光、暗处理对蚕豆茎内皮层形成的影响 Ⅱ.与栓化作用有关的酶及抗氧化剂的关系

以蚕豆（ＶｉｃｉａｆａｂａＬ．）幼苗为材料,结合不同的光强及黑暗对茎中内皮层形成的影响,对参与栓化作用有关的酶活性及内源抗氧化物质的含量进行了测定,并讨论了光对内皮层形成的调节机制。实验结果表明,高光强抑制茎中内皮层形成,而低光强和黑暗诱导茎中形成内皮层。在低光强和暗中,脂肪氧化酶在内皮层栓化前期活性显著增加,可能与栓化作用的启动有关,而高光强下ＬＯＸ始终处在较低水平。ＰＡＬ活性为光所诱导,与内皮层的栓化没有直接的相关性。在高光强条件下生长的幼苗茎中抗坏血酸和谷胱甘肽含量比低光强和暗中的高。外源施用抗坏血酸,可抑制低光强下茎内皮层的栓化,而对暗中茎内皮层的栓化无影响。推测高强度光对栓化作用的抑制原因可能是高光强下植物体内有高含量的抗氧化物质,并具备更有利的活性氧清除途径,从而抑制了栓化作用的进行     

光对蚕豆幼苗茎内皮层形成的影响——Ⅰ.与过氧化物酶的关系

气生茎中内皮层的缺乏与光照有关。高强度的白光(大于1mW/cm~2)及高强度的红光(0.2mW/cm)可以抑制茎中内皮层的形成,而低强度的白光(小于1mW/~2),低强度的红光(0.03mW/cm~2),远红光(0.01mw/cm~2)及黑暗可以诱导茎中内皮层的产生。但是,茎中内皮层产生与否不受典型的红光/远红光逆转的光敏素调节,它与光强度有更大的依赖性。在低光强及暗中生长的幼苗,茎中内皮层在栓化过程中过氧化物酶活性增高,同时产生新的与栓化有关的阳极同工酶谱带,生长在高光强下的茎不具内皮层也没有阳极带的出现。用组织化学方法研究发现过氧化物酶在组织中普遍分布,但在黑暗及低光强下生长的茎中过氧化物酶在皮层与小柱之间活性更高,而高光强下的茎不具此差异。     

香果树(Emmenopterys henryi)幼苗生长特性和叶绿素荧光对不同光强的响应

研究了室内人工气候箱中相对高、中和低（（5000±230）lx、（2200±110）lx和（1000±80）lx）光强下香果树幼苗的生长特性及荧光参数的动态变化,结果表明,中光强下的幼苗生长迅速,株高和生物量一直维持最高水平;高光强下的幼苗,生长极其缓慢,株高和生物量均处于最低水平;低光强下的幼苗比叶面积最大;而根冠比则以高光强下的为最高;叶绿素（a＋b）含量在低光强下最高,中光下次之,强光下最小。前期,低光强下幼苗叶片的叶绿素a/b值较大,随着幼苗的生长呈下降的趋势,120d后与其他处理相比达到最小。荧光参数的结果显示,高光强下,香果树幼苗的电子传递速率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（qNP）均处于最低水平,而测定初始荧光（Fo）和最大荧光（Fm）却处于最高水平,在低和中光强下则刚好相反。由此可见,高光强对香果树幼苗生长极其不利,而低和中光强下生长较好。建议在室内培育香果树幼苗时,适当减弱光强,保证其正常生长。     

黄连体内黄连素的组织器官定位和根尖屏障结构特征研究

黄连(Coptis chinensis)是毛茛科著名药材,该文研究了黄连体内黄连素在组织器官中的分布规律和根尖屏障结构特征。在白光和荧光显微镜下,组织器官中黄连素在蓝色激发光下自发黄色荧光,黄连素-苯胺兰对染研究细胞壁凯氏带和木质化,苏丹7B染色栓质层,间苯三酚-盐酸染色木质化。结果表明:黄连不定根初生结构为维管柱、内皮层、皮层、外皮层和表皮组成;次生结构以次生木质部为主、次生韧皮部和木栓层组成。黄连根茎初生结构由角质层,皮层和维管柱组成;次生结构由木栓层、皮层和维管柱组成,以皮层和维管柱为主。叶柄结构为髓、含维管束的厚壁组织层、皮层和角质层。黄连不定根的屏障结构初生结构时期由栓质化和木质化的内皮层、外皮层;次生结构时期为木栓层组成;根状茎的为角质层和木栓层。黄连素主要沉积分布在不定根和茎的木质部,叶柄的厚壁组织层,木质部和厚壁组织是鉴别黄连品质的重要部位。黄连根尖外皮层及早发育,同时初生木质部有黄连素沉积结合,可能造成水和矿质吸收和运输的阻碍,也是黄连适应阴生环境的重要原因。     

