极低频脉冲电场与高压静电场对作物种子萌发影响的差异

为了明确基于极低频脉冲电场(pulsed electric field,PEF)的种子处理技术与基于高压静电场(highvoltage electrostatic field,HVEF)的种子处理技术的有效性及其差异,研究了极低频PEF和HVEF对绿豆生长的影响。结果表明,极低频PEF处理对绿豆幼苗的质量、芽长和根长都有明显的促进作用,相同强度的HVEF处理对绿豆幼苗的根长生长有一定促进作用,对芽长的影响不显著。机理研究显示,极低频PEF和HVEF处理均对萌发绿豆的氧化代谢和蛋白质代谢有一定影响,在种子萌发初期,极低频PEF处理促进了种子储藏蛋白的分解,在后期促进了新蛋白的合成,HVEF处理则对萌发后期的蛋白合成有一定促进作用。研究还发现,极低频PEF和HVEF均可通过诱发超氧阴离子自由基激活种子超氧化物歧化酶(SOD)活性,促进过氧化物酶(POD)的合成,但是,极低频PEF对SOD和POD的影响大于HVEF。讨论了极低频PEF和HVEF对绿豆萌发影响差异的原因。

低温胁迫下香蕉叶片Chla荧光动力学参量的变化及其品种差异性

低温胁迫下 ,广东 2号香蕉品种和巴西香蕉品种Williams的叶绿素 (Chla)荧光动力学参量FⅤ/Fm、ΔFⅤ/T以及williams品种的FIV/FⅤ 均呈下降趋势 ,两个品种的荧光上升半时间T1 / 2 及广东 2号的FIV/FⅤ 呈上升趋势 其中 ,Williams的FⅤ/Fm、ΔFⅤ/T和T1 / 2的变化幅度小于广东 2号 ,表明低温胁迫通过抑制光合电子传递速度和PSⅡ无活性中心含量的提高使香蕉叶片PSⅡ原初光能转换效率下降 ,相同低温对广东 2号的影响大于对Williams的影响 FⅤ/Fm

生物超弱光子辐射在禽蛋新鲜度评价中的应用

为了探索生物超弱光子辐射在禽蛋新鲜度评价和检测方面的应用,研究了25℃和40℃储存温度下鸡蛋超弱光子辐射中自发发光和延迟发光的基本规律。结果表明,在25℃的储存温度下,随着储存时间的延长鸡蛋的自发发光缓慢增长,延迟发光初始光强缓慢降低;在40℃高温下自发发光迅速增长,而延迟发光初始光强迅速下降,鸡蛋的延迟发光服从双曲线弛豫。由延迟发光积分强度和单位时间内的自发发光构建鸡蛋的状态参量,研究发现,在25℃和40℃储存温度下鸡蛋状态参量的变化与哈夫单位的变化呈现良好的线性关系,表明鸡蛋状态参量可以作为鸡蛋新鲜度评价的定量指标。

UV-B诱导的大豆愈伤组织超弱光子辐射的动力学分析

为了研究细胞超弱光子辐射的动力学特征及其所揭示的生物学意义,用20μW/cm2UV-B辐射大豆愈伤组织2h,测定停止辐射后4d内大豆愈伤组织在LED光诱导下的延迟发光.通过建立延迟发光动力学方程和数学拟合得到了大豆愈伤组织超弱光子辐射中的延迟发光积分强度、初始光子数、衰减参数和自发发光,讨论了这些发光动力学参数的生物学意义.研究结果表明,在停止UV-B辐射后的4d内,大豆愈伤组织的光诱导延迟发光服从双曲线弛豫.动力学分析发现,延迟发光积分强度和初始光子数随处理后时间的进行呈现波动变化,停止UV-B辐射后,自发发光和丙二醛(MDA)含量均呈现升高的趋势,在辐射后2d附近达到峰值,此后同步下降.用延迟发光积分强度和自发发光的比值定义细胞的状态参量Q和序参量R,发现UV-B辐射后大豆愈伤组织细胞Q值或R值的变化反映了UV-B辐射对大豆愈伤组织细胞的损伤以及细胞的恢复过程.

