He-Ne激光对小麦幼苗增强UV-B辐射损伤修复的影响

采用 He-Ne激光 ( 5m W/ mm2 )来辐照处理经增强 UV-B( 1 0 .8k J· m- 2 · d- 1)辐射损伤的小麦幼苗 ,通过荧光光谱测定其中双链 DNA( ds DNA)的含量 ,分析研究了 He-Ne激光对小麦 DNA UV-B损伤的切除修复的影响和机制 ,以探明激光对 UV-B损伤的修复途径及机制 .结果表明 :He-Ne激光能明显增强 UV-B辐射处理后小麦种子的萌发力 ;小麦对 UV-B辐射损伤具有一定的切除修复能力 ,切除修复的高峰期发生在 UV-B辐射后 4～ 6 h内 ;He-Ne激光主要通过促进小麦的切除修复途径影响小麦对 UV-B损伤的修复 ,而且能增强小麦的切除修复能力 ,其促进作用在修复高峰期 ( 5h)表现尤为明显 .

He-Ne激光对小麦幼苗增强UV-B辐射损伤的修复效应

采用 He- Ne激光辐照对增强 UV- B辐射后小麦幼苗的损伤修复作用进行了研究。小麦种子在盛有湿滤纸的培养皿内 2 5℃下进行萌发。萌发后小麦幼苗在光合有效辐射 (PAR)为 2 2 0 μmol· m- 2 · S- 1的光背景下 ,经 1 0 .0 8k J·m- 2 · d- 1的增强 UV- B辐射 ,然后再用 5m W· mm- 2的 He- Ne激光进行辐照。通过小麦幼苗丙二醛 (MDA)、抗坏血酸 (As A)、超氧化物歧化酶 (SOD)和紫外吸收物含量及活性的变化 ,测定了 He- Ne激光对小麦 UV- B损伤修复的作用。结果显示 ,MDA、SOD、As A和紫外吸收物的变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关联。He- Ne激光辐照可使 UV- B辐射后小麦幼苗 MDA的含量明显减少、As A含量明显增加、SOD活性增强及紫外吸收物含量显著增加。说明增强 UV- B对小麦幼苗生理水平的辐射损伤 ,能够被一定剂量的 He- Ne激光辐照而得到部分修复。但是 ,采用同等波长和功率的红光照射 ,其 MDA、SOD、As A和紫外吸收物均无明显变化 。

He-Ne激光对UV-B辐射小麦幼苗抗氧化系统的影响

分别采用5 mW.mm-2He-Ne激光辐照、10.08 kJ.m-2.d-1的UV-B辐射及二者组合对‘晋麦8号’小麦幼苗进行处理,5 d后测定各处理幼苗叶片超氧阴离子(O 2)产生速率,丙二醛(MDA)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、抗坏血酸(AsA)及类胡萝卜素(Car)的变化,分析He-Ne激光对增强UV-B辐射引起小麦损伤的修复效应。结果显示:He-Ne激光辐照可使UV-B辐射后小麦幼苗超氧阴离子的产生速率和MDA含量均减小,GR和APX活性升高,AsA和Car含量增加。表明超氧阴离子的产生速率、MDA、GR、APX、AsA和Car变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关,一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗抗氧化系统的辐射损伤。

增强UV-B辐射和He-Ne激光对小麦原生质体微管骨架的影响

以小麦叶片原生质体为材料,采用间接免疫荧光定位法标记其微管系统,并利用激光共聚焦扫描显微系统进行观察。研究了低剂量He-Ne激光(5mW.mm-2)、增强UV-B辐射(10.08kJ.m-2.d-1)及二者的复合处理对小麦幼苗叶肉细胞中微管骨架的影响。结果表明,增强UV-B辐射后,小麦叶片细胞中微管骨架发生解聚,呈短棒状或点状分布,微管束弥散且荧光强度减弱;而增强UV-B辐射后再施以He-Ne激光处理,小麦叶肉细胞微管骨架有部分断裂,但较单独UV-B处理组的损伤程度轻,说明低剂量的He-Ne激光可以部分修复增强UV-B辐射对微管骨架的损伤,且对微管的聚合有促进作用。

