蓝光光生物安全危害研究的现状分析

LED技术的发展和普及极大地满足了人们对视觉效果的追求,但是伴随而来的大量光辐射也引发了人们对于光生物安全问题的担忧。目前已知的白光LED制作方式,绝大多数都是使用蓝色LED芯片来激发黄色荧光粉,最终混合制成白光,导致其中含有大量的蓝光成分。蓝光辐射危害是目前人类受到的最主要的光辐射危害之一。本文通过对蓝光危害的产生原理、危害评价机制以及对人类的影响进行综述,旨在揭示蓝光危害的严重性,为防范蓝光危害提供理论依据和实践指导。     

植物的蓝光效应

本文概述了植物蓝光效应的研究进展。探讨了蓝光效应的作用光谱、蓝光受体的可能结构、蓝光诱导的快速反应以及蓝光对碳水化合物和蛋白质代谢、气孔开启、叶片衰老、质膜蛋白磷酸化和基因表达的调控。     

真菌发育过程中的蓝光诱导

本文对多种真菌在发育过程中受蓝光诱导的现象进行了综述。蓝光可以诱导多种真菌的形态发生和发育,包括孢子的产生和菌丝的延伸等。此外,蓝光还可引起真菌的生理和生化改变,如细胞膜对离子的通透性的变化、类胡萝卜素的合成等。真菌也存在一个蓝光信号系统,通过蓝光受体接受蓝光信号,导致了真菌的一系列形态发生和生理生化的变化。     

植物蓝光受体研究进展

植物蓝光调节的反应主要有向光性、抑制幼茎伸长、叶绿体迁移、刺激气孔张开和调节基因表达等。蓝光反应的有效波长是蓝光和近紫外光(320—400am),故蓝光受体也叫蓝光／近紫外光受体。植物蓝光受体研究近年来取得较大进展。以拟南芥为例,已得到确认的受体至少有隐花色素(CRY1、2)和向光蛋白(phototropin)两大类。转基因拟南芥对蓝光、紫外光和绿光敏感,并发现CRY1是一个可溶性蛋白。CRY2编码一个核蛋白,蓝光在转录水平对该蛋白进行调节,它的作用是增加拟南芥对蓝光的敏感性。CRY1和CRY2共同介导了拟南芥植物的向光性。隐花色素的蛋白与辅基之间以非共价键连接,可以吸收蓝光和近紫外光。CRY1和CRY2蛋白之间,尤其是N端相似性很高。向光蛋白目前只发现PHOT1和PHO12两种,向光蛋白作为丝／苏氨酸激酶蓝光受体含有两个光氧化结构域(LOV)并参与了植物向光性叶绿体运动、气孔开放等。     

蓝光诱导促进黑曲霉产糖化酶的研究

考察了蓝光对黑曲霉产糖化酶的影响并采用扫描电镜观察蓝光下黑曲霉形态发育过程,结果表明,与黑暗对照组相比,蓝光处理使菌丝粗壮,孢囊增大,分生孢子发育提前,黑曲霉糖化酶活力增加,孢子发育和产糖化酶的进程有一定的对应性。黑曲霉在黑暗下生长至36h时,经蓝光诱导糖化酶产量提高更为明显,提示了黑曲霉存在一个对蓝光反应产生最适光感应的发育阶段,对于光调节黑曲霉产糖化酶来说,蓝光诱导的光强由弱到强,比持续蓝光培养或采用较高光强诱导效果更好,表明黑曲霉产糖化酶存在一种光适应机制,能够感应和适应光强度变化,调节其自身代谢。从抑制性扣除杂交实验和蓝光光强变化对差异基因表达的分析来看,糖化酶基因以及呼吸链中部分氧化还原酶基因在蓝光诱导下表达皆有增强,蓝光信号转导影响了核基因编码的线粒体呼吸链相关酶基因表达水平,交替氧化酶可能参与了蓝光信号途径,影响了黑曲霉产糖化酶和孢子发育。研究结果可为在现有水平上应用蓝光调节提高糖化酶产量找到新的技术突破口和提供新思路。     

