增强UV B辐射对喜树生理指标及喜树碱含量的影响

喜树(Camptotheca acuminata Decne.)隶属于蓝果树科(Nyssaceae)喜树属(Camptotheca),为抗癌药物喜树碱的主要资源,提高喜树碱的积累以满足临床需求是喜树碱开发的重要途径。该研究运用UV B辐射对2年生喜树进行每天8 h辐射处理,对1年生喜树分别设置每天2 h、4 h、6 h和8 h的辐射处理,连续处理12 d后分别测定各处理喜树叶的叶绿素、MDA、游离脯氨酸 (Fpro)含量和SOD活性,以及幼叶、幼枝和根中喜树碱含量,分析UV B辐射对喜树生理指标和次生代谢物的影响,以揭示喜树碱为喜树适应UV B辐射逆境的防御产物。结果显示：（1）2年生喜树经UV B每天8 h辐射处理12 d后,叶绿素含量较对照显著降低,而MDA、Fpro和喜树碱含量均增加,说明每天8 h UV B辐射对2年生喜树产生了较强的胁迫伤害。（2）1年生喜树经UV B辐射处理12 d后,随着每天UV B辐射时间的增加,叶绿素含量不断降低,Fpro含量显著增加;每天2~6 h处理的MDA含量与对照无显著差异,但总体随处理时间增加呈上升趋势;每天8 h UV B辐射的MDA含量较对照显著增加;SOD活性随每天处理时间的延长呈先下降、后上升、再下降的变化趋势,说明每天8 h的UV B辐射对一年生喜树也产生了胁迫伤害。（3）1年生喜树幼叶、幼枝和根中喜树碱含量随着每天UV B辐射时间的延长均呈递增趋势,而且每天8 h辐射处理的喜树碱含量均最高,其中幼叶和幼枝中喜树碱含量显著高于根中含量。实验结果表明,增强UV B辐射对喜树造成了一定的伤害,而喜树通过改变生理以及次生代谢机制,以进一步产生喜树碱来响应增强UV B的胁迫。     

增强UV-B辐射对喜树幼苗生物量和两种生物碱含量的影响

通过盆栽试验,以自然辐射为对照,研究人工增强UV-B辐射下(5.0 μW/cm2)喜树幼苗生物量和各器官中喜树碱、10-羟基喜树碱含量的变化,试验结果表明:(1 )UV-B辐射处理前20d,处理组幼苗的全株以及各器官的鲜重与对照相差很少.至辐射处理的40d,处理组幼苗的全株以及各器官的生物量均高于正常条件的幼苗.试验后期,处理组单株生物量降低,长时间的UV-B辐射使喜树植株矮化、基茎加粗,同时还改变了喜树生长过程中干物质的分配,较多的干物质分配到喜树的茎和根中,而较少进入叶中;(2)UV-B辐射增强能明显增加喜树地上器官中喜树碱的含量,而对10-羟基喜树碱含量影响不明显.(3)各器官中生物碱含量与生物量的积累速率具有一定的相关性,生物量增长过快时单位质量植物体中的生物碱含量下降.     

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.     

UV-B辐射对黄芩幼苗生长及生理生化指标的影响

对经过11.8 μW·cm-2 UV-B连续辐照7 d后黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)幼苗的生长及一些生理生化指标进行了测定和分析.结果表明:经11.8 μW·cm-2 UV-B辐照7 d后,黄芩幼苗的平均株高和单株平均干质量分别为8.1 cm和0.026 g,与对照无显著差异(P>0.05);叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量分别为2.89、1.04、3.93和0.48 mg·g-1,均极显著低于对照(P<0.01);叶绿素a/b比值以及类胡萝卜素/总叶绿素比值分别为2.78和0.122, 分别显著或极显著高于对照(P<0.05,P<0.01);叶片中的CAT和POD活性均极显著高于对照(P<0.01),分别为2 412和2 208 U·g-1;SOD活性(1 228 U·g-1·h-1)较对照略有升高,但差异不显著(P>0.05);叶片中的抗坏血酸(ASA)及游离脯氨酸含量均显著高于对照(P<0.05),分别为11.5 mg·g-1和57.7 μg·g-1;MDA含量高于对照,紫外吸收物相对含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均低于对照,但差异不显著(P>0.05).研究结果显示,11.8 μW·cm-2 UV-B连续辐照7 d对黄芩幼苗的生长无显著抑制作用,黄芩幼苗能够通过自身的抗氧化系统有效减轻UV-B辐射产生的氧化损伤,对UV-B辐射表现出一定的耐受能力.     

