镉胁迫对黄栌叶片电阻抗参数及相对电导率的影响

以2年生黄栌(Cotinus coggygria Scop.)实生苗为试材,种植于含不同Cd离子浓度(50,100,200,500,1 000mg/kg,清水为对照)的土壤中,研究黄栌叶片相对电导率和电阻抗参数的变化。结果表明:黄栌叶片的相对电导率随着镉浓度的升高和处理时间延长而逐渐升高。胞外电阻Re随处理时间延长呈先降低后升高的趋势,高频电阻率r、低频电阻率r1、弛豫时间τ随处理时间的延长均先下降后升高,弛豫时间分布系数ψ差异不明显。相关性分析表明,黄栌叶片的电阻抗参数τ在不同镉浓度胁迫下,均与相对电导率相关,r与相对电导率呈负相关。

电阻抗参数成像数据采集系统中三种电流-电压转换器的比较

目的 寻找一种能在 2～ 380 k Hz间提供 2 MΩ以上的等效输出阻抗和 0 .1%以上精度的电压 -电流转换电路(VIC) ,为电阻抗参数成像数据采集系统的建立打下基础 .方法 在分别对单运放 VIC、三运放 VIC和由仪表放大器构成的 VIC的工作原理进行了分析的基础上 ,根据各自的要求建立了这 3个 VIC,并在不同频率点进行了测量 .结果 在低频端 ,基于仪表放大器的 VIC具有极高的输出阻抗和很低的噪声水平 ,在高频时只有三运放 VIC性能能接近要求 .

热激诱导对高温胁迫下百合相对电导率及电阻抗参数的影响

为了研究电阻抗图谱法对百合耐热性测定的有效性,采用45℃温水热激百合鳞茎0、15、30、45、60min后,测定植株叶片的相对电导率和电阻抗参数对38℃高温胁迫的反应。结果表明,随胁迫时间延长各处理的相对电导率均呈先降低后升高的趋势;4和5d时各处理的相对电导率均低于对照,其中热激30min的值最低。表明热激诱导可提高百合的耐热性。随高温胁迫时间延长,高频电阻率(r)、低频电阻率(r1)、胞外电阻率(re)、胞内电阻率(ri)和弛豫时间(τ)的变化趋势相似,整体均呈先上升后下降的趋势。相关分析表明,植株受不同时间热胁迫时,re与相对电导率呈负相关,ri与相对电导率呈正相关,其中re是测定百合耐热性最适宜的参数。

外源重金属胁迫对小麦叶片电阻抗参数的影响

为了研究外源重金属胁迫下小麦叶片细胞膜的电特性,应用电阻抗图谱的方法测定了不同浓度的Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+和Cr3+胁迫下两种小麦叶片的胞外电阻、胞内电阻、弛豫时间以及弛豫时间分布系数。结果表明,当重金属离子浓度在0～200mg·kg-1的范围内增加时,两种小麦叶片的胞外电阻和弛豫时间均表现为先增加后减小,胞内电阻和弛豫时间分布系数减小,与最小值相比,晋麦的胞外电阻减小49.7%～126.1%,弛豫时间减小120.2%～561.2%,弛豫时间分布系数减小13.3%～37.1%,小偃的胞外电阻减小32.7%～61.5%,弛豫时间减小38.9%～210.3%,弛豫时间分布系数减小8.5%～31.2%;与对照相比,晋麦的胞内电阻减小27.5%～59.5%,小偃的胞内电阻减小44.9%～72.9%。与其他两种离子相比,Cu2+、Zn2+和Pb2+更能显著地改变电阻抗参数的值,因此,4个电阻抗参数对Cu2+、Zn2+和Pb2+更敏感。可以分别应用渐进回归函数、一元线性函数对Cu2+、Zn2+、Pb2+和Ni2+、Cr3+胁迫下小麦叶片的胞内电阻进行预测,Zn2+和Pb2+胁迫下小麦叶片的弛豫时间分布系数可分别用一元线性和负指数函数进行预测。电阻抗参数对不同重金属离子浓度的响应显示出这种方法在土壤重金属污染程度的诊断方面具有一定的应用前景。