蓝光对保护地蔬菜烟粉虱的控制作用

[目的]研究蓝光开灯时段、蓝光光强对烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)的驱避作用,以及蓝光照射对保护地辣椒和黄瓜上烟粉虱的控制作用,为利用驱虫灯实施对蔬菜烟粉虱的绿色防控提供科学依据.[方法]在蔬菜上用蓝光(波长为470 nm)照射,设置照射时间段17:00-18:00、18:00-19:00、19:00-20:00、20:00-21:00和21:00-22:005个处理、光照强度1、2、6、8、10、20、30、70、1501x9个处理,分别研究不同开灯时段和光强对烟粉虱的驱避作用,以不用蓝光处理为对照;分别在保护地黄瓜和辣椒上放置蓝色灯带,每天18:00-20:00开灯,每3d一次,分别调查黄瓜和辣椒上烟粉虱的虫量.[结果]18:00-19:00时间段蓝光照射对蔬菜烟粉虱的驱避作用最强,虫口减退率占试验总时段的50.94％;17:00-18:00次之,占22.29％;烟粉虱的虫口减退率与光照强度呈正相关(P＜0.05),其回归方程为)y=3.0297x+ 12.508 (R2=0.981).蓝光对保护地辣椒和黄瓜上烟粉虱有较好的驱避作用,辣椒上蓝光处理10d后烟粉虱的虫口减退率达到85.73％,上部叶片和中部叶片上虫口减退率之间没有显著差异(P＞0.05);蓝光处理黄瓜12d后烟粉虱的虫口减退率达90.33％,在光照的前期上部叶片的虫口减退率高于中部叶片,处理9d后上部叶片和中部叶片上虫口减退率之间没有显著差异(P＞0.05).[结论]蓝光对蔬菜烟粉虱具有较强的驱避作用,在18:00-19:00使用蓝光对保护地蔬菜上的烟粉虱的控制效果较好.     

蓝光对蔬菜烟粉虱的控制作用

利用灯光控制害虫是蔬菜害虫绿色防控的重要手段.本研究探讨了蓝光对黄瓜烟粉虱种群及黄瓜营养物质、次生代谢物、抗性相关酶的影响.结果 表明:在直接驱避试验条件下,蓝光对烟粉虱成虫有较强的驱避作用,光照强度越大、照射时间越长,对烟粉虱的驱避作用越强.在相同光强和光照时间下,直射光较透射光的驱避作用强.其中,1200 lx的蓝...     

植物蓝光反应突变体分子生物学研究

植物具备一套复杂的由3种蓝光受体和多种信号转导下游组分组成的蓝光感应系统,通过感受光照强度、光的方向和光周期,调节自身对蓝光的应答。本文综述了植物蓝光反应突变体分子生物学研究进展,探讨蓝光受体及信号转导下游组分在植物发育中的作用及蓝光诱发植物作出反应的分子机制。     

荧光定量PCR技术评价亚甲蓝光化学法病毒灭活效果的研究

本研究探讨利用荧光定量PCR技术评价Sindbis病毒经亚甲蓝光化学处理后灭活效果的可行性。研究采用不同光照强度对Sindbis病毒进行亚甲蓝光化学灭活处理,并用SYBR Green I荧光定量PCR对Sindbis病毒的cDNA进行扩增,同时以细胞病变法做平行对照以测定病毒残余滴度。结果显示在亚甲蓝光化学处理过程中,随着光照强度的增强,病毒残余滴度由6.50 LgTCID50/mL逐渐降低至检测限以下,同时病毒核酸的拷贝数显著下降(P<0.05),并与病毒感染性的降低呈线性相关(R2>0.98)。以上结果表明,亚甲蓝光化学灭活法对Sindbis病毒核酸有破坏作用,病毒核酸损伤程度随光照强度的增强而增加,且与病毒感染性的降低存在相关性,提示荧光定量PCR技术评价亚甲蓝光化学法的病毒灭活效果具有可行性。     

植物蓝光反应突变体分子生物学研究

植物具备一套复杂的由3种蓝光受体和多种信号转导下游组分组成的蓝光感应系统,通过感受光照强度、光的方向和光周期,调节自身对蓝光的应答.本文综述了植物蓝光反应突变体分子生物学研究进展,探讨蓝光受体及信号转导下游组分在植物发育中的作用及蓝光诱发植物作出反应的分子机制.     

