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。     

不同种源喜树幼枝中喜树碱的含量

通过HPLC测定了喜树(Camptotheca acuminata)不同器官及不同种源幼枝中喜树碱的含量.结果表明,喜树碱含量在叶、种子和幼枝(幼叶和幼茎)中较高,木质部中较少,髓中最低.不同种源的幼枝中,来自成都种源喜树的喜树碱含量最高.通过比较,两年生喜树各器官中喜树碱含量普遍比一年生高,幼枝中顶枝的喜树碱含量比侧枝高.     

不同种源喜树幼枝中喜树碱的含量

通过HPLC测定了喜树(Camptotheca acuminata)不同器官及不同种源幼枝中喜树碱的含量。结果表明, 喜树碱含量在叶、种子和幼枝(幼叶和幼茎)中较高, 木质部中较少, 髓中最低。不同种源的幼枝中, 来自成都种源喜树的喜树碱含量最高。通过比较, 两年生喜树各器官中喜树碱含量普遍比一年生高, 幼枝中顶枝的喜树碱含量比侧枝高。     

2种杨树光合色素和抗氧化系统对UV-B与NaCl胁迫的响应

以胡杨和俄罗斯杨(黑杨杂交种)为材料,通过设置增强UV-B辐射、NaCl胁迫(100mmol/L NaCl)、复合胁迫(增强UV-B辐射+100mmol/L NaCl)及对照(不额外施加NaCl和UV-B)4组处理,研究2种杨树对UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合胁迫的生理响应及其种间差异。结果显示:(1)增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合胁迫下,2种杨树的叶绿素含量降低,叶绿素a/b比值减小,类胡萝卜素含量升高;叶片中的膜脂过氧化产物(MDA)和H2O2含量均显著升高;但在复合胁迫下,俄罗斯杨MDA含量要明显低于各单一胁迫处理,而胡杨MDA含量和2种杨树H2O2含量均介于2种单一胁迫处理之间。(2)在3种不同胁迫条件下,俄罗斯杨和胡杨叶片中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性比对照显著升高,且POD活性在复合胁迫下最高。(3)2种杨树叶片中渗透调节物质(脯氨酸、甜菜碱、可溶性蛋白)含量在各胁迫条件下均比对照明显升高,且脯氨酸和可溶性蛋白含量在复合胁迫下最高;胡杨甜菜碱含量在3种胁迫条件下的升高幅度均远大于俄罗斯杨,而俄罗斯杨可溶性蛋白含量升高的幅度在增强UV-B辐射和复合胁迫下却明显高于胡杨。研究表明,增强UV-B辐射、NaCl胁迫及其复合处理对2种杨树生长均造成不同程度的胁迫伤害,但2种杨树在复合胁迫下表现出的抗氧化保护能力比在2种单一胁迫下更强,因而复合胁迫对2种杨树的伤害更小,UV-B辐射可能与NaCl胁迫相互拮抗最终减缓了对植物的伤害。     

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.     

喜树的分泌结构及其与喜树碱积累的关系

为了揭示喜树碱(camptothecin,CPT)在喜树(Camptotheca acuminata Decne.)中的积累部位及积累规律,运用组织化学技术和高效液相色谱技术对喜树茎、叶中喜树碱的积累部位和含量进行了相关性分析.结果发现两类分泌结构与喜树碱积累密切相关:一类是分布于幼茎和幼叶表面的单细胞腺毛;另一类是分布于喜树幼茎和幼叶中的由1～2层细胞包围而成的分泌道.由此推断,喜树中的分泌结构为喜树碱的主要积累部位.     

喜树的分泌结构及其与喜树碱积累的关系(英文)

为了揭示喜树碱(camptothecin,CPT)在喜树(Camptotheca acuminata Decne.)中的积累部位及积累规律,运用组织化学技术和高效液相色谱技术对喜树茎、叶中喜树碱的积累部位和含量进行了相关性分析。结果发现两类分泌结构与喜树碱积累密切相关:一类是分布于幼茎和幼叶表面的单细胞腺毛;另一类是分布于喜树幼茎和幼叶中的由1～2层细胞包围而成的分泌道。由此推断,喜树中的分泌结构为喜树碱的主要积累部位。     