水分胁迫对不同小麦品种叶片电阻抗参数的影响

采用盆栽试验,研究了适宜水分(对照)、中度干旱和严重干旱3个水分胁迫下,分属于旱地、灌区和旱肥3种不同抗旱类型的7个小麦品种电阻抗参数(胞内电阻、胞外电阻、弛豫时间和弛豫时间分布系数)的变化规律。结果表明,在中度干旱条件下,除品种河东TX-006、小偃22叶片的胞外电阻略低于对照外,其他品种叶片的胞外电阻均较对照增加;严重干旱条件下,旱地品种的胞外电阻进一步增大,而灌区品种的胞外电阻却低于对照。严重干旱条件下各品种小麦叶片的胞内电阻均高于对照。旱地品种的弛豫时间均高于对照,灌区品种的弛豫时间均低于对照。不同水分胁迫条件下,不同小麦品种叶片弛豫时间分布系数差异较小。4个电阻抗参数在不同品种间均有极显著差异;除胞内电阻外,其他电阻抗参数在不同水分胁迫处理间差异不显著,而在品种和水分胁迫处理的交互效应中差异达显著或极显著水平。

水杨酸和轮纹病菌对梨叶片电阻抗参数的影响

【目的】为了探讨电阻抗参数是否能够监测梨叶片受胁迫程度,【方法】以鸭梨(Pyrus bretschneideri‘Yali’)为试材,0.2 mmol·L-1水杨酸诱导后接种轮纹病菌,研究梨叶片电阻抗参数及与膜脂过氧化相关的生理参数的变化。【结果】结果表明,水杨酸处理后叶片的胞外电阻率增大,接种轮纹病菌叶片的胞外电阻率、胞内电阻率和弛豫时间分布系数减小,而弛豫时间增大。水杨酸诱导后超氧化物歧化酶(SOD)活性增强,丙二醛(MDA)和超越阴离子(O.2)含量降低。对电阻抗参数与生理参数的相关性分析表明,接种病菌叶片的胞内电阻率变化与MDA含量显著正相关,水杨酸诱导后叶片的胞内电阻率、胞外电阻率的变化与O.2含量显著正相关,而弛豫时间则均与叶片中O.2含量为显著负相关。【结论】电阻抗参数能够反映梨叶片细胞内的变化,可以作为监测梨叶片受胁迫程度的物理指标。

高温胁迫对月季叶片电阻抗参数的影响

研究了月季叶片EIS参数在高温胁迫下的变化。测定了高温胁迫下不同时期月季叶片胞外电阻率、胞内电阻率、弛豫时间和弛豫时间分布系数的变化。结果表明:随着高温胁迫时间的增加,月季叶片的胞外电阻率呈上升趋势,而胞内电阻率呈下降趋势,与胞外电阻率变化趋势相反;弛豫时间呈先下降后上升趋势,而弛豫时间分布系数变化幅度不明显。

干旱胁迫下小麦叶片的电阻抗图谱参数与生理参数的关系

通过盆栽实验,在适宜水分、中度干旱和严重干旱水分条件下,分别测定了3个不同抗旱类型的7个小麦品种叶片的电阻和电抗以及保护酶活性、MDA含量、细胞膜相对透性、脯氨酸和含水量等生理参数,并拟合了胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数等电阻抗图谱参数,分析了叶片的电阻抗图谱参数与生理参数之间的相关性。结果表明,在受到水分胁迫后,小麦叶片的CAT、POD活性较适宜水分条件下降低,MDA含量、细胞膜相对透性和脯氨酸含量增加,含水量减小;胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数在品种间差异均极显著(P<0.01),而仅胞内电阻在水分处理间差异显著(P<0.05);在适宜水分条件下,胞外电阻与细胞膜透性有显著负相关,驰豫时间与丙二醛、含水量之间有显著正相关,而在严重干旱条件下,驰豫时间分布系数与丙二醛含量之间有显著正相关,胞内电阻与含水量之间有显著负相关。可见,胞内电阻和驰豫时间分布系数在一定程度上反映了小麦叶片受水分胁迫的程度。

