地表UV-B辐射变化对冬小麦碳氮代谢的影响

本文采用室内盆栽实验,研究了地表UV-B辐射增加对冬小麦碳氮代谢的影响。结果表明:小麦的抽穗,UV-B辐射对碳代谢的影响表现为,UV-B辐射增加条件下,可以显著降低小麦呼吸速率。小麦叶片鲜重、地上部分鲜重均显著减少,根干重无显著差异。减少了叶绿素a,b含量及叶片中可溶性糖的含量,增加类胡萝卜素含量;UV-B增加对小麦叶片中N代谢过程的影响表现为:对N2O的排放影响不显著,但显著增加了可溶性蛋白质、游离氨基酸含量,促进谷氨酰胺合成酶活性,抑制硝酸还原酶活性,而对硝态氮、全N、全P含量无显著影响。     

光质对萝卜芽苗菜生长及营养品质的影响

 采用发光二极管（LED）精确调制光质和光量,以黑暗为对照,研究光质对杨花萝卜和青头萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响。结果表明,与黑暗相比,各光质处理显著抑制了萝卜芽苗菜下胚轴的伸长,其中UV-B 抑制效果最明显;UV-B 处理也显著降低了萝卜芽苗菜的地上部鲜质量。白光处理显著提高了杨花萝卜芽苗菜可溶性糖的含量,而黄光处理显著降低了可溶性糖的含量。青头萝卜芽苗菜可溶性糖的含量在黄光、蓝光和UV-B 处理下有显著降低。杨花萝卜芽苗菜可溶性蛋白、游离氨基酸和维生素C 含量在UV-B 处理下有显著提高。蓝光处理也显著提高了杨花萝卜芽苗菜游离氨基酸的含量,但显著降低了青头萝卜芽苗菜游离氨基酸的含量。青头萝卜芽苗菜维生素C 含量在UV-B 处理下有显著提高,但在黄光下有显著降低。研究表明,光质处理萝卜芽苗菜,尤其是UV-B 处理,能提高芽苗菜的营养品质。     

红蓝LED光源对生菜生长和品质的影响

以两种紫红色和一种绿色生菜品种为材料,利用红蓝LED光源(4∶1)对3种不同类型的生菜进行处理,研究了红蓝LED光源(4∶1)对不同类型生菜生长及营养品质的影响.结果表明:红蓝LED光源处理后的生菜地上部和地下部鲜重均显著增加,地上部鲜重比对照的地上部鲜重增加了13.8%,地下部鲜重比对照地下部鲜重增加了25.6%;叶绿素含量最高提高了88.3%;同时红蓝LED光源处理后显著提高了生菜叶片中花青素和可溶性糖含量,可溶性糖含量最高比对照中增加了14.6倍,两种紫红色生菜品种花青素含量平均比对照中提高了5.8倍,有效提高了生菜的品质.同时,长时间红蓝LED处理后的生菜体内可溶性和总草酸含量没有显著改变,但硝态氮含量显著升高.     

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。     

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。     

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.     

短期增补UV-B辐射处理对美丽风毛菊光合色素和紫外吸收物质的影响

以中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站地区的美丽风毛菊为材料,通过短期增补UV-B辐射的模拟试验,研究了叶片光合色素和紫外吸收物质含量对增强UV-B的响应.不同处理天数的取样分析表明,与对照UV-A相比,增补UV-B＋UV-A处理时光合色素有增高的趋势,紫外吸收物质含量也略有增高.说明高山植物叶片中丰富的黄酮类物质能有效保护光合机构,短期内UV-B辐射强度的增加所加剧的色素光氧化现象并不严重,受叶片增厚的影响单位叶片面积的光合色素含量有增加趋势.     

海洋硅藻三角褐指藻生长及光合作用对阳光UV辐射的响应

以海洋硅藻三角褐指藻为研究对象,将其置于全波段阳光辐射（PAB, 280—700nm）、阳光辐射滤除UV-B（PA, 320—700nm）以及光合有效辐射PAR （P, 400—700nm）3种辐射处理下进行培养,以探讨阳光UVR对其生长及光合作用的影响.研究发现,在低PAR条件下（日辐射剂量小于1.34MJ/m2时）,UVR的存在对三角褐指藻的生长表现促进作用;而随着辐射剂量的增加,UVR对生长的抑制效应突显.在73.6W/m2 UV-A及2.24W/m2 UV-B辐射水平下,三角褐指藻PSⅡ的有效光化学效率下降为P处理下的24%,碳酸酐酶活性被完全抑制,其光合固碳速率被抑制84%,表明高辐射水平下UVR显著抑制三角褐指藻的光合作用,从而导致生长速率降低．     

