短波光对植物生长的调控作用

光作为一个重要的环境因子，对植物的生长发育有广泛的调节作用，植物受光诱导和调节的发育称为植物的光形态建成。自从５０年代末光敏色素被发现以来，对红光、远红光在植物光形态建成中的作用已进行了深入的研究。７０年代以来，可见光谱中短波光对植物生长、发育和代谢...     

紫外光B波段光信号调控植物生长发育的研究进展

光作为重要的环境因子从多方面调控着植物生长发育.植物能感知不同波段的光并做出适当的反应来适应环境中不断变化的光信号.研究发现,植物进化出不同的光受体来接收远红光、红光、蓝光和紫外光信号.在光受体下游,光信号经复杂的信号转导网络以及全基因组表达变化来指导植物的生长发育,使得植物能够适应周围的光照环境.紫外光B波段(UV-...     

温室大棚作物生长发育对光色选择性吸收的研究进展

概述了近年来国内外在植物光合作用、光形态建成和光周期调节过程中,大棚作物生长发育对光色有选择性吸收特性研究中所取得的主要理论及应用成果.以期为进一步开发植物专用照明设备提供有参考价值的资料.     

玉米幼苗两种形态建成中3个生化指标的比较研究

采用ＰＡＧＥ方法，对玉米幼苗和暗形态建成过程中ＥＳＴ、ＰＯＤ各可溶性蛋白进行比较研究后发现：光促进分化而抑制生长，暗则与此正相反；光或暗条件下各自都有部分基因特异性表达，植物能够适应光与暗的环境，进行形态建成。     

UV-B胁迫对植物抗氧化酶活性的影响

随着污染物质尤其是氧化氮和氟氯烃等的排放、扩散,臭氧层被不断遭到破坏,以至于UV-B辐射大量到达地面.尽管近年来的研究发现UV-B(280～320 nm)实际上可以对许多水果,蔬菜和观赏作物的性能和营养质量产生许多有益的影响,但大多数研究表明增强UV-B辐射对作物有害.增强的UV-B辐射对生态系统及动植物的生长发育都有抑制效应,尤其是需要光源进行光合作用的植物.在长期进化下,植物对UV-B辐射形成了相应的响应机制:其中一条重要途径就是利用酶系统来修复或降低损伤,来维持正常的生理活动.本文研究了植物抗氧化酶系统对UV-B胁迫的响应机制及相关酶活性变化规律,并对今后植物响应UV-B辐射进行了展望.     

紫外光在植物工厂中的分布特征及应用前景

 紫外（UV）光在植物光形态建成、次生代谢和叶色形成方面具有重要光生物学和光化学作用,在调控设施园艺优质高产方面具有潜在应用价值。综述了人工光植物工厂和太阳光植物工厂中UV 光的分布规律,特征波长UV 光的植物效应及其人工调控的必要性和调控策略。提出了植物工厂中UV-LED 利用的前景、目标和方法。     

不同强度UV-B辐射胁迫对蚕豆幼苗生长及叶绿素荧光特性的影响

采用人工增强UV-B辐射的方法,研究了蚕豆幼苗生长及叶绿素荧光特性对不同强度UV-B辐射的响应.结果表明:不同强度UV-B辐射使幼苗植株矮化达50%以上,叶面积减小,干物质量减少23.3%～61.49%;可溶性糖及可溶性蛋白含量均显著降低;叶绿素含量下降,其中叶绿素a降低幅度比叶绿素b大;0.25W/m2的UV-B辐射使蚕豆幼苗叶片的Fv/Fm、Fv/F0、φPSⅡ、qP等荧光参数值显著下降.根据结果推测,增加不同强度UV-B辐射首先导致幼苗叶绿素含量减少,可溶性蛋白含量减少,进而降低PSⅡ反应中心活性,最终导致光合作用能力下降,减少了干物质的合成和积累.在本试验强度范围内,辐射强度为0.25W/m2时,其抑制作用最显著.幼苗植株的矮化及叶面积的减小是植物对增强UV-B辐射的一种适应方式.     

基于生物信息学探讨植物拟南芥的UV-B辐射保护机制

UV-B照射对植物的分子和细胞造成损害,为了适应生存植物也进化出一套UV-B保护机制.为了更好地了解植物的UV-B保护机制,本研究采用生物信息学的方法对公共数据库中UV-B响应相关的基因进行深入挖掘.采用GEO2R挖掘GEO数据库中的表达芯片数据(GSE3533和GSE22951),获取差异表达基因,然后采用Venny...     

紫外辐射诱导植物细胞DNA损伤的彗星检测

单细胞凝胶电泳(彗星检测)已广泛应用于动物细胞DNA损伤检测.该文报道了单细胞凝胶电泳应用于UV-B诱导植物细胞DNA损伤的检测.通过对动物细胞的单细胞凝胶电泳实验方法的改进,获得了在植物细胞中应用的最佳条件.以植物细胞原生质体为材料,并结合T4 Endonu lease V的运用,显著提高了UV-B诱导植物细胞DNA损伤提高彗星检测的敏感性和特异性.植物细胞DNA损伤的彗星图像经CASP软件处理并量化,结果表明:UV-A和UV-B均能诱导发生DNA单链断裂;UV-A在一定的剂量下诱导少量嘧啶二聚体的形成,而UV-B则强烈诱导嘧啶二聚体的产生.     