Zn^(2+)胁迫对白皮松针叶电阻抗图谱参数的影响

研究了Zn2+胁迫下白皮松(Pinus bungeana)针叶细胞膜的电特性,对盆栽6a生白皮松苗,应用电阻抗图谱法测定了不同浓度Zn2+(0,200,500,1000,2000,3000 mg.L-1)胁迫下白皮松针叶的胞外电阻率、胞内电阻率、弛豫时间、弛豫时间分布系数、高频电阻率和低频电阻率。结果表明:在Zn2+胁迫下,随处理时间的延长,胞外电阻率和低频电阻率总是增加,胞内电阻率和高频电阻率则先减小后增加,弛豫时间先增加后减小,弛豫时间分布系数无明显变化趋势。随Zn2+胁迫浓度的增加,处理7d后各参数均无明显变化;处理14d后,各参数均随浓度的增加逐渐增加,相比对照,胞外电阻率和低频电阻率都分别增加了115%~235%,胞内电阻率分别增加了34%~95%;处理21d后,除弛豫时间分布系数外,其余各参数在3000mg.L-1Zn2+处理相比对照差异显著,胞外电阻率和低频电阻率增加129%,胞内电阻率增加232%,弛豫时间减少74%,高频电阻率增加216%;处理28d后,胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻率和低频电阻率均在Zn2+浓度200,2000,3000 mg.L-1时与对照相比有显著差异。可见,Zn2+胁迫处理14d时,对白皮松针叶均有明显伤害,可能是对Zn2+胁迫最敏感时期;白皮松针叶不能忍耐2000 mg.L-1以上Zn2+浓度胁迫。

用于电阻抗多频及参数成像数据采集系统的正交序列解调法

目的 研究一种用于电阻抗多频及参数成像数字采集系统的具有高抗噪性能和快速的解调方法 .方法 提出一种新解调方法正交序列解调法 ,通过构造一对正交的正弦序列 ,计算所采序列与这两个序列的内积 ,从而得出相应频率成分的实部和虚部 .结果 在 n频率成分 ,每周期采样点为 N的情况下 ,从采样结束到解调完成共需 2 n次加法和 2 n次乘法运算 ,随机噪声可被衰减 (N/ 2 ) 1 /2 倍 .除特定频率点外 ,高次谐波被有效抑制 .结论 正交序列解调法具有系统资源占用少、计算速度快、抗噪性强的优点 。

小麦叶片的电阻抗图谱参数对水分胁迫的响应

电阻抗图谱参数能够反映植物的基本生理信息,通过研究不同品种、生育期和水分胁迫下的小麦叶片,得到胞内电阻、胞外电阻、弛豫时间和弛豫时间分布系数等膜参数的变化特征.通过盆栽实验,测定了分属于旱地、水地和水旱兼用型3个不同抗旱类型的7个品种的小麦叶片在抽穗期、开花期和灌浆期3个生育期,以及适宜水分、中度干旱和严重干旱3个水分条件下的电阻和电抗,应用LEVM软件拟合出相应的电阻抗图谱参数,并分析了参数的变化特征.电阻抗图谱参数与不同小麦品种的抗旱性强弱没有明显的对应关系,水分胁迫使叶片的胞外、胞内电阻和弛豫时间分布系数增大,弛豫时间减小.不同生育期对胞外、胞内电阻和弛豫时间的影响表现为:开花期>抽穗期>灌浆期;对弛豫时间分布系数的影响则表现为:开花期>灌浆期>抽穗期,电阻抗图谱参数尚不能用于表征小麦品种的抗旱性强弱,但可以提供不同生育期小麦叶片在水分胁迫下细胞膜变化的电学信息.

小麦叶片的电阻抗图谱参数对PEG胁迫的响应

为了解水分胁迫下小麦叶片细胞膜变化的一些电参数特性,应用电阻抗图谱的方法研究小麦叶片对PEG溶液不同渗透势的反应,测定了不同渗透势下叶片的胞外电阻、胞内电阻、弛豫时间及弛豫时间的分布系数的数值,并应用回归分析和相关分析对电阻抗参数与渗透势的关系及电阻抗参数之间关系进行了分析。结果表明,随着PEG溶液渗透势的增加,胞外电阻、胞内电阻和弛豫时间减小,弛豫时间分布系数表现为先增大后减小;随着胁迫时间的增加,胞外电阻和胞内电阻在各个渗透势的变化规律不一致,弛豫时间增大,弛豫时间分布系数先增加后减小。胞外电阻、胞内电阻和弛豫时间对不同的渗透势具有显著或极显著的线性关系。

基于坐标变换迭代拟合法的生物电阻抗模型参数提取方法研究

研究了一种基于最小二乘模型的坐标变换迭代拟合新算法,可用于生物组织电阻抗模型参数的提取。与其它方法比较,此算法具有收敛速度快、数值拟合精度高等特点。实现了快速、精确地提取阻抗模型参数Ri、Re、Cm和α的目标。按照低功耗、低价位和高性能价格比的设计要求,设计了双CPU结构的生物电阻抗测量系统。初步实验结果表明,长期静坐引起肢体缺血使阻抗模型参数Ri显著上升,反映了下肢组织缺血的变化。

