺锤体上,末期又回到子细胞核膜周边;增强UV-B辐射处理后,在细胞分裂间期和前期有点状荧光分布在核膜的周围;中期和后期点状荧光分布在细胞质中;在末期部分点状荧光又回到核膜的周围,部分仍分散在核内,且出现落后染色体、染色体桥、不均等分裂等染色体畸变类型和异常分裂现象。     

增强UV-B辐射对小麦根尖细胞游离钙离子分布的影响

以小麦根尖为材料,利用低温装载法在根尖细胞中成功地装载了酯化形式的钙离子荧光指示剂fluo-3/AM,利用激光共聚焦显微技术检测了增强UV-B辐射后小麦根尖细胞内游离钙离子荧光强度的分布,并对胞质内游离钙离子浓度进行了测定.结果表明:(1)对照组小麦根尖细胞内钙离子荧光主要分布于细胞胞质周缘;而经UV-B辐射处理后,细胞内钙离子荧光不仅分布在胞质周缘,且在细胞壁与胞间隙可观察到大量钙离子荧光.(2)对单个细胞内钙离子荧光强度进行测定,发现UV-B处理使细胞胞质内游离钙离子浓度明显升高.     

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.     

增强UV-B辐射对小麦叶肉细胞核内F-actin的影响

以增强紫外线B(UV-B)处理的小麦幼苗叶肉细胞核为材料,以异硫氰酸荧光素标记鬼笔环肽(FITC-Ph)荧光标记后,利用流式细胞仪以及激光共聚焦显微镜,对核内肌动蛋白丝(F-actin)进行研究。结果表明:小麦细胞核内确实存在F-actin; 以FITC-Ph标记后用流式细胞仪检测显示,以10.08 kJ·m^-2·d^-1增强的UV-B处理后的小麦叶片细胞核内F-actin的含量升高; 激光共聚焦技术显示细胞核内F-actin的分布,发现小麦叶肉细胞核核仁处F-actin含量较高。推测可能是增强UV-B辐射导致细胞质内F-actin骨架断裂进入细胞核。究其具体作用还待进一步研究,该研究推测其与“分束分裂”有关。     

增强UV-B辐射对小麦叶肉细胞原生质体微丝骨架的影响

以增强UV-B（10.08 kJ/m2.d）辐射后的小麦幼苗叶肉细胞原生质体为材料,异硫氰酸荧光素标记的鬼笔环肽（FITC-Ph）为探针,利用激光共聚焦扫描显微镜,观察分析小麦叶肉细胞原生质体中微丝骨架的分布及形态变化。结果表明对照组中,叶肉细胞原生质体微丝呈现网状或平行状随机排列,形态上表现为纤维状结构。增强UV-B辐射处理后,原生质体中微丝的密集分布遭到破坏,纤丝状微丝消失,聚集成束,或呈点状、碎片状分布。     

慈姑根尖细胞微管骨架的免疫荧光观察

分别用考马斯亮蓝染色和间接免疫荧光标记,并运用荧光倒置显微镜和激光共聚焦显微镜,对慈姑根尖固定后酶解获得的去壁细胞和细胞团块以及根尖细胞分裂周期中微管骨架列阵进行详细观察,以探索高等植物微管周期的普遍性。结果表明:慈姑根尖固定后酶解可获得大量结构完整的去壁细胞与细胞团块;考马斯亮蓝染色观察可见,慈姑根尖细胞中丰富的蛋白物质以及处于不同分裂期的细胞核染色体;免疫荧光观察可见,慈姑根尖细胞周期中微管骨架保存较好,主要有周质微管、早前期带微管、纺缍体微管和成膜体微管4种循序变化的排列方式,构成了高等水生植物分裂细胞中典型的微管周期。实验结果证明,高等水生植物与陆生植物微管周期具有相似性,为植物微管周期概念提供了新的实例。     

大田条件下增强UV-B辐射对元阳梯田2个地方水稻品种叶片形态解剖结构的影响

研究了大田原位种植条件下,人工模拟UV-B辐射增强(0、2.5、5.0、7.5kJ·m-2)对元阳梯田2个地方水稻品种——月亮谷、白脚老粳分蘖期、拔节期和孕穗期的叶片形态解剖结构的影响。结果表明:(1)UV-B辐射增强导致2个供试水稻叶片的叶长、叶宽和单叶面积逐渐减小;叶片厚度显著或极显著增加;叶片上表皮厚度不同程度的增加和下表皮厚度显著或极显著减小;叶片上、下表皮角质层厚度显著或极显著增加;(2)对叶片解剖结构观察进一步发现,UV-B辐射增强导致水稻叶肉细胞排列疏松,细胞间隙增大;(3)2个供试水稻相比,只有5.0与7.5kJ·m-2UV-B辐射处理的白脚老粳叶片下表皮角质层厚度显著大于月亮谷,其他处理均没有显著性差异;(4)各辐射处理间的抑制率相比,2个供试水稻5.0和7.5kJ·m-2UV-B辐射处理的叶长、叶片上表皮厚度和下表皮角质层厚度以及白脚老粳7.5kJ·m-2UV-B辐射处理的单叶面积和叶片上表皮角质层厚度显著或极显著大于2.5kJ·m-2UV-B辐射处理,其他处理均无显著性差异。表明UV-B辐射增强对元阳梯田地方水稻品种叶片的形态、解剖结构有显著影响。     