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦细胞膜的影响

采用He-Ne激光 5mW·mm-2 辐照方法,对增强UV-B 10.08kJ·m-2·d-1 辐射小麦细胞膜损伤进行修复的研究.结果表明:经He-Ne激光和UV-B复合处理后,小麦细胞膜表面电荷的电泳速度高于UV-B处理组,小麦的MDA含量比单独UV-B辐射后的低,SOD酶的活性增强.说明He-Ne激光和增强UV-B辐射复合处理后可使小麦的氧化酶活性增强,从而使MDA的浓度降低,小麦细胞膜损伤得到了一定程度的修复.

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗叶绿体的影响

对"晋麦8号"小麦幼苗分别采用5mW·mm-2 He-Ne激光辐照、10.08kJ·m-2·d-1增强UV-B辐射及二者组合进行处理,研究各处理组小麦幼苗叶绿体膜透性、叶绿体蛋白质含量以及叶绿体偶联因子CF1的ATP酶活性、希尔反应的活性变化。结果表明:UV-B辐射后小麦幼苗叶绿体膜透性增加,叶绿体蛋白质含量有一定的下降,而ATP酶活性、希尔反应的活性均受到抑制。经过He-Ne激光辐照可使叶绿体膜透性降低、叶绿体蛋白质含量有一定的升高,同时ATP酶活性、希尔反应的活性也受到部分激活。这些变化说明增强UV-B辐射引起小麦幼苗叶绿体损伤,而一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗光合系统的损伤。

He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦幼苗光合作用的影响

以"晋麦8号"小麦幼苗为研究材料,分别采用He-Ne激光(辐照剂量为5mW.mm-2)、增强UV-B(辐射剂量为10.08kJ.m-2.d-1)以及二者的复合辐照进行处理。循坏处理不同天数(4、5、6、7、8d)后,利用电导仪、低温荧光测定法检测了小麦叶绿体电子传递速率、膜透性和荧光发射光谱的变化;采用紫外分光光度计法分别测量了小麦叶肉细胞磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、碳酸酐酶(CA)、乙醇酸氧化酶(GO)、苹果酸脱氢酶(MDH)、叶绿素酶(chlase)和ATPase的活性。结果表明:增强UV-B辐射会使叶绿体的电子传递速率、膜透性、PEPC、CA和ATPase的活性下降,GO、MDH和chlase的活性升高,从而影响叶绿体激发能的分配,导致光合作用活性降低;而低剂量的He-Ne激光辐照可以部分修复增强UV-B辐射对小麦叶绿体光合作用活性引起的损伤。

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼叶叶绿素荧光和Rubisco活化酶的影响

选用小麦‘ML7113’品种为材料,人工模拟He-Ne激光(5mJ·s-1·mm-2)、增强UV-B(10.8kJ·m-2·d-1)辐射及两者复合辐照进行处理,利用叶绿素荧光仪、考马斯亮蓝G-250染色法和PCR技术研究7d龄小麦幼苗叶绿素荧光特性、Rubisco活化酶含量、基因表达量及其基因序列的变化。结果表明:(1)与对照组相比,增强UV-B辐射后,小麦幼苗叶绿素荧光特性减弱,Rubisco活化酶含量及其基因表达量均下降;而低剂量的He-Ne激光辐照后能够在一定程度上修复经UV-B辐射后对小麦幼苗叶绿素荧光特性所造成的损伤,且使Rubisco活化酶含量及其基因表达量上升。(2)与对照组相比,经He-Ne激光和增强UV-B辐射以及两者复合辐照处理后基因序列均出现两个相同的点突变,但并未造成氨基酸序列的变化。研究认为,低剂量He-Ne激光辐照能够在一定程度上修复受UV-B辐射小麦幼苗叶绿素荧光活性、Rubisco活化酶含量及其基因表达量的降低;He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗Rubisco活化酶活性的影响可能发生在其转录水平,从而使小麦光合能力发生相应的变化。