外源NO对UV-B胁迫下红豆杉抗氧化系统的影响

为探讨一氧化氮(nitric oxide,NO)对紫外线-B( UV-B)辐射胁迫下植物抗氧化系统的影响,以盆栽5年生南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)幼苗为材料,硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为外源NO供体,设置CK(对照)、SNP(+0.1 mmol·L-1SNP)、UV-B(+4.22 kJ·m-2·d-1 UV-B)及UV-B+ SNP(+0.1 mmol·L-1 SNP+4.22 kJ·m-2·d-1UV-B)4个处理,研究外源NO对UV-B胁迫下南方红豆杉幼苗针叶过氧化氢(H2O2)含量、脂质过氧化程度及抗氧化物质含量的影响.结果表明:UV-B胁迫显著提高了南方红豆杉针叶H2O2及MDA含量(P＜0.05),施加外源NO降低UV-B胁迫下针叶H2O2及MDA含量,提高紫杉醇、类黄酮及类胡萝卜素等抗氧化物质含量(P＜0.05);各处理对抗氧化酶活性影响不同,SNP处理显著提高针叶中CAT和POD活性(P＜0.05),UV-B和SNP+UV-B处理均提高针叶中POD活性,降低CAT活性和APX活性(P＜0.05).本研究证实,外源NO可提高UV-B胁迫下植物抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,降低其H2O2含量及脂质过氧化程度,从而在一定程度上缓解UV-B胁迫对植物的伤害.     

喜树幼枝的喜树碱积累及其组织内定位

对喜树幼枝发育过程中各组织结构变化的观察和喜树碱含量的分析,以及荧光显微技术对喜树碱的定位研究,结果表明,幼茎和幼叶表面的单细胞腺毛和幼茎及幼叶内部由1～2层细胞包围而成的分泌道是喜树碱的主要积累部位.     

不同时间的UV-B辐射对拟南芥幼苗生长的影响

以哥伦比亚野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料, 用辐射功率为16.67 μW·cm^-2但不同时间(0.5、1、1.5、2、2.5和3小时)的UV-B辐射对拟南芥幼苗进行处理, 观察叶片形态, 并测定其根长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)浓度、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素荧光参数。结果显示, 短时间UV-B辐射可促进拟南芥根的伸长, 叶绿素和可溶性蛋白含量升高; 长时间UV-B辐射则抑制拟南芥根的生长, 使叶绿素含量、可溶性蛋白含量、叶绿素荧光参数F_v/F_m及qP逐渐降低, MDA浓度、SOD活性、CAT活性和qN值升高, 并随着时间的延长逐渐降低或升高。当辐射功率为16.67 μW·cm^-2时, 其最佳辐射时间为1.5小时。UV-B辐射作为一种环境胁迫, 其胁迫程度都是在一定的范围内, 当胁迫达到极限时, 植株都会对UV-B辐射产生一定的适应效应而使损伤降低。     

温度和紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统的影响

为探讨西藏飞蝗(Locusta migratoria tibetensis Chen)对环境的适应机制,报道了温度和紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统影响。以西藏飞蝗成虫为试材,研究5—20℃低温、30—45℃高温胁迫和紫外线辐射对其抗氧化酶活性和膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量的影响。在5—20℃低温胁迫下,成虫体壁和消化道超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量分别随温度降低而升高;在30—35℃高温胁迫下,成虫SOD、POD和CAT活性分别随温度升高而升高,当温度超过35℃时,3种氧化酶活性均下降。长波紫外辐射(UV-A)和中波紫外辐射(UV-B)对处理后24h和72h成虫的SOD活性的影响大于可见光,在UV-A、UV-B和可见光3种光波长处理下,成虫的POD和CAT活性随光照时间的延长而增加,其中UV-B对两种酶活性影响大于UV-A和可见光,表现为UV-B处理组>UV-A处理组>可见光处理组;UV-A和UV-B处理能导致虫体体壁MDA含量明显升高,且对脂质过氧化的诱导存在时间效应;雌虫体壁、雌虫消化道、雄虫体壁和雄虫消化道的MDA含量分别在UV-B72h、UV-A72h、UV-A72h和UV-B72h达最大值0.72、0.88、0.66和0.94 nmol/g鲜重。在20—5℃低温胁迫下,西藏飞蝗成虫抗氧化酶活性升高,能较好的保护自身免遭活性氧自由基的伤害;西藏飞蝗对高温忍耐力差,在高于35℃高温胁迫下,成虫SOD、POD、CAT活性均下降;在长波和中波紫外辐射下,西藏飞蝗抗氧化酶活性显著升高,是西藏飞蝗对紫外线辐射强度大的青藏高原的一种重要适应。     