花生疮痂病菌蓝光受体EaWC 1基因克隆及生物信息学分析

光是真菌感知和适应环境的重要信息载体,调控多种生理生化过程。痂囊腔菌素(Elsinochromes,ESC)是花生疮痂病菌重要的毒力因子,蓝光对其具有正调控作用,为了进一步揭示光调控ESC机制,开展了花生疮痂病菌蓝光受体基因EaWC 1克隆、生物信息学分析和表达模式研究。结果表明,蓝光受体基因EaWC 1全长为3 261bp,具有一个完整的开放阅读框,编码长度为1 086个氨基酸的蛋白质,相对分子质量11.95 kD,理论等电点为8.81,具有核定位信号,为稳定亲水性蛋白。qPCR定量分析表明,EaWC 1基因表达受到蓝光诱导,其表达模式与ESC毒素含量呈显著正相关。研究结果对于阐明花生疮痂病菌蓝光受体生物功能,揭示ESC毒素生物合成光调控机制和调控网络奠定了理论基础。     

蓝光、紫外光的受体及其对CHS表达诱导的研究

植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号。综述了蓝光、紫外光的受体及蓝光、紫外光对编码植物类黄酮合成中的一个重要的限速酶——苯基苯乙烯酮合酶基因CHS的诱导作用,并介绍该反应信号转导的可能组分。     

蓝光对设施黄瓜蚜虫种群的控制作用

利用灯光控制害虫是蔬菜绿色防控的重要手段之一。本文以黄瓜为供试材料,研究蓝光照射对设施黄瓜蚜虫种群数量的影响。结果表明,蓝光照射对设施黄瓜上有翅蚜和无翅蚜均有较强的驱避作用,蓝光照射2 d后,有翅蚜和无翅蚜种群数量分别下降了65.91%和45.26%,校正虫口减退率分别达到了54.22%和52.83%。随着照射时间的延长,蚜虫种群数量持续下降,校正虫口减退率不断上升,照射14 d后,有翅蚜和无翅蚜种群数量分别下降了78.18%和96.40%,校正虫口减退率分别达到了76.67%和96.40%。蓝光照射可以增加黄板对蚜虫的诱集虫量,蓝光照射3 d后,处理区黄板上蚜虫的数量较对照区黄板增加65.08%。研究发现,蓝光照射对黄瓜蚜虫具有直接的驱避作用,同时还可以增加黄板对蚜虫诱集作用。     

蓝光对真菌的调控作用及研究进展

蓝光是环境中的重要信号因子,可影响微生物特别是真菌的生理周期、形态变化、基因表达,进而影响微生物的代谢活动。在国外,蓝光对微生物的影响研究是一个热点问题,并进行了较深入的研究,已在真菌中发现了一些蓝光受体因子。主要综述了蓝光对真菌影响的一些研究进展。     

低等植物蓝光受体信号传导研究

拟南芥含有5个已分离的蓝光受体和至少1个未鉴定的蓝光/紫外光-A受体.隐花色素(CRY1、CRY2和CRY3) 调节植物的形态建成、开花和生物节律性,而向光素 (PHOT1和PHOT2) 调节植物的向光性、叶绿体运动和气孔开放.黄素可以吸收蓝光和紫外光-A,是CRY和PHOT蓝光受体的生色团.对这些光受体的结构和作用模式已了解很多.苔藓植物小立碗藓中含有2个已分离的隐花色素(CRY1a和CRY1b),负责调节侧枝形成和调控生长素反应;有4个向光素(PHOTA1,PHOTA2,PHOTB1,PHOTB2) 调节叶绿体的运动.苔藓细胞内蓝光/紫外光-A引发的信号转导有Ca2+参与.     