6BA和KCl对黄化黄瓜离体子叶中叶绿素积累和硝酸还原酶活性诱导的影响

6BA和KCI能促进黄化黄瓜离体子叶光下叶绿素积累和诱导硝酸还原酶活性形成,这与它们提高体内的ATP含量有关。6BA和KGI对叶绿素积累和硝酸还原酶的诱导形成还具有加成作用。 脱落酸(ABA)和 6BA之间存在拮抗作用,但是 ABA不能抵消 KCI对硝酸还原酶诱导形成的促进作用,同时无论在光下或完全黑暗条件下,6BA对硝酸还原酶的促进作用均明显可见,而KCI仅在光下呈促进作用,表明6BA和KCI在硝酸还原酶诱导过程中的作用机理可能是不同的。     

温州蜜柑叶片光系统反应中心光能分配的变化

为深入了解果树光化学反应中心光能分配的状况,以柑橘为试材,采用调制荧光法对叶片光系统在高光强和低光强下的状态转换进行了研究．结果表明,光系统在100μmol·m^-2·s^-1的低光强下,由于QA的还原使PQ库处于还原状态,导致光能由PSⅡ转向PSⅠ分配,光系统处于状态2;在1000μmol·m^-2·s^-1的高光强下,PQ库无法得到电子而处于氧化状态,导致光能分配由PSⅠ转向PSⅡ,光系统处于状态1,叶片经磷酸酯酶抑制剂NaF处理后,光系统从高光强下状态2到状态1的转换受到抑制,高光强下过多的光能由PSⅠ向PSⅡ分配是导致PSⅡ光破坏的重要原因．     

脓青素促进叶绿体中细胞色素b－559的光还原

当脓青素存在时，可以观察到菠菜叶绿体中光诱导的５５９ｎｍ吸收增加。此反应可以被光（波长６５０ｎｍ）诱导，但远红光（波长７２０ｎｍ）则无作用．光暗差示光谱表明被还原的物质为细胞色素ｂ－５５９。脓青素的作用在１μｍｏｌ／Ｌ接近饱和．并且其作用与跨膜质子梯度无关．脓青素所促进的细胞色素ｂ－５５９光还原被抑制剂ＤＣＭＵ和ＤＢＭＩＢ所抑制，但在氰化钾处理过的叶绿体中，脓青素依然促进细胞色素ｂ－５５９的光还原．在ＣＣＣＰ处理的叶绿体中，可以看到低光强红光诱导的细胞色素ｂ－５５９氧化。脓青素可以逆转ＣＣＣＰ的作用；促进细胞色素ｂ－５５９在高光强或低光强下都为红光还原。我们推测脓青素通过质子化作用，影响了细胞色素ｂ－５５９的光氧化还原反应．     

温州蜜柑叶片光系统反应中心光能分配的变化

为深入了解果树光化学反应中心光能分配的状况,以柑橘为试材,采用调制荧光法对叶片光系统在高光强和低光强下的状态转换进行了研究.结果表明, 光系统在100 μmol·m^-2·s^-1的低光强下,由于QA的还原使PQ库处于还原状态,导致光能由PSⅡ转向PSⅠ分配,光系统处于状态2;在1 000 μmol·m^-2·s^-1 的高光强下, PQ库无法得到电子而处于氧化状态,导致光能分配由PSⅠ转向PSⅡ,光系统处于状态1.叶片经磷酸酯酶抑制剂NaF处理后,光系统从高光强下状态2到状态1的转换受到抑制.高光强下过多的光能由PSⅠ向PSⅡ分配是导致PSⅡ光破坏的重要原因.     