基于玉米幼苗电位波动的脉冲电场生物学效应

为了获取显著的电场生物学效应,通过小波降噪和功率谱分析研究了玉米幼苗本征电位波动的基本特征。研究发现,玉米幼苗本征电位波动的功率谱主要分布在1Hz以内,重心频率为0.2Hz。采用电场强度为100kV/m、频率为0.2Hz的极低频脉冲电场处理萌发玉米种子,在萌发第5d时玉米种子的质量、芽长和根长分别比对照组增加17.55%、60.13%和28.50%。分析萌发种子超弱发光的变化时发现,在萌发第5d时,处理组玉米种子的自发发光和延迟发光积分强度分别比对照组增加了68.84%和33.93%,表明0.2Hz脉冲电场加速了玉米萌发过程中DNA合成反应和细胞代谢。脉冲电场与植物电位的耦合共振可能是极低频脉冲电场具有显著生物学效应的原因。

极低频高压脉冲电场对绿豆萌发过程中水分吸收的影响及其机理

为研究极低频高压脉冲电场(ELF-PEF)对作物种子萌发过程中水分吸收的影响及其机理,测量了ELF-PEF(电场强度为1 k V/cm、频率为1 Hz、脉宽为80 ms)作用下,萌发绿豆的吸水率、细胞膜相对透性、超氧阴离子自由基()的产生速率及三磷酸腺苷(ATP)含量的变化规律。结果表明:绿豆萌发过程中,吸水率呈现出萌发初期快速吸水、萌发中期缓慢吸水和萌发后期快速吸水的阶段性变化规律;ELF-PEF能够显著提高萌发初期和萌发后期的吸水率,但对萌发中期的吸水率影响不大。分析表明:在绿豆吸涨初期,ELF-PEF通过可逆电穿孔效应增大了细胞膜相对透性,使种子吸水率增大;在萌发中期,ELF-PEF加速了种子的呼吸代谢,产生速率和ATP含量均显著增大;ELF-PEF对萌发后期的细胞膜相对透性影响不大,推测其可能是通过激活细胞膜上的水通道蛋白来促进绿豆萌发后期的吸水作用。

极低频高压脉冲电场对玉米种子萌发影响的频率差异

为了研究极低频高压脉冲电场对作物种子萌发影响的频率差异，采用电场强度为100kV／m、脉冲宽度为80ms、脉冲频率为0．2～15Hz的高压脉冲电场处理了萌发玉米种子。对萌发种子形态指标和鲜质量的测量结果发现，经过极低频高压脉冲电场处理的萌发玉米种子芽长、根长和种子鲜质量均明显优于对照组，其中，脉冲频率为0．2Hz和1Hz的脉冲电场影响最大。研究还发现，随着脉冲频率的增加，高压脉冲电场对萌发种子鲜质量的影响逐渐减少，表明极低频高压脉冲电场对玉米种子萌发的影响具有频率差异。通过生物超弱发光检测技术对萌发玉米种子自发发光和外界光诱导的延迟发光的测量和分析发现，萌发玉米种子的自发发光和延迟发光对极低频高压脉冲电场的反应也具有频率差异性，0．2Hz和1Hz脉冲电场对种子白发发光和延迟发光的影响最为显著，提示不同脉冲频率的极低频高压脉冲电场对萌发玉米种子的DNA合成反应和细胞代谢的影响有所不同。脉冲电场和种子细胞电场的耦合共振可能是产生频率差异的原因。

脉冲电场对渗透胁迫下玉米幼苗自发光子辐射的影响

为了揭示极低频脉冲电场(extremely low frequency pulsed electric field,ELF-PEF)对作物幼苗抗旱性的影响及其机理,采用渗透势为-0.1MPa的PEG-6000溶液对玉米幼苗形成生理干旱,研究了1Hz脉冲电场对渗透胁迫下玉米幼苗生长和自发光子辐射的变化。结果表明,在-0.1 MPa的渗透胁迫下玉米幼苗根系和叶片鲜质量缓慢增长,玉米幼苗种胚的自发光子辐射表现出先增加后减小的趋势,幼苗根系和叶片的自发光子辐射也呈现出波动性的增长趋势;经过脉冲电场处理的玉米幼苗根系和叶片鲜质量始终高于(P<0.05)未经过脉冲电场处理的对照组,玉米种胚的自发光子辐射峰值出现的时间比对照组早(P<0.01),峰值辐射强度也比对照高(P<0.01),玉米幼苗根系和叶片的自发光子辐射都有所增强(P<0.05),在渗透胁迫初期脉冲电场处理对玉米幼苗叶片自发光子辐射的增强效应非常显著(P<0.01)。研究结果为揭示极低频脉冲电场对作物幼苗抗旱性的影响机理提供参考。

基于植物电位波动的极低频脉冲电场对绿豆幼苗生长的影响

为了解决电场生物学效应重复性不好的问题,研究了极低频脉冲电场的生物学效应。结果发现,强度为100kV/m、频率为0.2Hz的极低频脉冲电场处理明显促进了萌发绿豆的芽长和根长生长。对绿豆幼苗超弱光子辐射的研究表明,在绿豆幼苗生长过程中自发发光呈现阶跃式增长,延迟发光积分强度逐渐升高,脉冲电场作用使得自发发光和延迟发光积分强度都有明显的提高,表明极低频脉冲电场促进了绿豆幼苗生长过程中的DNA合成反应和代谢强度,脉冲电场与植物自身电位波动的耦合共振可能是上述极低频脉冲电场生物学效应的成因。

