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激光对大豆UV-B辐射损伤防护效应及光效应的研究

作　者: 朱新军
导　师: 王勋陵；岳明
学　校: 西北大学
专　业: 生态学
关键词: 大豆 激光 UV-B 光效应 DNA
分类号: Q947
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 105次
引　用: 2次
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内容摘要


随着激光技术的不断发展,激光在生物学中的应用已经日渐成熟。但是,由于生物系统的复杂性,激光的一些生物效应（如弱激光的生物刺激作用等）机理至今还不是很清楚。本研究（1）采用低剂量半导体激光(波长650nm,光斑直径2.2mm,3.97mW.mm-2)辐照并用相干光和非相干光转换器（专利:CN2555523Y）将激光转换为同功率、同光斑的非相干红光辐照萌发大豆,通过分析幼苗期生理、DNA上及生物量变化,考察低剂量激光防护UV-B辐射损伤大豆幼苗光效应的作用;（2）采用低剂量He-Ne激光(功率密度为3.50 mW·mm-2,分别处理1min、3min、5min、7min)预处理萌发大豆,在第六片叶子完全展开时（2/3植株结蕾）增加UV-B辐射处理,研究其成熟后形态和生物量变化。结果发现: 1.半导体激光预处理使10.08kJ.m-2 UV-B辐射降低的叶绿素和类胡萝卜素含量保持在对照水平,而非相干红光则没有这种效应;同时可溶性蛋白含量的变化也说明光效应没起作用,但是红光处理虽然没有降低MDA含量,却提高了SOD活性。 2.用ELISA检测DNA受UV-B损伤产生的CPDs含量,与对照相比,3.97mW.mm-2的激光能够降低由10.08kJ.m-2增强UV-B辐射引起的大豆细胞DNA中CPDs的含量,非相干红光却不能使其降低。且DNA的增色效应结果也表现出相同的效应,证明激光对UV-B辐射引起的DNA伤害有防护作用,光效应防护作用要差。 3.各种处理对大豆幼苗的株高、第一对真叶面积和叶、茎和根的鲜重、干重等都没有显著差异,是幼苗期没有表现出差异还是各处理本身没有引起差异仍需进一步研究。 4.UV-B辐射单独处理降低了叶绿素含量,经过He-Ne激光预辐射的再受UV-B辐射均能使叶绿素含量升高,对类胡萝卜素含量却没有影响。经过激光处理的植株核酸含量比UV-B处理的高。 5.UV-B辐射对形态和生物量都没有影响,与是否经过激光辐射没有关系;只有3min处理组使株高增加,并提高了果实所占的比率;5min处理组则降低了结荚数。说明激光辐照萌发大豆在其后期成长过程中仍然起作用。 半导体激光辐照大豆幼苗3min温度只上升0.1℃,初步排除热效应影响,压力和电磁效应也很小,认为低剂量激光对植物的作用是协同作用。同时,激光对植物的作用有长期效应。

全文目录


目录  3-5
缩写表  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章 前言  9-24
  1. UV-B辐射对植物的生物学效应  10-15
    1.1 增强UV-B辐射对植物生长发育的影响  10-11
    1.2 增强的UV-B辐射对植物生理生化的影响  11-12
    1.3 增强的UV-B辐射对植物光合作用的影响  12-13
    1.4 UV-B辐射对植物DNA结构的影响及其修复机制  13-15
  2. 激光对植物的生物学效应  15-21
    2.1 激光类型及作用机制  16-19
    2.2 激光辐照对植物生长发育的影响  19-20
    2.3 激光对植物的生理、生化代谢活动的影响  20-21
    2.4 激光对DNA的作用  21
  3. 激光对UV-B辐射植物的抗性  21-22
  4. 本文研究的目的意义  22-23
  5. 本文研究内容  23-24
第二章 激光对植物UV-B辐射损伤防护的光效应研究  24-40
  1 材料  24
  2 实验设计  24-25
    2.1 紫外辐射剂量筛选  24
    2.2 激光剂量筛选  24
    2.3 激光预处理对紫外辐射损伤的影响  24-25
  3 方法  25-29
    3.1 材料培养  25
    3.2 半导体激光处理  25
    3.3 非相干光(红光)处理  25
    3.4 UV-B辐射处理  25-26
    3.5 UV-B辐射功率及PAR的测定  26
    3.6 形态和生物量指标的测定  26
    3.7 丙二醛(MDA)含量的测定  26
    3.8 超氧化物歧化酶(SOD)的测定  26-27
    3.9 可溶性蛋白含量  27-28
    3.10 热稳定蛋白含量的测定  28
    3.11 紫外吸收物质含量的测定  28
    3.12 CPDs含量和增色效应的测定  28-29
  4 统计分析  29-30
  5 结果分析  30-40
    5.1 激光剂量的选择  30
    5.2 紫外剂量的选择  30-31
    5.3 激光和红光预处理对丙二醛(MDA)含量的影响  31
    5.4 激光和红光预处理对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响  31-32
    5.5 激光和红光预处理对叶绿素含量的影响  32
    5.6 激光和红光预处理对类胡萝卜素含量的影响  32-33
    5.7 激光和红光预处理对紫外吸收物含量的影响  33
    5.8 激光和红光预处理对蛋白含量的影响  33-35
    5.9 CPDs含量和增色效应的测定结果  35-37
    5.10 半导体激光对增强UV-B辐射大豆幼苗株高的影响  37
    5.11 半导体激光对增强UV-B辐射大豆幼苗第一对真叶面积的影响  37-38
    5.12 半导体激光对增强UV-B辐射大豆幼苗比叶面积(SLA)的影响  38-39
    5.13 半导体激光对增强UV-B辐射大豆幼苗生物量的影响  39-40
第三章 激光预处理在增加UV-B辐射条件下大豆生理和生物量变化的研究  40-45
  1 材料和方法  40-41
    1.1 种子选择和萌发  40
    1.2 UV-B辐射处理  40
    1.3 激光处理  40
    1.4 测定与统计分析  40-41
  2 结果与分析  41-45
    2.1 激光预处理对增加UV-B辐射大豆叶绿素、类胡萝卜素含量的影响  41-42
    2.2 激光预处理对增加UV-B辐射大豆核酸含量的影响  42-43
    2.3 激光预处理对增加UV-B辐射大豆形态的影响  43
    2.4 激光预处理对增加UV-B辐射大豆生物量的影响  43-45
第四章 讨论  45-54
  1 半导体激光和红光辐射对增强UV-B伤害大豆幼苗色素的作用  45-46
  2 半导体激光光效应对增强UV-B辐射伤害大豆幼苗生理生化的作用  46-48
  3 半导体激光和红光辐射对增强UV-B伤害大豆幼苗DNA的作用  48-50
  4 半导体激光和红光辐射对增强UV-B伤害大豆幼苗形态和生物量作用  50
  5 激光预处理在增加UV-B辐射条件下对大豆长期效应的影响  50-51
  6 对激光作用机理的探讨  51-52
  7 对激光作用中光效应的探讨  52-53
  8 展望  53-54
参考文献  54-65
致谢  65-66
附录  66

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生物物理学
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