铅胁迫对3种藓类植物细胞伤害及光合色素含量的影响

采用水培实验研究了重金属Pb2+胁迫下3种藓类植物[尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)、湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)和匍枝青藓(Brachythecium procumbens)]的细胞伤害、光合色素含量和Pb2+累积量的变化,以探讨藓类植物对Pb2+胁迫的反应敏感性和耐性强弱.结果表明:(1)Pb2+胁迫导致尖叶拟船叶藓、湿地葡灯藓和匍枝青藓叶细胞显著损伤的最低浓度分别为100、1和10 mg·L-1,叶细胞伤害随Pb2+浓度的升高而显著增加,它们对高浓度Pb2+的耐受性顺序为尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓>匍枝青藓;(2)低浓度Pb2+胁迫(小于100 mg·L-1)对3种藓类植物的总叶绿素含量均没有影响,高浓度Pb2+胁迫则导致总叶绿素含量显著下降,降幅依次为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;叶绿素a/b值显示,高浓度Pb2+胁迫对尖叶拟船叶藓叶绿素b的抑制远大于叶绿素a,而对匍枝青藓和湿地葡灯藓使叶绿素a的抑制大于叶绿素b;当Pb2+胁迫浓度达到200 mg·L-1时3种藓类植物的类胡萝卜素含量显著降低;(3)3种藓类植物均能显著地富集Pb2+,高浓度Pb2+胁迫下,其富集能力急剧增加,而且与其耐受性呈正相关.     

2种补血草属植物幼苗对NaCl胁迫的生理响应

以盐生植物大叶补血草和黄花补血草为实验材料,研究了NaCl胁迫对其幼苗叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛含量等的影响,探讨这些生理指标的变化与补血草耐盐性的关系。结果表明,150mmol/LNaCl胁迫均使大叶补血草和黄花补血草幼苗叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和叶绿素总量降低,而过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量增加,且这种胁迫效应随处理时间的延长而增强,在相同胁迫时间段,大叶补血草各指标的减少或增加幅度明显大于黄花补血草;NaCl胁迫使大叶补血草叶片可溶性蛋白含量降低,却使黄花补血草可溶性蛋白含量增加。表明,NaCl胁迫对大叶补血草的伤害更大,黄花补血草的耐盐性可能强于大叶补血草。     

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。     

不同小麦品种对UV-B辐射增强响应的生理特性差异

研究了大田条件下模拟增强UV-B辐射（500 KJ·m^-2,相当于昆明地区臭氧层减少20%）对10个小麦品种生理指标的影响以及小麦对UV B辐射响应的种内差异.结果表明,10个供试小麦品种中有6个品种的叶绿素含量显著下降,叶绿素a降低的程度大于叶绿素b,从而导致叶绿素a/b的比率下降.UV-B对小麦叶片内MDA和类黄酮的影响也具有种内差异,有5个品种的MDA含量显著上升, 2个品种的MDA含量显著下降;4个品种的类黄酮含量显著增加,2个品种的类黄酮含量显著减少.叶绿素和类黄酮含量变化与MDA含量均呈显著负相关关系,类黄酮与小麦UV-B抗性之间存在密切联系.     

UV-B辐射胁迫下杨梅幼苗的高光谱响应

设置UV-B滤光减弱、UV-B辐射增强和自然光(对照)3组模拟大田试验,比较了不同UV-B辐射处理下,亚热带典型木本植物杨梅幼苗的叶绿素含量、光谱反射率及光谱特征参数,研究UV-B辐射变化对亚热带森林树种的影响.结果表明:增强UV-B辐射可降低杨梅幼苗的叶绿素含量,而降低辐射则会显著促进叶绿素的增加,并且这种胁迫反应于光谱反射率中.3种不同梯度UV-B辐射作用下,可见光部分光谱反射率间的差异主要集中在绿光反射峰及红边附近,同时红边所在波长位置“红移”.UV-B辐射对杨梅的胁迫在时间上具有积累性.用反高斯模型参数R0、λ0、λp、Rs、6指示杨梅受UV-B胁迫,以Rs最显著.不同UV-B辐射水平下植物叶片光谱反射率上的差异,可通过较窄波段光谱反射率或特定波长光谱反射率所构建的植被指数加以有效区分.     