基于FTA优化CPSO算法的锻压机典型故障诊断研究

为适应多种类型的产品加工需求,锻压机具高度自动化控制能力的提高尤为重要。采用单一智能故障诊断算法无法达到高的故障诊断率以及需要设置复杂的诊断措施等,综合故障树分析(FTA)与混沌粒子群(CPSO)算法相结合方式实现故障诊断。分析实际传感器测点,并与GA与PSO算法结果进行对比。结果表明:FTA-CPSO算法的故障诊断准确率比GA高6.25%,比PSO高4.20%;FTA-CPSO算法可以获得较小的误差,相对GA与PSO达到了更优的诊断性能;经过多次迭代后,所有算法的适应值都减小;FTA-CPSO可以在最短时间内完成迭代计算,有效降低迭代次数,同时搜索时间也明显缩短。

应用超弱光子辐射评价菠菜叶片衰老方法可行性

为了研究植物叶片衰老评价及其无损检测方法,采用外源H2O2诱发菠菜叶片衰老,研究了H2O2胁迫下菠菜叶片细胞超弱光子辐射的变化规律及其与叶片衰老的关系。结果表明,在H2O2胁迫过程中,菠菜叶片自发光子辐射随着胁迫时间的延长而增加,外界光诱导的延迟光子辐射也表现出明显的变化。根据细胞自发光子辐射和延迟光子辐射的生物学意义,采用延迟光子辐射积分强度和自发光子辐射的比值作为描述细胞整体状态的状态参量,结果发现,在H2O2胁迫过程中,基于细胞超弱光子辐射的菠菜叶片细胞状态参量的变化与叶绿素含量的变化呈现良好的正相关,相关系数为0.91437,暗示通过细胞状态参量的变化可以推测菠菜叶片细胞的状态与衰老程度,进而实现对菠菜叶片衰老程度的无损检测,为植物叶片衰老评价提供了一种新方法。

异常环境电磁场对生物影响的研究进展

物理学的研究表明,在地球的大气环境中存在一个巨大的电场,大气电离层的电势约为360 kV,地球表面的电势约为130 kV;地球又是一个大磁球,地球表面磁场的磁感应强度约为 10-5 T,地球上生物就是在这样的环境电磁场中繁衍和进化.然而,在现代社会中,随着电力和电子信息技术的飞速发展,出现了日益严重的电磁污染,造成了异常的环境电磁场,这种异常环境电磁场将对生物体系带来重大影响.

UV-B诱导的大豆愈伤组织异黄酮和超弱发光的变化

利用基于单光子技术的超弱发光测量系统研究了UV-B辐射对大豆愈伤组织异黄酮和超弱发光的影响,UV-B辐射的强度范围为20～80μW/cm2.结果表明,UV-B辐射使大豆愈伤组织延迟发光初始强度和自发发光强度明显增强,随着诱导处理后时间的延长,延迟发光初始强度和自发发光强度逐渐减小,大豆异黄酮含量逐渐增加,大豆异黄酮含量的变化与延迟发光初始发光强度的变化之间呈现负相关.结果表明,UV-B辐射使大豆愈伤组织总体代谢和活性氧代谢强度提高,大豆异黄酮含量提高是自发发光和延迟发光强度降低的原因,大豆异黄酮含量的增加可以用延迟发光初始发光强度的降低来量度.

低强度微波对烟草叶片细胞膜系统和POD同工酶的非热效应

在300MHz低强度微波辐射下,烟草叶片细胞膜电解质渗漏率增加,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,表明微波抑制了细胞膜保护酶系统的活性,使膜脂产生了过氧化作用。进一步的研究表明,烟草类囊体膜膜脂不饱和度指数(index of unsaturated fatty ac id,IUFA)下降,膜流动性减小,类囊体膜结合酶Ca2+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性升高。低强度微波还使烟草叶片过氧化物酶(POD)活性发生了变化,电泳分析显示,POD同工酶谱的染色和条带都有所改变。烟草叶片细胞发生的这些变化是微波对光合细胞的一种非热效应。

磁处理对不同抗旱性小麦萌发与生长影响的差异性研究

初步研究了磁处理对不同抗旱性小麦郑引一号和陕合六号萌发与生长影响的差异性。结果表明，在两种小麦的α－淀粉酶活性、过氧化物酶活性、可溶蛋白含量和幼苗活力等生理生化方面以及发芽势、芽长和根长等形态方面，磁处理的影响均有显著的差异。指出这种磁效应上的品种差异性在磁处理技术应用中应引起广泛的注意。