增强UV-B辐射对水稻叶绿素荧光参数的影响

为探讨UV-B辐射对水稻光合作用的影响,本研究采用增强紫外线-B(UV-B,16 kJ/m2·d和40kJ/m2·d)辐照"两优培九"水稻幼苗,测定叶片的叶绿素含量、Ca/Cb以及反映植物光系统Ⅱ(PSⅡ)的荧光参数值,分析UV-B处理后水稻叶片中的叶绿素含量、Ca/Cb及荧光参数值变化情况以及对水稻叶绿体荧光参数及光合作用的影响.结果表明,经UV-B处理后,水稻叶片中的叶绿素含量、Ca/Cb及荧光参数值(除qN以外)低于对照组(CK),差异显著(P0.05).其中荧光参数Fv/Fm(PSⅡ最大光化学量子产量)是对环境胁迫反映最为敏感的一个指标.低剂量UV-B处理组原初光能转化指标差异不显著,高剂量UV-B处理组原初光能转化指标差异显著.说明高剂量的UV-B导致了水稻荧光特性减弱,光合作用受损.     

光信号途径组分HEMERA调控拟南芥的花药发育

雄蕊是植物的雄性生殖器官,对植物繁衍及作物的产量至关重要.光信号影响拟南芥生殖发育过程,但作用机制知之甚少.HEMERA(HMR)是拟南芥光敏色素途径的主要成员之一,通过介导光敏色素B(PhyB)的定位及光信号途径重要转录因子PIF的降解而在植物光形态建成过程中发挥重要作用,但其在生殖发育中的功能尚不清楚.本研究利用hmr突变体及转基因恢复植物进行研究发现:HMR功能缺失导致花药变小、花粉数目减少、花粉萌发率显著降低,绒毡层部分空泡化并提前降解;并且,其转基因功能互补能恢复这些育性问题,说明HMR可能通过参与绒毡层降解过程而调节植物雄性育性.     

UV-B和NO对胞壁蛋白的影响

通过对玉米幼苗叶片细胞壁中蛋白组分、质量分数和过氧化物酶活性的分析检测,证明UV-B光胁迫下,内、外源NO作为UV-B辐射光氧化胁迫的信使负责胁迫信号的转导,激活细胞壁过氧化物酶的活性,致使细胞壁共价键结合蛋白,积累,从而钝化许多功能蛋白质的活力.而没有UV-B光胁迫时,适量的内、外源NO是抑制细胞壁过氧化物酶活性的有效抗胁迫分子,保证细胞壁中足量离子结合和游离蛋白质量分数,维持细胞壁中活跃的代谢功能.因此,在细胞壁中,一氧化氮能够介导UV-B辐射对细胞壁中结构和功能蛋白质的影响,为转导增强UV-B光胁迫的信号分子.     

白光下拟南芥隐花素双突变体及其野生型的蛋白质组学比较分析

隐花素是植物的蓝光受体,在植物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制仍然不清楚.采用双向凝胶电泳对生长在白光下的拟南芥隐花素双突变体及野生型的幼苗全蛋白进行分离,通过考马斯亮蓝染色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱.选取了55个差异蛋白质点采用MALDI-TOF-TOF-MS进行肽质谱指纹图分析,最终有33个蛋白质点得到了可靠鉴定.其中在crylcry2中相对于野生型下调的有9个蛋白,其他蛋白均表现为上调.这些在白光处理下差异表达的蛋白质主要是参与碳水化合物代谢、能量代谢、细胞组织结构、抵抗压力和解毒、蛋白质的折叠和细胞壁的形成等功能,而且亚细胞定位主要是在叶绿体和线粒体.对其中5个蛋白质点的基因进行了半定量RT-PCR分析,发现这几个蛋白质点的表达与基因的表达基本一致.这些分析结果表明光控制拟南芥的发育是通过共调节许多相关基因的表达而实现的.     

设施农业专用光源

光是一切生物赖以生存的重要环境因素之一．生命的起源与进行离不开光 ,生物结构与功能也受到光的强烈影响 ,因植物的正常发育过程是通过光合作用、光形态建成反应、光周期调节来完成的 ,所以从种子萌发一直到开花、结果、衰老及对环境的适应都离不开光的参与和调节．不同波长的光照射作物会直接影响其机体内部的生化反应 ,这种反应表现在酶的光激活效应上 ,同时通过变构控制酶的相互作用而引发一连串酶的激活 ,在宏观水平和亚细胞及分子水平上调节着植物结构和形态的变化 ,还调节着机体内部能量的转换速度 ,因此 ,选择合适波长的光可对作物…     

外源一氧化氮供体SNP对UV-B辐射下红芸豆叶片中SOD,CAT和POD同工酶的影响

以对UV-B敏感的红芸豆为材料,采用一氧化氮的供体硝普钠(SNP)研究15μmol/(m<'2>·S)的UV-B辐射下SNP对植物抗氧化酶的影响.结果表明:红芸豆叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等抗氧化酶活性的增加,同工酶电泳也显示100 μmolSNP促进SOD,CAT,POD同工酶的表达,特别是诱导一些同工酶条带提前出现,还出现一些单独UV-B处理所没有的条带.说明100μmolSNP可以提高UV-B作用下抗氧化酶的活性,在一定程度上减轻植物遭受UV-B伤害.     