不同氮供应下增强UV-B辐射对谷子叶片重要生理指标的影响

以谷子(Setaria italica(L.)Beauv.)为研究材料,从拔节期开始持续浇灌1.88、15mmol·L-12种氮供应水平营养液,从抽穗期开始对材料进行增强UV-B辐射处理(14.7μW·cm-2),研究了谷子叶片中总叶绿素、可溶性物质及紫外吸收物质的含量在开花期期间的变化。结果表明:与较高氮供应水平相比,无论是否进行增强UV-B辐射,较低氮供应水平明显降低了谷子叶中总叶绿素、可溶性蛋白的含量,但提高了其紫外吸收物质的含量;与较低氮供应水平相比,较高氮供应水平下的谷子叶中总叶绿素含量在开花期初期和中期,可溶性蛋白含量在开花期中期对增强UV-B辐射处理更敏感;氮供应水平虽然对开花期中期至末期的谷子叶片可溶性糖含量有显著影响,但在整个增强UV-B辐射处理期间,该指标对增强UV-B辐射并不敏感。上述结果表明,较低氮供应水平可促进谷子叶片在开花期期间紫外吸收物质的积累,有利于增强其抵抗UV-B辐射能力,但仍应寻求一个合理范围的氮供应水平,以平衡谷子生殖生长和提高对UV-B辐射抗性的需求。     

丛枝菌根对喜树幼苗喜树碱含量的影响

喜树（Camptotheca acuminata）是我国特有的多年生亚热带落叶阔叶树种,因其次生代谢产物喜树碱具有良好的抗肿瘤活性而受到人们的广泛关注.通过温室盆栽接种试验,观察了2属6种丛枝菌根真菌对喜树幼苗喜树碱含量的影响.结果表明,接种的6种丛枝菌根真菌与喜树幼苗均形成了共生体系并且发育良好.透光球囊霉（Glomus diaphanum）、幼套球囊霉（G.etunicatum）、蜜色无梗囊霉（Acaulospora mellea）和光壁无梗囊霉（A.laevis）侵染形成丛枝菌根有利于提高喜树幼苗的喜树碱含量,地表球囊霉（G.versiforme）则影响不大,而木薯球囊霉（G.manihot）却降低了喜树幼苗的喜树碱含量.丛枝菌根形成对喜树幼苗喜树碱代谢的影响还表现在喜树碱的器官分配上,菌根幼苗根中的喜树碱比例均高于无菌根幼苗.     

不同剂量UV-B辐射对冬小麦幼苗形态及生理指标的影响

UV-B辐射增强对植物的影响效果存在差异,即使是同一物种的不同品种之间也存在差异。本研究以对UV-B不同耐性的2个冬小麦品种科遗26和泰山269为材料,比较了品种间及UV-B的剂量间的形态指标、生物量及生理指标的差异。结果表明:高剂量UV-B处理抑制了株高、叶色、茎数、鲜质量、光反应系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)和光合速率,促进了丙二醛、类黄酮含量的增加及相对电导率的提高,2个品种的趋势基本相同,但泰山269的变化幅度大于科遗26,说明泰山269比科遗26敏感;低剂量的UV-B对株高、叶色、茎数、鲜质量表现出促进的趋势,对类黄酮的促进作用较大,对Fv/Fm、丙二醛及相对电导率的影响相对较小。     