海洋硅藻三角褐指藻生长及光合作用对阳光UV辐射的响应

以海洋硅藻三角褐指藻为研究对象,将其置于全波段阳光辐射(PAB,280-700 nm)、阳光辐射滤除UV-B(PA,320-700 nm)以及光合有效辐射PAR(P,400-700 nm)3种辐射处理下进行培养,以探讨阳光UVR对其生长及光合作用的影响.研究发现,在低PAR条件下(日辐射剂量小于1.34 MJ/m2时),UVR的存在对三角褐指藻的生长表现促进作用;而随着辐射剂量的增加,UVR对生长的抑制效应突显.在73.6 w/m2 UV-A及2.24 W/m2UV-B辐射水平下,三角褐指藻PSⅡ的有效光化学效率下降为P处理下的24%,碳酸酐酶活性被完全抑制,其光合固碳速率被抑制84%,表明高辐射水平下UVR显著抑制三角褐指藻的光合作用,从而导致生长速率降低.     

不同LED光源对生菜生长和品质的影响

试验以生菜为材料,利用LED精量调制光源,设置黄光(Y)、绿光(G)、红光(R)、蓝光(B)和红蓝组合光(R:B=3:1)5个LED光处理,以镝灯白光为对照,探讨了不同IED光源对生菜生长和品质的影响.结果表明:红蓝组合光下生菜植株鲜样质量和干样质量最大,其次是蓝光处理.与对照相比,蓝光和红蓝组合光显著提高了生菜可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和维生素C含量.试验还发现,红蓝组合光显著提高了生菜叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,从而降低了硝酸盐和亚硝酸盐含量,有效提高了其安全品质.     

臭氧水对紫叶生菜及胡萝卜软腐欧氏杆菌的影响

利用不同浓度的臭氧水直接喷洒处于生长阶段的紫叶生菜的方法,研究了臭氧水浓度对蔬菜致病菌生长及宿主光合生理的影响,结果显示:低质量浓度(2 mg/L)臭氧水对紫叶生菜(Lactuca sativa var.ramosa Hort)光合和致病菌——胡萝卜软腐欧氏杆菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)生长影响较小;而高质量浓度(14 mg/L)臭氧水可以很好地抑制致病菌生长,但对紫叶生菜光合生理也产生严重影响;中质量浓度(6 mg/L)臭氧水可以完全抑制致病菌的生长,对紫叶生菜的光合生理还有一定的促进作用.因此,中浓度(6 mg/L)臭氧水喷洒紫叶生菜是绿色除菌的一种有效策略.     

双竹镇市场蔬菜中硝酸盐污染现状调查

本研究通过对永川区双竹镇市场16种蔬菜60个样品进行硝酸盐含量检测,发现该市场所售蔬菜中的硝酸盐含量超标较少,其中以白萝卜、莴笋和嫩南瓜污染较重,生菜和四季豆次之,以黄瓜最低,苦瓜和豆芽未能检出．同时评价了蔬菜的食用安全性,提出了防治蔬菜硝酸盐污染的措施．     

纳米银颗粒对生菜吸收重金属镉的影响

采用水培试验方法, 对比研究纳米银颗粒及其溶出的银离子对生菜(Lactuca sativa)镉的吸收以及生理生化特性的影响。将生菜分别置于含或不含50 μg/L镉离子的0, 10, 100 和1000 μg/L纳米银悬浊液或0.1, 1和10 μg/L银离子溶液中暴露35天, 测定生菜叶子和根部的镉浓度、干重和鲜重、叶绿素含量及丙二醛(MDA)含量。结果表明, 纳米银只在1000 μg/L的最高浓度组引起生菜根部镉含量的显著上升(约 200%, p<0.001), 其他浓度下, 无论是生菜叶子或根部镉含量变化都不显著。纳米银和镉对生菜生物量和含水率没有显著影响, 生菜中的叶绿素和丙二醛含量也没有统计学上的显著变化, 纳米银的影响不能完全由溶出的银离子解释。由此可见, 在农业生产实际应用的浓度水平下, 纳米银没有引起镉在生菜中积累的显著增加, 在可食用部分镉含量有所减少, 纳米银的存在未带来额外的食品安全风险。     

硝态氮对不同品种生菜产量和品质的影响

通过营养液栽培试验,研究了硝态氮浓度对不同品种生菜产量、品质的影响.结果表明,随着营养液中硝态氮浓度的提高,生菜的硝酸盐含量随之递增,生物产量、可溶性糖、蛋白质、氨基酸含量均呈现先增加后降低的趋势,但生菜体内的硝酸盐含量与硝酸还原酶活性无显著相关性.     