He-Ne激光对增强UV-B辐射下小麦幼苗膜脂过氧化的缓解作用

采用He-Ne激光(5 mW/mm2)辐照增强UV-B辐射(10.08 kJ/m2.d)的晋麦8号小麦幼苗,通过测定小麦幼苗叶片细胞质膜透性、丙二醛(MDA)的含量以及脂氧合酶(LOX)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷光苷肽过氧化物酶(GPX)的活性变化,研究He-Ne激光对增强UV-B辐射的小麦幼苗膜脂过氧化的影响。结果显示,He-Ne激光辐照可使经UV-B辐射后小麦幼苗叶片质膜相对透性、MDA含量、LOX活性降低,而使CAT、APX和GPX的活性均升高。分析表明UV-B辐射增强可导致膜脂过氧化加剧,而一定剂量的He-Ne激光能够通过促进酶促抗氧化系统酶的活性来缓解紫外线辐射下小麦幼苗的膜脂过氧化作用。

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗类囊体捕光色素的影响

采用5mW.mm-2He-Ne激光辐照、10.08kJ.m-2d-1UV-B辐射及二者组合对冬小麦幼苗进行处理。通过测定叶绿体捕光色素含量和色素蛋白组成的变化,进一步探讨He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦幼苗类囊体捕光色素损伤的修复效应。循环处理小麦幼苗4d,利用90%乙醇和80%丙酮分别提取各处理组小麦幼苗叶片中的叶绿素,通过纸层析和分光光度法检测捕光色素含量的变化,并探讨不同处理对叶绿素与蛋白质结合牢固性的影响。利用柱层析法测定色素蛋白的主要成分。研究表明:与对照组相比,增强UV-B辐照后小麦幼苗捕光色素总含量降低了17.76%,叶绿素和蛋白质结合牢固度显著降低,色素蛋白的组成也发生变化,D1和D2蛋白质条带消失;而一定剂量He-Ne激光辐照可使增强UV-B辐射后的叶绿体色素含量增加约10.64%,但仍低于ck组约8.12%,叶绿素和蛋白质结合牢固度也显著高于B组,色素蛋白的组成与对照组相似。因此,低剂量的He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗类囊体捕光色素的损伤具有促进修复效应。

He-Ne激光辐照与UV-B辐射对小麦幼苗细胞器中Na^+/K^+-ATP酶活性的影响

分别采用5mJ.s-1.mm-2He-Ne激光辐照、10.08kJ.m-2.d-1增强UV-B辐射及二者组合对小麦(Triticum aestivum)晋麦8号(Triticum aestivum‘Jinmai8’)幼苗进行处理。第5天开始测定各处理小麦幼苗叶片中线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na+/K+-ATP酶活性的变化。结果表明,随着处理天数的增加,小麦幼苗叶片线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na+/K+-ATP酶活性均在第6天下降,第7天升高,而后又逐渐下降。在处理的第7天,仅He-Ne激光辐照可使小麦幼苗叶片线粒体、叶绿体及细胞溶质中Na+/K+-ATP酶活性升高;增强UV-B辐射使各细胞器中Na+/K+-ATP酶活性下降;复合处理后小麦各细胞器中Na+/K+-ATP酶活性均高于UV-B单独辐射处理。实验结果表明,一定剂量的He-Ne激光辐照能够部分修复UV-B辐射对小麦幼苗细胞器中Na+/K+-ATP酶造成的损伤。

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗多胺氧化酶和过氧化物酶活性的研究

采用He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗的损伤修复作用进行了研究。小麦种子在盛有湿滤纸的培养皿内25℃下进行萌发。萌发后小麦幼苗在经10.08 kJ.m-2.d-1的增强UV-B辐射,然后再用5 mW.mm-2的He-Ne激光进行辐照。通过小麦幼苗叶片游离脯氨酸含量、多胺氧化酶和过氧化物酶的活性变化,测定了He-Ne激光对小麦UV-B损伤的修复情况。结果表明,游离脯氨酸、多胺氧化酶、过氧化物酶的变化同小麦幼苗损伤的修复的能力相关联。He-Ne激光辐照可使由增强UV-B辐射后诱导叶片升高的游离脯氨酸含量降低。增强UV-B辐射对多胺氧化酶(PAO)活性和过氧化物酶(POD)活性呈促进的作用。辐射6 d后PAO和POD总的活性呈正相关性,PAO和POD活性都呈现B组最高,L组最低,且差异显著。显示He-Ne激光对两种酶由于增强UV-B辐照造成的伤害有一定的修复。