田间条件下UV-B辐射增强对大豆叶片相关反射光谱指标的影响

本实验在室外大田条件下,模拟紫外线-B(UV-B)辐射增强条件,研究了两种不同辐射剂量对花期大豆叶片相关反射光谱指标的影响。结果发现,两种剂量的UV-B辐射处理导致叶绿素相对含量、光化学植被指数(PRI)和叶片相对水含量均显著降低,但未见剂量效应;导致花青素相对含量显著升高,且存在剂量效应;高剂量的UV-B处理导致类胡萝卜素相对含量显著升高,而低剂量UV-B处理下未见显著影响;对植物衰老反射指数(PSRI)则均无显著影响。实验表明不同剂量的UV-B辐射能诱导紫外防护色素花青素含量和类胡萝卜素含量增加,但均显著抑制了大豆叶片的叶绿素相对含量、PRI和叶片含水量,最终使得光合作用受到抑制。     

UV-B预处理对拟南芥uvr8-2突变体响应干旱胁迫的影响

以拟南芥uvr8-2突变体植株为材料,研究UV-B预处理对植株响应干旱胁迫的影响以及植物激素在此过程中的作用.实验结果表明:从形态观察到生理指标,UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体的干旱适应性,与野生型Ler的结果一致; UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,抗氧化酶基因POD和CAT的表达量,以及植物激素ABA、JA、SA的质量分数,降低了细胞膜受损程度.由此推测:UV-B预处理诱导uvr8-2植株的干旱适应性中存在一条不依赖于UVR8的信号转导途径,即通过增加植物逆境响应激素ABA、JA和SA的质量分数,调控抗氧化酶基因CAT和POD表达和增强抗氧化酶活性,从而缓解干旱胁迫下拟南芥的叶片萎焉、相对含水量下降等现象.     

miR398和miR408对UV-B胁迫下拟南芥幼苗的影响

为研究miR398和miR408对UV-B辐射下拟南芥幼苗的影响,测定了叶绿素荧光参数、抗氧化系统SOD酶活性、GSH含量和MDA含量等指标.结果表明:UV-B辐射下,过表达miR398拟南芥与过表达miR408拟南芥相比野生型植株的叶绿素荧光动力学参数F_v/V_m、qP降低、qN升高,影响植物的光合作用过程,降低光合效率;SOD酶活性降低、GSH含量减少,MDA含量上升,活性氧积累,影响植物抵抗辐射逆境胁迫,损害植株生长发育过程.说明过表达miR398和过表达miR408拟南芥对UV-B辐射胁迫的抗性降低,光合作用和抗氧化系统均受到影响,miR398与miR408对拟南芥响应UV-B胁迫下起负调控作用.     

光照对农林植物生长影响及人工补光技术研究进展

光照是影响植物生长最重要的因素之一,近年来随着补光技术越来越广泛地应用于设施园艺与苗木生产中,国内外关于光照对植物生长的影响及人工补光技术的研究越来越多。首先综述了光照对植物的多方面影响,包括不同光照强度、不同光质(如红蓝光、白光、红外光和紫外光及其组合)、光周期等对植物光合作用及形态建成的影响,以及不同类型的农林植物对光照的反应差异。其次,总结了补光调节技术与策略研究进展,即根据光环境对植物生长的影响规律,设计光强、光质调节与补光效率调节技术。最后,就补光技术发展的方向与重点进行了展望,认为应将光源选型、光照在植物内部作用机理和多环境因素对植物的协同作用等方面作为今后提高补光效率的研究重点。     

夏枯草幼苗中有效成分与生理指标对增强UV-B辐射的动态响应

以药用植物夏枯草幼苗为研究对象,采用低(CK)、中(UV-B+)、高(UV-B++)不同强度UV-B辐射对材料进行处理,设置自然光照为对照,于处理后0~60 d进行测定,探究增强UV-B辐射对夏枯草幼苗不同发育期9种主要有效成分及有关生理指标的影响。分析结果显示,类胡萝卜素在不同强度UV-B辐射下含量有显著增加,处理后期(≥40 d)增强UV-B辐射使花青素含量增加,不同强度UV-B辐射下的抗氧化酶活力均有显著增加。UV-B辐射可促进夏枯草中金丝桃苷含量积累、其他有机酸及黄酮类各成分在一定时间内对UV-B辐射有含量增加的响应,低强度UV-B辐射于处理后期(≥50 d)可显著提升三萜类成分的含量。由此可见,夏枯草幼苗对外界UV-B辐射增强可产生适应与防御机制,适度增强UV-B辐射可促进药用成分的积累。