UV-B辐射增强对反枝苋形态、生理及化学成分的影响

通过大田盆栽实验,研究了2种增强的UV-B辐射对双子叶C4植物反枝苋(Amaranthus retroflexus)形态、生理、生物量分配及化学成分的影响.结果表明:增强UV-B辐射处理下分枝数、叶片数、高度和基径均没有显著变化.高、低剂量的UV-B处理均导致过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组(P＜0.05),但对超氧化物歧化酶(SOD)活性无影响,低剂量辐射下过氧化物酶(POD)活性显著高于对照而高剂量辐射下无显著变化,同时丙二醛(MDA)含量随辐射剂量的增加而显著增加(P＜0.05).收获期低剂量辐射处理下的资源分配模式发生变化,分配到叶片的生物量比例显著增加,而分配到根的比例显著减小,但高剂量辐射对生物量分配无影响.UV-B辐射处理下根、茎、叶部所检测的大多数化学成分与对照相比均有显著变化:叶片中可溶性蛋白、木质素和脂肪,根中木质素,茎中纤维素、木质素含量在辐射处理下显著高于对照;叶片中淀粉,茎中可溶性糖、淀粉和脂肪含量在辐射处理下显著低于对照(P＜0.05).     

增强UV-B辐射及氮水平对长春花生长和生理代谢的影响

地表UV-B 辐射增强和氮沉降增加目前已成为影响植物生长的重要生态因子。本文以药用植物长春花（Catharanthus roseus）为材料,研究UV-B辐射和氮供应增加对长春花生长、生理及长春碱含量的协同效应。研究结果表明,紫外辐射增加对长春花生长和生物量积累具有显著的抑制作用。同时外源增加氮供应能明显缓解紫外辐射引起的生长抑制效应。紫外辐射引起的叶片膜脂过氧化胁迫导致了长春花叶片丙二醛含量显著增加,但同时增加氮供应能显著降低丙二醛水平。增强UV-B辐射处理显著促进长春花叶片UV-B吸收化合物合成积累,并随氮供应增加其含量进一步增加;氮供应增加和UV-B辐射增强共同作用时,长春花叶片中长春碱的含量较其单独作用时均显著增加。上述结果表明,增加氮供应不但可以缓解紫外辐射引起的生长抑制和生理伤害,同时对长春花叶片中生物碱的合成积累具有协同促进效应,其原因可能是增强UV-B辐射能促使长春花利用更多的氮源合成积累长春碱。     

UV-B辐射增强对植物影响的研究进展

UV-B辐射的增强对植物的影响是目前科学研究的热点之一。本文综述了国内外有关UV-B辐射增强对植物影响的研究现状与动态,讨论了在增强了UV-B辐射时,植物在生长发育、生理形态、光合作用、物质次生代谢、抗氧化系统和分子防御反应等多个层次的变化,同时还探讨了UV-B辐射与其它环境因素联合作用对植物的影响。并展望了UV-B辐射对植物的影响领域中值得深入探讨的问题。     

伤害及诱导子对喜树幼苗中喜树碱含量的影响

通过伤害处理和外施诱导子——水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJa)和乙烯利(Ethrel)以及伤害和诱导子复合处理,研究不同处理对喜树中喜树碱(camptothein,CPT)含量的影响。结果表明:(1)4种单独诱导处理均能在一定程度上增强喜树碱的合成,其中水杨酸处理和机械伤害诱导效果最明显,较对照组的喜树碱含量分别提高了47.7%和27.2%,而机械伤害和诱导子复合处理均产生拮抗作用,喜树碱含量降低;(2)诱导作用受诱导剂浓度的影响,SA、MeJa和Ethrel的适宜质量浓度分别为50~100 mg.L-1、5~10 mg.L-1和5~10 mg.L-1。     

增强UV-B辐射对3种芦荟蒽醌类物质含量的影响

以中华芦荟、库拉索芦荟和木立芦荟为试验材料,采用HPLC技术,研究了增强UV-B辐射对3种芦荟叶片中主要药用成分总蒽醌、芦荟素和芦荟大黄素含量的影响。结果显示:增强UV-B辐射20 d,每天处理6 h,库拉索芦荟和木立芦荟叶中总蒽醌、芦荟素、芦荟大黄素的含量增加,叶提取物中出峰数量增多,总峰面积增大;而中华芦荟中蒽醌类物质含量显著降低,叶提取物中出峰数量减少,总峰面积减少。研究表明,增强UV-B辐射能刺激库拉索芦荟和木立芦荟叶片中蒽醌类物质的积累和新物质的合成,而不利于中华芦荟蒽醌类物质的积累。     

增强UV-B辐射对芦荟蒽醌类物质含量和超微结构的影响

以库拉索芦荟为试验材料,采用透射电子显微镜及HPLC技术,研究了增强UV-B辐射对芦荟的超微结构和蒽醌类物质的影响.结果显示：增强UV-B辐射20 d,每天处理6 h,芦荟叶中总蒽醌、芦荟素、芦荟大黄素的含量分别增加了31.8%、11.3%和22.0%;叶绿体被膜有轻微破损,其他细胞器结构没有明显变化.说明增强UV-B辐射能促进蒽醌类物质的积累,但对细胞超微结构影响不大.     