低强度微波电磁场作用下菠菜和烟草光合细胞叶绿素荧光动力学过程及光合色素系统的差异

在300MHz低强度微波电磁场作用下,菠菜和烟草叶片光合细胞叶绿素荧光动力学过程和光合色素呈现不同的变化.菠菜的荧光动力学参量F0和FVI/FV减小,FV/F0、ΔFV/T和FV/Fm升高;烟草的荧光动力学参量F0升高,FVI/FV没有明显变化,FV/F0、ΔFV/T和FV/Fm降低.在微波作用下,菠菜和烟草叶片的光合色素系统的变化也有差异,菠菜和烟草的叶绿素含量均降低,但菠菜的类胡萝卜素含量明显升高.这些结果表明,低强度微波电磁场使烟草叶片光合机构受到抑制,光合色素系统受到破坏,因而光合作用下降;菠菜则通过光合细胞的光合机构中PSⅡ活性中心异质性的转变和光合色素中类胡萝卜素含量的升高来适应微波辐射的环境,使光合作用维持在较高水平.

烟草光合细胞Chla荧光动力学和超弱发光对低强度射频电磁场的响应

在 30 0MHz低强度射频电磁场的作用下 ,烟草叶片光合细胞Chla荧光动力学过程和超弱发光均发生了变化 ,荧光动力学参数F0 、FV/F0 、FV/Fm、ΔFV/T和T1/2 及超弱发光的光子数对电磁场辐射功率的响应呈现出非线性和“功率窗”特征 ,表明低强度射频电磁场对光合细胞具有非热效应 电磁场的非热效应使得烟草叶片光合细胞的细胞膜受到伤害 ,PSⅡ反应中心受损、PSⅡ潜在活性降低 ,光合电子传递过程受阻 。

香蕉叶片Chlα荧光动力学参量对激发光强的反应

在蓝色激发光(λm＝660nm)作用下，香蕉叶片的叶绿素a(Chl a)发出波长为720～740nm的荧光信号，荧光强度随时间呈现有规律的变化。随着激发光强的增加，荧光动力学参量F０和FVI／ＦＶ呈上升趋势，FＶ／Ｆ０与FＶ／ＦＭ逐渐达到饱和，而CA和T１／２呈下降趋势。研究结果表明，保证香蕉叶片光合机构高速有序运转的适宜光强在20～６０mol·m－２·s－１之间，过量的光强将造成叶片光合机构的损伤。讨论了香蕉叶片诸荧光动力学参量的生物学意义及其随激发光强度增加而变化的原因.

H_2O_2胁迫下菠菜叶片延迟发光动力学过程的分析

从生物延迟发光的机理出发,建立了生物延迟发光动力学方程,发现菠菜叶片的延迟发光随时间按双指数规律衰减,表明菠菜叶片延迟发光来源于快项和慢项两个发光系统,其动力学行为可以通过发光动力学参数积分强度、初始光子数和衰变时间定量描述。用体积分数为10%的H2O2溶液处理菠菜叶片,随着处理时间的延长,延迟发光积分强度和初始光子数快速降低,积分强度和初始光子数的变化呈正相关,表征快相和慢相发光特征的两个衰变时间表现出逐渐减小的趋势。积分强度和初始光子数的变化代表了叶片的光合能力和代谢强度的下降,衰变时间的变化暗示H2O2可能对叶片PSⅡ中D1和D2两条多肽造成了破坏。

大豆愈伤组织超弱光子辐射的双指数模型(英文)

在研究生物超弱光子辐射机理的基础上,建立了大豆愈伤组织超弱光子辐射的双指数模型。用20μW/cm2的UV-B辐射处理大豆愈伤组织2h,测定处理后4d内的超弱光子辐射。结果显示,双指数模型准确描述了大豆愈伤组织的超弱光子辐射及其在UV-B辐射下的变化,表明大豆愈伤组织的超弱光子辐射由快项和慢项两个部分组成;通过对双指数模型的分析得到了大豆愈伤组织自发发光与延迟发光中的初始光子数、积分强度和快项与慢项两个部分的衰减参数,由这些发光信息可以实现对大豆愈伤组织超弱光子辐射变化的定量分析。研究结果还发现,在UV-B辐射处理后的4d内,延迟发光的快项部分发生了剧烈变化,自发发光出现了相反的变化趋势,暗示大豆愈伤组织超弱光子辐射对UV-B辐射反应灵敏的是延迟发光中的快项部分,细胞膜脂过氧化可能是造成快项部分剧烈变化的原因。