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激光对小麦ROP GTPase经增强UV-B辐射造成的损伤的修复研究

采用He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗ROP GTPase损伤修复作用进行了研究。采用了SDS-PAGE电泳法检测各组ROP GTPase的含量和激光共聚焦显微镜对小麦微丝进行FITC荧光强度标记的测定。研究结果表明：经增强UV-B辐射后,小麦幼苗的Rop GTPase含量降低,LCSM扫描细胞原生质体形状发生改变,细胞骨架受到破坏,其被标记的荧光变暗,强度减弱,在整个UV-B处理期间均低于对照组（CK）,再以He-Ne激光处理后,其含量,形状和强度均有所提高,但仍低于对照组。由此说明,UV-B辐射能使小麦幼苗的Rop GTPase含量下降,微丝骨架受到破坏,一定剂量的激光对UV-B辐射后小麦的蛋白含量和细胞骨架有一定修复作用。Rop GTPase参与了微丝骨架重组的过程。     

增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管蛋白的影响

以哥伦比亚生态型(Columbia-0)的野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)为实验材料,分别采用12.96KJ.m-2.d-1、17.28 KJ.m-2.d-1、21.60 KJ.m-2.d-1三种不同的UV-B剂量对9日龄拟南芥幼苗进行辐射处理,然后对微管蛋白进行纯化,通过紫外分光光度计和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳初步研究了增强UV-B对不同处理组微管蛋白的影响,进一步用免疫印迹鉴定微管蛋白并比较不同处理组微管蛋白差异。结果表明,增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管蛋白的含量有影响,与对照相比,不同剂量UV-B辐射处理组微管蛋白含量呈先增加后减少的变化趋势。     

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。     

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.     

茉莉酸对小麦幼苗UV-B抗性的生理学效应研究

以小麦品种‘西农88’(Triticum aestivum L.,cv.Xinong 88)为材料,研究了外源施加不同浓度茉莉酸(1、2.5、5、10 mmol/L)对UV-B辐射(1.5 kJ·m-2·d-1)下小麦幼苗光合色素、抗氧化酶、丙二醛、游离脯氨酸、紫外吸收物、花青素、根系活力等生理指标以及对其生长的影响,探讨了茉莉酸在UV-B辐射胁迫中的可能作用及其作用机制.研究结果表明,外源茉莉酸对小麦幼苗生理指标产生显著影响,并且表现出浓度效应,其中较低浓度的茉莉酸(1 mmol/L和2.5 mmol/L)能明显提高小麦幼苗的UV-B抗性.表现为低浓度茉莉酸显著提高UV-B辐射下小麦幼苗叶片中的总叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.并且外源施加的茉莉酸还能够增加小麦幼苗的游离脯氨酸含量,降低脂质过氧化水平,提高花青素含量,增强根系活力.可见,茉莉酸通过提高小麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物含量以及保护性色素含量,从而缓解膜脂过氧化程度和提高防御物质含量,进而增强植物抵抗UV-B辐射胁迫的能力,保证小麦幼苗正常生长.     

增强UV-B辐照对小麦幼苗叶肉细胞内Ca2＋水平的研究

以小麦（Triticum aestivum）幼苗叶片为材料,利用提取原生质体方法在小麦幼苗叶肉细胞中成功地装载了钙离子荧光指示剂fluo-3/AM,采用激光共聚焦显微技术检测了增强UV-B辐射后小麦幼苗叶肉细胞内游离钙离子荧光强度的分布,并对[Ca2＋];进行了测定.结果显示,对照组细胞内钙离子荧光分布较均匀,主要分布于紧贴质膜处和核周围,UV-B辐射组钙离子荧光与对照组分布相似,但其原生质体表面不如对照组平滑;同时发现增强UV-B辐射组细胞内钙离子荧光强度值较对照组高,说明增强UV-B辐射组小麦幼苗叶肉细胞维持较高浓度的钙离子水平.这些变化表明Ca2＋信号有可能以一定的方式参与了小麦响应UV-B辐射胁迫的过程.