短期增强UV-B辐射对青榨槭幼苗生理特性的影响

在中国科学院茂县生态站选择2年生青榨槭幼苗进行室外盆栽实验,以人工增强0.27 W·m^-2(7.7kJ·m^-2·d^-1)的UV-B辐射剂量,研究模拟当地平流层臭氧削减1%时近地面太阳UV-B的增强对木本植物幼苗生理生态适应性的影响.处理0 d后,移除UV-B处理装置,就地测定气体交换参数和叶绿素荧光参数,并取样测定叶绿素及UV吸收物质含量.结果表明,增强UV-B辐射显著降低了青榨槭幼苗叶片最大净光合速率P_max(对照为6.214,处理为4.42),显著增加叶片暗呼吸速率Rd(对照为0.413,处理为1.29)和光补偿点LCP(对照为21.629,处理为9.861),但对表观量子速率a(对照为0.021,处理为0.032)影响不明显;它降低青榨槭幼苗每日净光合速率和水分利用效率,以及原初光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学量子产量(ΦPS∏).此外,增强UV-B辐射使叶片叶绿素a、b含量降低(对照为16.23,.39,处理为13.17,4.93),但对叶绿素b含量影响未达显著水平.增强UV-B处理降低了青榨槭幼苗UV吸收物质含量(对照为0.87,处理为0.79).光合指标、叶绿素荧光指标和叶绿素含量的变化有较好的一致性,表明增强UV-B对青榨槭幼苗的光合作用可能有一定的抑制作用.     

UV-B辐射增强对NaCl胁迫下小麦幼苗生理生态的影响

研究了0.4w·m-2的紫外线-B(UV-B)辐射对0.8%NaCl胁迫下冬小麦小偃926(TriticumaestivumL.xiaoyan-926)幼苗的生长、光合作用、水分状况、黄酮含量和膜脂过氧化等几方面的影响。结果表明,UV-B辐射和NaCl胁迫单独或复合处理下小麦幼苗的株高、生物量、含水量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和光合色素含量均显著降低,膜脂过氧化产物丙二醛含量和叶片相对电导率则升高,但NaCl胁迫条件下增加UV-B辐射(复合处理)与单独NaCl胁迫相比,上述指标多数均无显著差异(除复合处理下类胡萝卜素含量显著降低外)。两胁迫因子单独或复合处理均明显提高了小麦幼苗黄酮含量及三种抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,且复合处理的促进效应最大。脯氨酸含量在单独UV-B辐射下明显降低,在单独NaCl胁迫和复合处理下显著升高,且复合处理下增幅最大。结果说明UV-B辐射不会明显加剧NaCl胁迫下小麦幼苗的伤害,这可能与NaCl胁迫提高了小麦幼苗黄酮含量、脯氨酸含量和抗氧化酶活性有关。     

