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激光对蚕豆幼苗UV-B辐射损伤防护效应及机理研究

赵宏林  
【摘要】:本研究通过以蚕豆(Vicia faba L)作为实验材料,在温室培养条件下,采用激光辐射(6mW·mm-2,2分钟)的方法,对增强紫外(5.76kJ·m-2·d-1)辐照下,蚕豆幼苗在生长,发育,生理,生化等方面的损伤及修复效应,主要为了阐明激光对植物的生物学效应以及对增强紫外线辐射的防护、修复功能。得出以下结论: 1.He-Ne激光辐射蚕豆种子可以改善蚕豆幼苗的生长发育。提高了蚕豆幼苗的蛋白质含量、光合色素含量、水分利用效率、净光合速率以及植株的总生物量。 2.紫外-B辐射会使蚕豆的生长发育产生一定的损伤作用。实验表明蚕豆幼苗的光合色素、气孔导度、可溶性蛋白质、水分利用效率、净光合速率等的降低,最终导致蚕豆的总生物量降低。 3.紫外-B辐射导致了蚕豆幼苗丙二醛(MDA)浓度、紫外吸收物含量、脯氨酸含量等升高;蚕豆幼苗还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸(ASA)含量等降低及抗氧化酶SOD, POD和CAT活性的下降,使植物产生过量的自由基,引起脂质过氧化伤害的发生。 4.UV-B辐射后,蚕豆表现出植株生长减缓,叶片卷曲,颜色加深等形态变化,通过激光再处理后,有不同程度的减轻,研究结果证实,激光辐照增强了植物萌发初期的淀粉酶活性,蛋白质,从而促进了蚕豆的萌发与生长。 5.He-Ne激光预处理蚕豆种子对增强UV-B辐射损伤具有良好的防护效果,通过对蚕豆生理指标的测定:与对照相比,UV-B辐射显著的降低了超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性和抗氧化物质谷胱甘肽(GSH),抗坏血酸(AsA),紫外吸收物等等的浓度,增加了丙二醛(MDA)浓度,而激光辐照可使UV—B辐射后蚕豆幼苗MDA含量减少;AsA, GSH及紫外吸收物含量明显增加;SOD, CAT, POD等这些抗氧化酶活性增加,表明激光以酶促与非酶促使抗氧化系统发生变化,从而提高蚕豆幼苗在生理水平对辐射损伤的一种修复能力。 6.激光辐照对增强UV-B辐射引起蚕豆生理和生化代谢的损伤效应具有良好的修复作用。UV-B辐射后的蚕豆,再经激光辐照处理,结果表明:激光对蚕豆的促进效应会在一定程度上恢复UV-B辐射对蚕豆幼苗的水分利用率、净光合速率、光合色素含量、气孔导度以及总生物量的抑制影响;而且,还可以一定程度上恢复UV-B辐射损伤蚕豆的可溶性蛋白质含量、丙二醛MDA浓度、还原型谷胱甘肽GSH含量、抗坏血酸AsA含量、抗氧化酶SOD, POD和CAT活性。同时表明激光辐射对蚕豆的生物学影响能一定程度上激活或增强蚕豆的抗紫外-B辐射胁迫能力,起到减弱UV-B辐射对蚕豆幼苗的损伤作用。


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