不同产地和生长季节喜树叶中喜树碱含量测定

喜树(Camptotheca acuminata)是我国特有抗癌植物。本文通过测定不同产地的喜树幼嫩叶和成熟叶中喜树碱含量表明,均以四川都江堰所产喜树叶中喜树碱含量最高。不同生长月份的喜树嫩叶中喜树碱含量成一条单峰曲线,以7月喜树嫩叶中喜树碱的含量最高。     

滤光膜对喜树幼苗叶片生长和喜树碱含量的影响

喜树 (Camptotheca acuminata)为中国特有树种 ,因其次生代谢产物喜树碱具有抗癌作用而闻名。通过用黄色、红色、蓝色 3种滤光膜对温室栽培的喜树幼苗进行遮光处理 ,研究了不同光照环境下喜树幼苗叶片生物量、叶绿素含量、光合作用和喜树碱含量的差异。结果表明在 30 d的遮光过程中 ,红膜和蓝膜遮光明显导致幼苗叶片生物量降低 ,黄膜遮光下幼苗叶片生物量在处理后 2 5 d才表现明显降低。不同滤光膜下幼苗叶片叶绿素含量先降低然后升高 ,遮光幼苗的叶绿素 a/ b明显低于日光幼苗。幼苗日最大净光合速率的顺序是 :日光 >黄膜 >红膜 >蓝膜。处理后第 2 0天 ,不同滤光膜下幼苗的光饱和光合速率 (Amax)、光饱和点 (Is)、光补偿点 (Ic)、最大表观量子效率 (AQYmax)都不同程度的低于日光幼苗。处理后第 10天至第 30天 ,遮光幼苗叶片喜树碱含量均显著高于日光下幼苗 ,以蓝膜下幼苗的喜树碱含量最高。蓝膜和黄膜下幼苗的喜树碱产量在后期处理中显著高于日光下幼苗 ,蓝膜下幼苗喜树碱产量在第 30天最高 ,是日光下幼苗的 2 .4 9倍。红膜下幼苗的喜树碱产量在第 10天后与日光下幼苗差异不显著。通过滤光膜遮光促进喜树碱在幼苗叶片中的积累 ,提高了叶片喜树碱产量 ,对喜树碱的生产实践有一定的意义     

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。     

CO2倍增及UV-B增强对大豆植株生长和根际微生物的影响

以大豆'齐黄27'为研究材料,采用人工气候室模拟大气CO2浓度倍增(350～700 μmol*mol-1)及紫外线B(UV-B,280～320 nm)辐射增强(4～15 μW*cm-2)的环境条件,研究了CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期的生长及根瘤、根际微生物数量的影响.结果表明:(1)增强UV-B能显著减少大豆植株地上部生物量,而对株高的抑制作用不显著;CO2浓度倍增促使大豆株高和地上生物量显著增加,对根系生物量的促进作用不显著,但能够减轻UV-B辐射增强对地上及根系生物量的抑制作用;CO2浓度增加、UV-B辐射增强及其复合胁迫均导致大豆植株根冠比下降,且复合胁迫对根冠比的抑制作用更明显.(2)CO2浓度倍增降低了大豆叶片叶绿素、类胡萝卜素及花青素含量,提高了净光合速率;UV-B辐射增强导致叶绿素含量减少,光合速率下降,却增加了类胡萝卜素及花青素含量;CO2浓度增加、UV-B辐射增强复合处理对叶片色素含量及光合速率的影响具有复合效应.(3)CO2浓度倍增能够促进根瘤数量及根际真菌数量的增加,而UV-B增强处理则显著降低细菌和放线菌的数量;CO2浓度倍增能够缓解UV-B增强处理对放线菌的抑制作用,却导致根际细菌数量进一步减少.研究发现,CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期植株生长、叶片色素含量及根际微生物数量存在抑制或促进效应,而且在某些性状上存在复合效应,它们可能主要是通过调节大豆植株的干物质分配及根系的代谢间接影响根瘤数量及根际微生物数量.