不同氮素水平对铁皮石斛UV-B辐射缓解作用研究

研究了高、中、低3种氮素营养水平(2.208 4,0.552 1和0.138 0g/L)对UV-B辐射(5.1,15.6μW/cm~2)下铁皮石斛的光合色素、类黄酮质量分数、苯丙氨酸解氨酶(PAL酶)活性及主要药用成分总多糖质量分数的动态变化情况,探讨了缓解铁皮石斛UV-B辐射伤害的适宜氮素营养条件.结果表明:低氮素营养条件下,铁皮石斛光合色素质量分数较低,但PAL酶活性强、类黄酮及多糖质量分数明显高,其类黄酮质量分数变化与PAL酶活性变化存在明显的正相关性.分析表明,低氮素营养条件虽然不利于铁皮石斛光合色素的形成,但促进类黄酮及药用成分多糖的积累,有助于缓解UV-B辐射带来的损伤.     

Elevated UV-B radiation reduces genome stability in plants

Long-term depletion of the stratospheric ozone layer contributes to an increase in terrestrial solar ultraviolet-B radiation. This has deleterious effects on living organisms, such as DNA damage. When exposed to elevated ultraviolet-B radiation (UV-B; 280-315 nm), plants display a wide variety of physiological and morphological responses characterized as acclimation and adaptation. Here we show, using special sun simulators, that elevated solar UV-B doses increase the frequency of somatic homologous DNA rearrangements in Arabidopsis and tobacco plants. Increases in recombination are accompanied by a strong induction of photolyase and Rad51 gene expression. These genes are putatively involved in major DNA repair pathways, photoreactivation and recombination repair. In mutant Arabidopsis plants that are deficient in photoreactivating ultraviolet-induced cyclobutane pyrimidine dimers, recombination under elevated UV-B regimes greatly exceeds wild-type levels. Our results show that homologous recombination repair pathways might be involved in eliminating UV-B-induced DNA lesions in plants. Thus, increases in terrestrial solar UV-B radiation as forecasted for the early 21st century may affect genome stability in plants.     

Combined effects of solar UV radiation and CO2-induced seawater acidification on photosynthetic carbon fixation of phytoplankton assemblages in the South China Sea

We carried out short term pCO₂/pH perturbation experiments in the coastal waters of the South China Sea to evaluate the combined effects of seawater acidification (low pH/high pCO₂) and solar UV radiation (UVR, 280–400 nm) on photosynthetic carbon fixation of phytoplankton assemblages. Under photosynthetically active radiation (PAR) alone treatments, reduced pCO² (190 ppmv) with increased pH resulted in a significant decrease in the photosynthetic carbon fixation rate (about 23%), while enriched pCO₂ (700 ppmv) with lowered pH had no significant effect on the photosynthetic performance compared to the ambient level. The apparent photosynthetic efficiency decreased under the reduced pCO₂ level, probably due to C-limitation as well as energy being diverged for up-regulation of carbon concentrating mechanisms (CCMs). In the presence of UVR, both UV-A and UV-B caused photosynthetic inhibition, though UV-A appeared to enhance the photosynthetic efficiency under lower PAR levels. UV-B caused less inhibition of photosynthesis under the reduced pCO₂ level, probably because of its contribution to the inorganic carbon (Ci)-acquisition processes. Under the seawater acidification conditions (enriched pCO₂), both UV-A and UV-B reduced the photosynthetic carbon fixation to higher extents compared to the ambient pCO₂ conditions. We conclude that solar UV and seawater acidification could synergistically inhibit photosynthesis.     

锶胁迫条件下生菜光谱效应特征

锶（Sr）胁迫条件下生菜的反射光谱特征会发生明显改变。通过室内生菜水培试验，获取了36个不同生长期、6个不同锶浓度胁迫的生菜叶片400～950 nm波段区间的生化参数信息（叶绿素含量、细胞结构、叶片金属含量）和反射光谱信息，利用光谱技术并结合数学统计方法研究了生菜叶片7个光谱特征参数与实测叶片锶元素含量之间的相关性，优选了较敏感光谱特征参数，建立了其与生菜叶片锶含量的线性回归模型。结果表明，锶胁迫生菜叶片叶绿素含量呈先上升后下降的规律，细胞结构差异不明显。锶胁迫生菜叶片反射光谱直观上无规律，通过采用光谱技术方法分析得出锶胁迫生菜叶片的红边波段位置先“红移”再“蓝移”，红谷波段位置则“红移”，植被指数B4/B3比值先升高后降低，红边归一化植被指数（NDVI）值随着锶浓度的升高而降低。相关性及线性回归模型分析表明红边波段位置与叶片锶含量显著相关。本文为下一步基于光谱特征的叶片重金属含量反演模型的构建提供了较好的数据源和基础理论。