干旱胁迫下精灵景天的电阻抗图谱参数与生理参数的关系

以干旱胁迫下种植在屋顶的精灵景天(Diamorpha smalli)叶片为材料,测定其电阻抗图谱参数和膜透性的变化,通过膜透性与电阻抗图谱参数间的相关性来证明电阻抗图谱法研究精灵景天抗旱性的有效性。结果表明:随着干旱时间的延长,精灵景天叶片的胞外电阻整体呈上升趋势,胞内电阻整体呈下降趋势,弛豫时间和弛豫时间分布系数呈先下降后上升的趋势;叶片细胞膜透性逐渐增大,净光合速率逐渐下降。相关分析表明,弛豫时间与膜相对透性呈极显著负相关(P<0.01);胞内电阻与净光合速率呈显著负相关(P<0.05),弛豫时间与净光合速率呈极显著负相关(P<0.01)。

干旱胁迫下杨树苗期叶片的阻抗谱参数和蒸腾速率的研究

采用人工控水的方法对6个杨树品种幼苗进行干旱胁迫,研究各品种杨树的阻抗谱参数和蒸腾速率对干旱胁迫的响应规律。结果表明：土壤含水量对杨树幼苗叶片的胞内电阻和蒸腾速率有十分显著的影响,与胞内电阻、蒸腾速率分别呈显著、极显著相关;8328和8801的蒸腾速率较小,抗旱能力较强。白城小黑和8328响应土壤水分胁迫的敏感度较高,适应干旱能力较强;在土壤含水量为8%~11%时各品种杨树的蒸腾速率最低,此时应该趋于严重干旱。

电阻抗断层成像评价丰花月季抗寒性

【目的】研究电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术评价丰花月季抗寒性的可行性,为快速、非破坏性地检测观赏植物抗寒性提供新的可借鉴方法。【方法】以3个多年生丰花月季(Rosa hybrida Hort.‘Floribunda’)品种‘红帽’(Hongmao)、‘柔情似水’(Rouqingsishui)、‘仙境’(Xianjing)为试材,测定当年生茎段在自然低温以及人工冷冻处理下EIT图像和电阻抗图谱(electrical impedance spectroscopy,EIS)参数的变化,并与传统电导法(electrolyte leakage,EL)测定的抗寒性进行相关分析。同时,对自然低温下3个丰花月季品种茎的胞外电阻率r_e、胞内电阻率r_i、弛豫时间t和弛豫时间分布系数ψ4个EIS参数与EIT重构值进行相关性分析。【结果】3个丰花月季品种在最冷月抗寒性顺序为:‘仙境’>‘柔情似水’>‘红帽’;各个品种不同温度下的茎段都可以得到清晰的EIT图像,且EIT重构值随温度降低呈减小的趋势,通过EIT重构值计算的抗寒性与电导法求得的抗寒性有极显著的相关性(r=0.92),但较EL法测得的抗寒性低。抗寒锻炼期间,EIS参数均发生变化,总体上,胞外电阻率r_e呈上升趋势,弛豫时间t呈下降的趋势;自然低温下,‘红帽’和‘仙境’的胞外电阻率r_e与EIT重构值正相关(r>0.72),‘柔情似水’和‘仙境’的弛豫时间t同样和EIT重构值正相关(r>0.63),说明EIT重构值、r_e和t可以表征细胞、组织的状态。【结论】冷冻处理下,丰花月季枝条受到冻害以后,EIT图像重构值显著降低,可以通过重构值用Logistic方程拟合计算,得到抗寒性,但是所得抗寒性较EL法低。未经冷冻处理的胞外电阻率r_e和弛豫时间t两个EIS参数与EIT重构值有一定的相关性。样本经冷冻处理后,可以用茎的电阻抗断层成像(EIT)图像重构值评价丰花月季的抗寒性。