UV-B辐射增强对水稻多胺代谢及内源激素含量的影响

研究表明,在处理前期（7－14d),增强的UV－B辐射能使供试水稻汕成63（Sy63）的精氨酸脱羧酶（ADC）、鸟氨酸脱羧酶（ODC）和s－腺苷蛋氨酸脱羧酶（SAMDC）活性分别平均增加165．74％、104．60％和89．60％,南川（NC）的这3种酶活性分别增加59．91％、41．30％和23．68％,IR65600－85只表现出ADC和ODC活性分别平均提高115．93％、14．45％,SAMDC活性却下降33．01％,在处理后期（21－28d）,Sy63的ADC－ODC活性分别对照平均增加89．72％、3．71％,NC则分别增加73．95％、27．38％,IR656000－85表现为ADC活性增加94．41％,ODC活性却下降13．57％,就SAMDC而言,处理后期（21－28d）,三者分别下降40．06％、19．20％和38．21％,多胺氧化酶（PAO）活性变化趋势恰好相反,从而引起多胺（PA）含量特别是腐胺（Put）含量明显上升,此外,UV－B辐射增强能使IAA和GA11／3含量在整个处理期间（7－28d）供试水稻品种（组合）Sy63分别平均下降58．92％和45．48％,NC分别减少43．31％和56．20％,IR65600－85则分别降低38．69％和47．33％,所有供试水稻品种（组合）的ZRs含量表现为处理前期（7－14d）有所降低,处理后期（21－28d）则明显提高,就ABA含量而言,整个处理时间（7－28d）,3个品种（组合）均比对照显著或后期（21－28d）则明显提高,就ABA含量而言,整个处理期间（7－28 d）,3个品种（组合）均比对照显著或极显著增加,三者分别提高了14．4%、99．6％和56．7％,从而显著降低IAA／ABA、GA1／3／ABA和ZRs/ABA的比值,影响水稻生长发育。     

接种时期对丛枝菌根喜树幼苗喜树碱含量的影响

喜树(Camptotheca acuminata)是我国特有的多年生亚热带落叶阔叶树种, 因其次生代谢产物喜树碱具有良好的抗肿瘤活性而受到人们的广泛关注。通过温室盆栽接种试验, 观察了喜树幼苗不同生长时期接种蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)和根内球囊霉(Glomus intraradices)对喜树幼苗喜树碱积累的影响。结果表明接种两种丛枝菌根真菌均促进了喜树幼苗喜树碱的积累, 表现为喜树碱产量(单株幼苗所含的喜树碱量, 喜树碱含量与幼苗生物量的乘积)的显著提高。进一步分析发现, 接种丛枝菌根真菌导致幼喜树苗喜树碱产量的提高, 早期(幼苗出土20天)接种主要是源于喜树碱含量的提高, 特别是叶片喜树碱含量的提高, 而晚期(幼苗出土60天)接种则主要是源于幼苗生物量的增加。     

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。     

增强的UV-B辐射对植物影响的研究

综述了国内外有关UV－B辐射对植物影响的研究现状与动态,讨论了增强的UV－B辐射对植物生长及形态结构、植物生理生化代谢、植物遗传物质、UV－B吸收物质及某些基因表达和种群及生态系统的影响。展望了增强的UV－B辐射对植物影响领域中值得深入探讨的问题。     

UV-B辐射增强对拟南芥表皮蜡质的影响

以野生型拟南芥、蜡质不同程度缺失突变体CER1、CER3、CER4、CER6、CER10、CER20及KCS1为试验材料,通过施加50μW/cm2、长达10 d的UV-B辐射,研究了拟南芥表皮蜡质晶体结构、组分及蜡质基因对UV-B辐射的响应机制。结果表明:UVB辐射增强改变了拟南芥表皮蜡质晶体结构,表皮蜡质松针状(CER1)、柱状、杆状(CER3、CER10与KCS1)晶体结构显著减少,球状蜡质晶体类型出现在CER6表面,无规则片状、膜状结构覆盖在KCS1与CER10茎表面。野生型拟南芥蜡质晶体结构类型无明显变化,但在部分区域积累了大量水平杆状、管状结构,增加了蜡质层厚度。UV-B辐射增强也改变了拟南芥表皮蜡质组分的分泌量。野生型在UV-B处理后一级醇、酸、醛含量显著上升,烷、次级醇及酮含量显著下降,蜡质总量增加不显著。一级醇含量的增加及酮和次级醇含量的减少在拟南芥各材料响应UV-B辐射中具有普遍性。UV-B辐射增强诱导了野生型CER3、CER4、KCS1基因表达的上调,其中CER4大量表达,促进了蜡质组分中一级醇、酸和醛含量的积累;CER1在UV-B处理后表达量下调,可能导致烷合成下游分支途径相关产物(烷类、次级醇及酮类)的减少。WIN1表达量的下调对蜡质总量没有显著影响。UV-B辐射增强使蜡质前体从烷合成分支途径更多地转向一级醇分支途径。