光强对两种硅藻光合作用、碳酸酐酶和RubisCO活性的影响

为研究海洋浮游硅藻光合固碳能力与光强的关系, 以三角褐指藻和威氏海链藻为实验材料, 测定了不同光强培养下三角褐指藻和威氏海链藻生长、光合特性、碳酸酐酶和核酮糖-1, 5-二磷酸羧化/氧化酶活性(RubisCO)的变化, 结果显示高光强促进两种硅藻的生长, 但对威氏海链藻的影响更明显。高光强导致两种硅藻叶绿素a、c含量、光系统Ⅱ的最大光化学效率和实际光化学效率明显下降, 非光化学淬灭系数明显升高, 但对光化学淬灭系数并没有明显影响。在高光下威氏海链藻和三角褐指藻胞内外碳酸酐酶活性明显升高。在高光强下培养的威氏海链藻RubisCO活性明显高于低光下培养, 但三角褐指藻正好相反, 不管高光还是低光培养威氏海链藻RubisCO活性始终高于三角褐指藻。以上结果表明不同硅藻对光强变化的响应存在差异, 它们可以通过调节光合生理特征、光合固碳关键酶和CO2供应以适应光强的变化。       

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80200 mol/（m2s）时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。       

蛋白核小球藻生长和无机碳利用对不同光照强度和CO_2浓度的响应

为了探讨光照强度和CO_2浓度对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、无机碳利用的复合效应,丰富绿藻中无机碳浓缩机制的资料,该文设置两种光照强度(40和120μmol photons×m–2×s–1)和两种CO_2浓度(0.04%和0.16%)组合成4种条件,比较了蛋白核小球藻生长、无机碳浓度、pH补偿点、光合放氧速率、碳酸酐酶(CA)活性和α-CA基因转录表达对这4种培养条件的响应。结果发现:蛋白核小球藻在高光强高CO_2浓度组生长最快;低光强高CO_2浓度组培养体系中总无机碳浓度为1 163.3μmol×L–1,显著高于其他3组;高光强低CO_2浓度组藻的p H补偿点最高(9.8),而低光强高CO_2浓度组藻的p H补偿点最低(8.6);低光强高CO_2浓度组藻的最大光合速率(Vmax)和最大光合速率一半时的无机碳浓度(K0.5)最高,分别是其他3组的1.28-1.91倍和1.61-2.00倍;高光强低CO_2浓度组藻的胞外CA活性最高;而低光强低CO_2浓度组藻的胞外α-CA基因表达量显著高于其他3组。以上结果表明低CO_2浓度可促进蛋白核小球藻的pH补偿点和无机碳亲和力的提高,诱导胞外CA活性及α-CA基因的表达;该藻主要以HCO_3~–为无机碳源,其对无机碳的利用受光照的调节。     

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究简

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80—200μmol/(m2·s)时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。     

光强对砀山酥梨石细胞形成的影响及其与内源IAA、ZR和ABA含量的关系

研究光强对砀山酥梨果实发育过程中石细胞形成的影响,探讨了内源激素和梨石细胞形成的关系。结果表明:梨花后第1周~11周是石细胞形成期,石细胞含量为高光强<中光强<弱光强<极弱光强;内源IAA、ZR含量于花后第1周与第7周分别出现2次高峰;花后第1周内源ABA含量最高后迅速下降,IAA、ZR和ABA含量为高光强>中光强>弱光强>极弱光强。高光强促进砀山酥梨果实发育前期IAA、ZR和ABA合成,减少石细胞的积累。     

大鼠局灶性脑缺血后KCl诱导皮层扩散性抑制的体光学成像

采用线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞(middlecerebralarteryocclusion,MCAO)模型,在额叶皮层用KCl诱导产生皮层扩散性抑制(corticalspreadingdepression,CSD)。MCAO4h后,利用550nm内源信号光学成像(opticalintrin-sicsignalimaging,OISI)监测局灶性脑缺血后大鼠顶-枕叶皮层内源光信号变化。成像1h内观测到一系列诱导CSD波(14±3次),CSD波局限于顶-枕叶皮层中央区域扩展,以光强的显著下降为特征;而旁侧区域光强无明显改变,不具备CSD波特征,表明CSD波未传播到该区域。随后TTC染色证明上述旁侧区域已经梗死。实验表明:MCAO后4h,皮层区域旁侧部分会梗死;CSD波的OIS变化可用来区分缺血梗死区和外周供血较为完整区域(未梗死区)。     

半边莲营养器官结构与生态环境的关系

利用石蜡切片和光学显微镜,对半边莲的营养器官进行形态解剖学研究。结果表明:半边莲根和茎的次生结构不发达;地上茎表现为根的特征:茎皮层所占比例较大,茎中有明显的内皮层,内皮层上具凯氏带;根的皮层和茎的髓具通气组织,裂生型分泌道存在于茎的皮层;叶的气孔高于表皮,气孔只在上表皮有分布,叶尖具水孔。半边莲的形态结构特征表现出对水生生活的高度适应。对半边莲的系统位置也作了简单探讨。     