蓝光诱导蛹虫草菌丝类胡萝卜素的积累

蛹虫草(Cordyceps militaris L.)在培养时受蓝光诱导,其菌丝体中有高产量的类胡萝卜素积累.当温度为25℃且蓝光光照强度为6.5μmol·m-2·S-1时,菌丝体的类胡萝卜素含量在含蚕蛹粉的培养基上24h达到最高峰的495.5μg/g FW;而在不含蚕蛹粉的培养基上72h才达最高峰414.1μg/g FW.蛹虫草菌丝类胡萝卜素的积累也受蓝光光照强度的影响,最适光照强度可随培养时间的不同而有所变化.此外,黑暗培养时间的长短和温度也可共同影响蛹虫草菌丝产类胡萝卜素时对蓝光的敏感性.     

蓝光受体下游信号转导组分的研究进展

为了全面了解蓝光受体信号转导组分及其调节机制的研究进展,着重地阐述了蓝光受体的信号转导组分中的Ca~(2 )、蛋白质的可逆磷酸化、阴离子通道和G蛋白,以及植物如何通过多条信号转导途径调节其形态和发育的变化以适应环境的变化等。     

龙眼miR396分子进化特性及响应蓝光的表达分析

关于蓝光对龙眼胚性愈伤组织miRNA组学研究中发现大量响应蓝光的miRNAs,挑选关键且差异表达的miR396a-3p_2和miR396b-5p进行分子进化特性分析,以进一步明确它们在龙眼响应蓝光过程中的作用。该研究对前体和成熟体进化树、前体二级结构、启动子顺式作用元件、靶基因预测及其响应蓝光表达模式等进行分析。结果表明:(1)由5p臂上形成的miR396成熟体序列保守性较高,由3p臂上形成的miR396成熟体序列特异性较大;茎序列的保守性高于环序列,5p臂上保守性高于3p臂。(2)miR396a-3p_2和miR396b-5p的启动子主要包括光、激素、生物和非生物胁迫响应元件,可能通过这些顺式元件在龙眼响应蓝光中起调控作用;其响应蓝光的靶基因或蛋白主要包括生长素调控因子(GRF2)、LRR类受体丝氨酸(FLS2)、乙烯不敏感蛋白(EIN3)和DNA定向RNA聚合酶α亚基(rpoA)等。(3)实时荧光定量PCR结果表明,miR396a-3p_2和miR396b-5p在不同光质的表达模式存在差异;在不同光强的蓝光条件下,miR396b-5p与其靶基因的表达趋势基本呈负相关,而miR396a-3p_2与rpoA的表达趋势未呈负相关,可能存在其他miR396家族成员或miRNAs同时调控,从而实现靶基因转录水平的调控。     

蓝光、紫外光的受体及其对CHS表达诱导的研究

植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号,综述了蓝光,紫外光的受体及蓝光,紫外光对编码植物类黄酮合成中的一个重要的限速酶－苯基苯乙烯酮合酶基因CHS的诱导作用,并介绍该反应信号转导的可能组分。     

蓝光对水稻幼苗碳水化合物和蛋白质代谢的调节

分别以白光和黑暗处理为对照,蓝光处理１０ｄ的水稻幼苗碳水化合物含量下降,蛋白质含量增加,亚胺环已酮可抑制蓝光引起的蛋白质含量增加,蓝光处理的水稻幼苗总氨基酸含比白光黑暗处理分别提高１２％和３６％,游离态Ｇｌｕ,Ａｓｐ含量也比对照增加,蓝光处理促进水稻幼苗的呼吸作用,对丙酮酸激酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和转氨酶的活性表现出一致的促进效应。