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗根抗氧化酶的影响

采用5 mW·mm^(-2)He-Ne激光辐照、10.08 kJ·m^(-2)d^(-1)UV-B辐射及二者组合对冬小麦"临优2018"幼苗进行处理,研究各处理组幼苗根过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及同工酶变化。研究结查显示,增强UV-B辐射能抑制POD、CAT和SOD的活性,差异显著,关闭了POD3和SOD1酶谱的基因表达,激活SOD2酶谱基因的表达,对CAT酶谱数目没有影响,但降低了总的POD、CAT和SOD同工酶酶谱活性;He-Ne激光能促进抗氧化酶的活性和同工酶的表达,使酶谱活性增强:增强UV-B辐射后再用He-Ne激光处理,各抗氧化酶的活性明显升高,差异显著,并且诱导了POD2酶谱基因的表达,提高了总的抗氧化酶同工酶酶谱的活性。

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦叶片显微结构及光合特性的影响

采用低剂量(5 mW·mm-2)He-Ne激光辐照经增强UV-B辐射处理(10.08 kJ·m-2·d-1)后的晋麦47号小麦幼苗,用常规石蜡切片法,观察各处理组小麦幼苗叶片组织显微结构特征;同时对幼苗光合特性、水分利用及色素含量状况进行测定分析.结果显示:(1)与对照(CK)相比,UV-B辐射处理(B)与复合处理(BL)的表皮细胞及腺毛排列致密,气孔稀疏、缩小且下陷;叶肉组织细胞均明显加厚,细胞略小且排列紧密,维管束相对面积减小,BL的以上性状均介于CK与B之间.(2)B组净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均显著降低.与B相比,BL气孔导度及光合速率偏高,蒸腾速率差异不明显.就水分利用率而言,L最大,略高于CK,B组最小,略低于BL,各组间差异显著.(3)增强UV-B辐射可使小麦幼苗叶绿素含量显著降低,经He-Ne激光辐照处理后可以使叶绿素含量得到一定程度恢复性升高,并且Chla变化的幅度大于Chlb.结果表明:低剂量He-Ne激光辐照能够对小麦幼苗组织显微结构以及光合器官的UV-B辐射损伤起到促进修复的作用.

NO对He-Ne激光和增强UV-B辐射小麦幼苗气孔运动的作用机理研究

为探讨NO对He-Ne激光和增强UV-B辐射小麦(Triticum aestivuml)气孔运动的作用机理,采用低剂量(5 mW.mm-2)He-Ne激光和增强(10.08 kJ.m-2.d-1)UV-B辐射并结合药理学实验和激光共聚焦显微技术,对ML7113小麦的叶片及表皮条进行不同的处理,结果显示:(1)UV-B辐射既可诱导小麦叶片气孔关闭,又能够明显增加气孔保卫细胞和叶片的NO水平,且NO清除剂明显抑制了UV-B辐射诱导的小麦叶片气孔关闭,同时气孔保卫细胞和叶片内的NO含量明显减少。(2)一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME对经UV-B辐射诱导的小麦幼苗气孔开度及保卫细胞和叶片内NO含量的抑制程度明显大于硝酸还原酶(NR)抑制剂NaN3对其的抑制程度,说明一氧化氮合酶(NOS)合成途径是小麦叶片经UV-B辐射后NO的主要产生途径。(3)就气孔开度而言,L>CK>BL>B。就小麦叶片及保卫细胞内NO含量而言,B>BL>CK>L。就硝酸还原酶(NR)和一氧化氮合酶(NOS)的活性而言,B组NR活性最低,NOS活性最高,L组NR活性最高,NOS活性最低。表明经He-Ne激光和增强UV-B辐射诱导的小麦气孔开度的变化确实与保卫细胞及叶片中NO含量的多少有关,气孔开度的减小及增大对应于NO含量的增多或减少,同时进一步证实了小麦叶片经He-Ne激光单独辐照后,NO的主要合成途径也来源于NOS途径。