大鼠局灶性脑缺血后KCl诱导皮层扩散性抑制的体光学成像

采用线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,在额叶皮层用KCl诱导产生皮层扩散性抑制(cortical spreadingdepression,CSD).MCA04 h后,利用550 nm内源信号光学成像(optical intrinsic signalimaging,OISI)监测局灶性脑缺血后大鼠顶-枕叶皮层内源光信号变化.成像1 h内观测到一系列诱导CSD波(14±3次),CSD波局限于顶-枕叶皮层中央区域扩展,以光强的显著下降为特征;而旁侧区域光强无明显改变,不具备CSD波特征,表明CSD波未传播到该区域.随后TIC染色证明上述旁侧区域已经梗死.实验表明:MCAO后4h,皮层区域旁侧部分会梗死;CSD波的0IS变化可用来区分缺血梗死区和外周供血较为完整区域(未梗死区).     

光对水稻(Oryza sativa)幼苗乙醇酸氧化酶活性的影响

水稻黄化幼苗用白光照射3～5小时后可诱导出乙醇酸氧化酶活性。绿色水稻幼苗在黑暗中乙醇酸氧化酶活性逐渐下降以至消失,再给以照光又恢复酶活性。亚胺环己酮对光的诱导及再诱导均有抑制作用。在黑暗中真空渗入乙醇酸于黄化幼苗可诱导出乙醇酸氧化酶活性,渗入乙醇酸加FMN能使酶活性迅速增强。弱的白光以及红、绿,蓝光均有诱导作用。因此认为光的诱导作用是使黄化幼苗形成乙醇酸——作为诱导物,以诱导乙醇酸氧化酶的新合成。光也可以加速叶组织内FMN的合成,从而提高乙醇酸氧化酶的活性。     

两个不同基因型小麦光抑制特性的比较

比较了两个不同基因型小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）“京４１１”和“小偃５４”的原初光能转化效率、荧光猝灭参数和光合色素对强光胁迫的响应。在正常生长条件下“京４１１”的光合色素含量高于“小偃５４”;但在高光强下“京４１１”出现明显的光抑制,而“小偃５４”对高光强的适应上优于“京４１１”。“小偃５４”适应高光强的原因是它在高光强下能大幅度地提高叶黄素循环的调控因子抗坏血酸的浓度及紫黄     

菰适应湿地环境的解剖和屏障结构特征研究

菰(Zizania latifolia)是一种多年生挺水植物,为了探讨该植物根、茎和叶的解剖结构、组织化学及其质外体屏障的通透性生理。该文利用光学显微镜和荧光显微镜,对菰的根、茎、叶进行了解剖学和组织化学研究。结果表明:(1)菰不定根解剖结构由外而内分别为表皮、外皮层、单层细胞的厚壁机械组织层、皮层、内皮层和维管柱;茎结构由外而内分别为角质层、表皮、周缘厚壁机械组织层、皮层、具维管束的厚壁组织层和髓腔。叶鞘具有表皮和具维管束皮层,叶片具有表皮,叶肉和维管束。(2)不定根具有位于内侧的内皮层及其邻近栓质化细胞和外侧的外皮层组成的屏障结构;茎具内侧厚壁机械组织层,外侧的角质层和周缘厚壁机械组织层组成的屏障结构,屏障结构的细胞壁具凯氏带、木栓质和木质素沉积的组织化学特点,叶表面具有角质层。(3)菰通气组织包括根中通气组织,茎、叶皮层的通气组织和髓腔。(4)菰的屏障结构和解剖结构是其适应湿地环境的重要特征,但其茎周缘厚壁层和厚壁组织层较薄。由此推测,菰适应湿地环境,但在旱生环境中分布有一定的局限性。     

光照对砀山酥梨果实发育过程中POD、PAL、PPO酶活性的影响研究

以40年生砀山酥梨为材料,用ZD-IA型照度计测定光照强度,用分光光度法测定POD、PAL、PPO等3种酶的活性;研究了光照强度对果实发育过程中POD、PAL、PPO等3种酶活性的影响。结果表明:(1)光照强度对POD、PAL、PPO等3种酶活性有显著的影响;(2)在光照充足的部位,POD、PAL酶活性较高,具体表现为高光强>中光强>弱光强>极弱光强,彼此间活性差异极显著(P<0.01);(3)PPO在光照充分的情况下,活性偏低,表现为高光强<中光强<弱光强<极弱光强,差异显著。