1 西北农林科技大学 应用物理系,陕西 杨凌 712100
2 西安理工大学 应用物理系,西安 710048
为了从活体细胞角度阐述脉冲电场对作物萌发期抗旱性的影响及其机理,采用渗透势为－0.1 MPa的PEG-6000溶液形成干旱胁迫,研究了场强为100 kV/m、脉冲宽度为80 ms、脉冲频率为1 Hz的脉冲电场处理对干旱胁迫下萌发的玉米种子自发发光和延迟发光的影响.结果表明,在玉米萌发过程中,自发发光和延迟发光积分强度逐渐增长,而在干旱胁迫下降低,脉冲电场处理使干旱胁迫下萌发玉米种子的自发发光强度和延迟发光积分强度有所回升.自发发光强度和延迟发光积分强度的变化与玉米萌发抗旱指数和贮藏物质转运率的变化一致,表明脉冲电场处理提高了玉米萌发期的抗旱性,萌发玉米自发发光和延迟发光积分强度的变化分别从细胞呼吸代谢和细胞伤害的角度反映了脉冲电场对萌发玉米抗旱性的影响.研究结果揭示了脉冲电场对作物萌发期抗旱性的影响机理,可对开发基于脉冲电场的农业物理新技术提供参考.
超弱发光 脉冲电场 细胞代谢 玉米 抗旱性 无损检测 Ultraweak luminescence Pulsed electric field Cell metabolism Corn Drought resistance Non-destructive testing 光子学报
2015, 44(10): 1017002
1 西安理工大学 应用物理系, 西安 710048
2 西北农林科技大学 应用物理系, 陕西 杨凌 712100
生物超弱发光是来自细胞的电磁信号, 在揭示电磁生物学效应的机理研究中具有重要作用.为了研究极低频脉冲电场生物学效应及其机理, 采用基于玉米细胞电位波动频率的1 Hz极低频高压脉冲电场处理萌发玉米种子, 结果发现玉米种子的萌发过程明显加快, 根长和芽长均有显著增长.对萌发种子的自发发光和延迟发光的测量结果显示, 1 Hz极低频高压脉冲电场对萌发过程中玉米种子的自发发光和延迟发光积分强度都有明显的促进作用, 表明1 Hz极低频高压脉冲电场加速了玉米种子萌发过程中的DNA合成和细胞代谢.
超弱发光 脉冲电场 玉米萌发 细胞电位 Ultra-weak luminescence Pulsed electric field Corn germination Cell potential
1 浙江大学 生物系统工程与食品科学学院，杭州 310058
2 杭州蓝天园林建设集团有限公司，杭州 310020
以桂花幼苗为试验样品，采用二次正交旋转组合实验优化设计方案，研究了光照、温度、湿度和水分4个基础环境因素对桂花幼苗叶片超弱发光值的影响，建立了4因素对超弱发光值的综合影响模型.分析发现:不同因素及其交互作用对超弱发光值影响的显著性也不同;其中4个因素的一次项和光照、湿度、水分因素的二次项，以及光照和水分、温度和湿度的交互项，对超弱发光值的影响极显著(p≤0.01);当光照采用10根灯管(即照度值均值为4 229 Lx)且温度、湿度和水分分别控制在35 ℃、85%和90 mL/d时桂花幼苗的超弱发光值最大.在此基础上进一步分析并获得了对超弱发光值存在影响作用的各单因素及交互作用的影响规律.
桂花幼苗 生长环境 超弱发光 Osmanthus tree seedings Growth environment Ultraweak luminescence
1 西安理工大学 理学院 应用物理系,西安 710048
2 华南农业大学 理学院 应用物理系,广州 510642
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20～80 μW/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.
UV-B辐射 超弱发光 异黄酮 大豆愈伤组织 UV-B Ultraweak photoemission Isoflavones Soybean callus
选用甜菜种子为代表,通过实验室生理生化测定及现代物理仪器测定(以顺磁共振波谱技术测定自由基含量;以液闪仪单光子监测装置测定超弱发光强度)等方法来分析静电场对农作物种子生物效应的作用机理.实验结果表明:一定剂量的静电场能提高甜菜种子的发芽率、呼吸强度、自由基含量及超弱发光强度.通过分析实验结果,提出电场对农作物生物效应的作用机理:静电场是通过作用于种子体内的水分子来提高种子内的自由基含量而提高种子的超弱发光强度及生物膜的透性进而影响种子的生命活动的.
静电场 处理剂量 超弱发光 自由基
在300 MHz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,原初光能转换效率下降.
电磁场 非热效应 光合细胞 荧光动力学 超弱发光
1 中国林科院亚热带林业研究所,中国浙江,富阳311400
2 浙江大学生命科学学院,中国浙江,杭州,310012
草莓外植体在不同激素组合的培养基上诱导产生3类愈伤组织.I型愈伤组织的生长速率约是II型和III型的2倍,UBE强度是II型和III型的1.5倍和1.8倍,但II型和III型愈伤组织的活性氧代谢水平较强,III型中H2O2和O·-2的水平分别是I型的9倍和4倍.III型愈伤组织的分化培养过程中,UBE强度不断增加,H2O2的含量呈现出由弱到强再到弱的变化曲线,O·-2则表现出一直下降的趋势;而可溶性蛋白质含量、SOD及POD也呈现出一定的变化趋势.结果表明:愈伤组织中UBE与活性氧代谢之间无明确相关性,而都与愈伤组织形态建成过程密切相关.
超弱发光 活性氧 抗氧化酶 愈伤组织 ultraweak biophoton emission reactive oxygen species antioxidant enzymes callus
1 中国林业科学研究院亚热带林业研究所,中国浙江,富阳,311400
2 云南农业大学农学与生物技术学院,中国云南,昆明,650201
3 中国水稻研究所,中国浙江,杭州,310006
本实验对水稻籽粒灌浆过程中不同时期籽粒进行了超弱发光测定.实验结果表明:在整个灌浆过程中单粒发光量呈单峰曲线,在籽粒全部充实并且颜色由青转黄时,发光量最大;发光强度呈递减趋势;运用该技术有可能进行水稻不同品种间的比较和品种灌浆力强弱的筛选.
水稻 籽粒灌浆 超弱发光 rice grain-filling ultraweak biophoton emission
1 华南农业大学农学院,中国广东广州,510642
2 华南师范大学生命科学学院,中国广东,广州,510631
本试验测定了不同甘蔗品种+1片叶在幼苗期、分蘖期、伸长期的超弱发光强度(UBE)情况,并且研究了伸长初期叶片的超弱发光与叶绿素含量、单茎重的相关性.结果表明,叶片的超弱发光与单茎重呈明显的相关关系,而与叶绿素含量不存在显著的相关性.
超弱发光 甘蔗 单茎重 叶绿素含量 ultraweak biophoton emission （UBE） sugarcane content of chlorophyll single-stem weight