He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦叶片蛋白及核酸影响的研究

采用He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗的损伤修复作用进行了研究.小麦种子在盛有湿滤纸的培养皿内25℃下进行萌发.萌发后小麦幼苗在经10.08kJ·m-·2d-1的增强UV-B辐射,然后再用10mW·mm-2的He-Ne激光进行辐照.通过测定小麦幼苗叶片中可溶性蛋白、核酸含量以及相关酶活性的变化,研究了He-Ne激光对小麦UV-B损伤的修复作用.结果显示,可溶性蛋白、核酸含量、硝酸还原酶含量及活性的变化同小麦幼苗损伤修复的能力相关联.增强UV-B辐射抑制小麦生长,降低小麦生物量和小麦叶片可溶性蛋白及核酸含量.小麦叶片蛋白水解酶活性上升、硝酸还原酶活性下降、叶片总游离氨基酸含量增加.通过He-Ne激光辐照,可溶性蛋白及核酸含量提高,蛋白水解酶活性增高程度有所缓解,而硝酸还原酶活性降低的程度有所上升.

He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦幼苗多胺及相关酶活性的影响

采用He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗的损伤修复作用进行了研究。小麦种子在盛有湿滤纸的培养皿内在25℃下进行萌发。萌发后小麦幼苗再经10.08 kJ(/m2.天)的增强UV-B辐射,然后再用10 mW/mm2的He-Ne激光进行辐照。通过小麦幼苗叶片多胺含量、多胺氧化酶活性及膜脂过氧化物的变化,测定了He-Ne激光对小麦UV-B损伤的修复情况。结果表明,多胺、多胺氧化酶、膜脂过氧化物的变化同小麦幼苗损伤的修复的能力相关联。He-Ne激光辐照可使由增强UV-B辐射后诱导叶片升高的多胺含量降低。增强UV-B辐射对多胺氧化酶活性和膜脂过氧化物呈促进的作用。显示He-Ne激光对多胺氧化酶由于增强UV-B辐照造成的伤害有一定的修复。

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗钙调蛋白的影响

采用5mW.mm-2的He-Ne激光辐照增强UV-B辐射(10.08kJ.m-2.d-1)后的小麦,对小麦叶片中钙调蛋白进行研究.通过葡聚糖凝胶SephdexG-50对小麦钙调蛋白进行纯化,并用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对其进行鉴定.结果显示,纯化得到了钙调蛋白,并且He-Ne激光辐照可使UV-B辐射后小麦幼苗叶片中的钙调蛋白含量增加(p>0.05).结果表明,一定剂量的He-Ne激光辐照能够促进小麦钙钙调蛋白的合成,并且可能在一定程度上修复增强UV-B对小麦幼苗钙信号系统的损伤.

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗核蛋白的影响

采用低剂量(5 mW.mm-2)He-Ne激光辐照经增强UV-B辐射处理(10.08 KJ.m-2.d-1)后的‘ML7113’小麦幼苗,待小麦幼苗长7 d后,对各处理组小麦幼苗的核蛋白进行提取,通过紫外吸收法测定各个处理组幼苗核蛋白的含量。采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)进行电泳。结果显示:小麦幼苗经UV-B辐射后核蛋白含量明显增高;单独激光处理后,小麦幼苗核蛋白含量低于对照组;经He-Ne激光和增强UV-B辐射复合处理后,小麦幼苗核蛋白含量低于UV-B辐射处理组,而高于对照组,推测一定剂量的He-Ne激光在一定程度上抑制了增强UV-B辐射的促进作用。