不同果型翅果油树的抗寒性

以4种果型(毛果型、大果型、长果型、小果型)翅果油树(Elaeagnus mollis Diels.)的1年生枝条为试验材料,进行低温(4、-10、-20、-30、-40℃)处理,测定其丙二醛质量摩尔浓度、相对电导率、保护酶活性、渗透调节物质质量分数及电阻抗参数等指标,并以相对电导率为依据,探究电阻抗参数与抗寒性的关系,利用主成分分析和隶属函数法综合评价4种果型翅果油树的抗寒性。结果表明:随着处理温度的降低,4种果型翅果油树枝条的丙二醛(MDA)质量摩尔浓度和相对电导率均呈升高趋势,过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸质量分数均呈先上升后下降的趋势,胞外电阻率、胞内电阻率、弛豫时间整体均呈逐渐降低的趋势,毛果型和大果型的超氧化物歧化酶(SOD)活性、大果型和小果型的可溶性糖质量分数、毛果型的可溶性蛋白质量分数均呈“上升-下降-再上升”的趋势,长果型和小果型的超氧化物歧化酶(SOD)活性、大果型和长果型的过氧化氢酶(CAT)活性、毛果型和长果型的可溶性糖质量分数、小果型的可溶性蛋白质量分数、大果型和长果型的弛豫时间分布系数均呈先上升后下降的趋势,毛果型和小果型的过氧化氢酶(CAT)活性呈“上升-下降-上升-再下降”的趋势,大果型的可溶性蛋白质量分数呈“下降-上升-再下降”的趋势,长果型的可溶性蛋白质量分数、毛果型和小果型的弛豫时间分布系数均呈“下降-上升-下降-再上升”的趋势;毛果型、大果型、长果型和小果型的半致死温度(T_(L,50))分别为-34.60、-30.27、-24.57、-35.18℃;相关性分析表明,各电阻抗参数均可作为评价翅果油树抗寒性的指标。综合分析表明,4种果型翅果油树的抗寒性由强到弱依次为小果型、毛果型、大果型、长果型。

涝渍胁迫下白桦根系可溶性糖和淀粉含量与电阻抗的相关性分析

以白桦(Betula platyphylla Suk.)2年生实生苗为材料,测定根系在涝渍胁迫下可溶性糖和淀粉含量与电阻抗图谱(electrical impedance spectroscopy,EIS)参数的变化,分析可溶性糖和淀粉含量与EIS参数的相关性。试验分对照、渍水和淹水3个处理组,处理时间为60 d。结果表明:1)随着涝渍胁迫处理时间的延长,对照组可溶性糖含量呈整体缓慢上升趋势;渍水组呈先下降,后上升的趋势;淹水组呈先上升,后下降的趋势。2)随着涝渍胁迫处理时间的延长,对照和渍水组淀粉含量都呈整体上升的趋势;淹水组呈整体下降趋势。3)电阻抗图谱参数在涝渍胁迫处理期间均发生变化,且胞外电阻率(re)和弛豫时间(τ)的变化趋势相同。4)相关性分析结合通径分析表明,在涝渍胁迫期间,可溶性糖含量对re的影响最大,二者呈显著的正相关;淀粉含量对弛豫时间分布系数(ψ)的影响最大,二者呈显著的负相关。说明电阻抗图谱参数能够有效地表征涝渍胁迫下白桦根系可溶性糖和淀粉的变化,电阻抗技术是研究林木根系在逆境胁迫下生理状况的一种有效方法。

单叶刺槐半同胞子代的抗寒性研究

以单叶刺槐母本(A1-1)及5个叶形产生明显变异的半同胞子代无性系(A21-1、B24-3、A15-1、A16-1和C23-1)的当年生休眠枝条为材料,测定各无性系样本在不同低温处理下的相对电导率和电阻抗参数。以母本的相对电导率为标准,通过相关性分析,优选最适电阻抗参数,进而与相对电导率联合分析,对单叶刺槐各样本的抗寒性进行综合评价。结果表明:弛豫时间τ和弛豫时间分布系数ψ是评价单叶刺槐抗寒性的最适电阻抗参数,各样本抗寒性的强弱与叶形变异无显著相关,各样本按抗寒强弱可分为3类:第I类,C23-1,抗寒性较强;第Ⅱ类包括A1-1、A16-1、A15-1,抗寒性中等;第Ⅲ类包括A21-1、B24-3,抗寒性相对较弱。

温汤处理种球对亚洲百合幼苗耐热性的影响

【目的】研究温汤处理种球对亚洲百合幼苗耐热性的影响。【方法】以亚洲百合‘多安娜’(Pollyanna)为试材,研究种球在45℃下,经历不同时间梯度(0、10、20、30、40、50min)温汤处理后,其幼苗抗性生理指标及电阻抗图谱参数对38℃胁迫的反应。【结果】种球热锻炼20min,植株SOD活性及可溶性糖含量分别高于对照51.41%(P<0.01)和23.45%(P<0.01),根系活力比对照增加57.11%(P<0.01),弛豫时间与对照无显著性差异;处理30min后,SOD活性及可溶性糖含量分别达到峰值,但与处理20min差异不显著,且根系活力下降至低于对照。【结论】种球温汤处理20min显著提高亚洲百合‘多安娜’幼苗耐热性。