La（Ⅲ）对查尔酮合成酶（CHS）结构影响的初步研究

现已明确类黄酮是植物响应UV-B辐射、减轻其伤害的重要物质,查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）是影响类黄酮合成与积累的关键酶之一。研究证明,La（Ⅲ）能提高CHS活性,促进类黄酮合成与积累。但La（Ⅲ）能否作用于CHS并直接影响CHS构象变化,尚不清楚。本文采用离体实验设计,     

钙对苹果果实超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性及其基因表达的影响

采用果实薄片培养试验研究不同钙浓度(0、1和10 mmo1/L CaCl2 ;5 mmo1/L EGTA)和处理时间(6、12、24和48 h)下苹果果实活性氧代谢特征;运用荧光定量PCR方法分析苹果超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）基因在分子水平的表达。高钙处理12 h后,SOD酶的活性显著增加,O2.-产生速率显著下降;高钙处理24 h后,CAT酶的活性显著增加,H2O2含量显著下降;缺钙处理下SOD酶和CAT酶的活性受到抑制,O2.-形成速率和H2O2含量显著增加。基因表达实验显示,高钙处理12h后,SOD基因的表达量增加,与SOD酶活性变化一致,说明SOD酶的活性取决于SOD基因的表达量;高钙处理12 h后,CAT1基因的表达量增加,而CAT酶的活性是在加钙处理24 h后显著增加,说明CAT酶的活性并不完全取决于CAT1基因的表达量,推断其酶活性还取决于该基因翻译后的修饰调控。上述研究表明苹果外源补钙通过在分子水平上调SOD和CAT1基因表达量来激活SOD和CAT酶的活性,有效减少体内活性氧积累,确保果实生理代谢平衡。     

Ce（Ⅲ）对UV-B辐射下大豆幼苗水分代谢影响的机理

为探讨稀土对UV-B辐射胁迫下植物水分代谢的影响,采用水培法研究Ce（Ш）对紫外辐射（UV-B,280～320nm）胁迫下大豆（Glycinemax）幼苗叶片气孔密度、气孔导度（Gs）、脱落酸（ABA）含量、过氧化氢（H2O2）含量、过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明：20mg·L^-1CeCl3处理显著增加了大豆幼苗叶片背面近轴气孔密度,高剂量UV-B（0.45W·m^-2）处理降低了气孔密度,与CK达显著差异;Ce（Ш）＋UV-B处理减轻了UV-B胁迫引起的气孔密度下降。动态曲线显示,较之CK,20mg·L^-1CeCl3提高了大豆幼苗的Gs,UV-B辐射使Gs下降,Ce（Ш）＋UV-B处理下Gs的下降趋势得到缓解,且最终达到较好的恢复效果。与CK相比,UV-B辐射导致ABA、H2O2积累,CAT活性提高,Ce（Ш）处理降低了UV-B辐射造成的ABA和H2O2的积累,提高了CAT活性。结果表明,Ce（Ш）处理减轻了UV-B辐射对大豆幼苗水分代谢的胁迫伤害。     

小麦耐热相关转录因子基因TabZIP28的分离及功能分析

碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)是植物中广泛存在的一类转录因子,参与多种胁迫响应与生长发育过程.本研究从小麦(Triticum aestivum)中克隆到一个热胁迫诱导的bZIP家族转录因子基因TabZIP28 (GenBank登录号:KT753298.1),ORF长度为1 713 bp,编码570个氨基酸.生物信息学分析结果表明,TabZIP28与拟南芥bZIP家族转录因子中B亚组的3个基因Atb ZIP17、AtbZIP28和AtbZIP49归为一类.氨基酸序列比对结果表明,该蛋白具有bZIP和跨膜结构域(transmembrane domain,TMD)两个保守结构域以及规范的位点1蛋白酶(site 1 protease,S1P)剪切位点.对该基因起始密码子ATG上游1 699bp的序列进行顺式作用元件分析,发现该基因的启动子区域包含众多激素和逆境胁迫响应元件.通过qRT-PCR对该基因在逆境胁迫下的表达模式进行分析,结果表明,TabZIP28在热胁迫处理1h即上调表达且达到最大值;用20％PEG 6000模拟干旱环境处理小麦幼苗后,TabZIP28在处理6h达到最大值,并在12h时急剧下降;对5mmol/L H2O2处理响应比较缓慢,在处理12h才上调表达;该基因不受到二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)处理的诱导表达.在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过量表达TabZIP28基因,转基因株系在高温胁迫后的成活率和种子发芽率较野生型明显提高,说明该基因可能对植物的耐热性有贡献,可以作为耐热性育种的候选基因.     

亚硝酸盐添加对土壤硝化和反硝化基因转录活性及N2O排放的影响

设施菜田土壤氧化亚氮（N2O）脉冲式排放期间通常伴随着亚硝酸盐（NO2-）的大量积累,为揭示NO2-对设施菜田土壤N2O排放的影响机制,以两种典型蔬菜种植区土壤（碱性土壤/酸性土壤）为研究对象,通过室内培养试验,对比厌氧和好氧培养条件下添加NO2-后两种土壤无机氮转化与N2O、氮气（N2）和二氧化碳（CO2）等气体排放,以及氨氧化单加氧酶α亚基调控基因（amoA）、亚硝酸盐还原酶调控基因（nirK和 nirS,统称nir）和N2O还原酶调控基因（nosZ）的丰度和转录情况。结果显示：受pH等环境因素影响,土壤中NO2-含量并不一定与N2O排放之间存在相关性,但添加NO2-的处理显著增加了两种土壤的N2O排放量和N2O/(N2O+N2)指数（IN2O）（P<0.05）。碱性土壤中,60 mg?kg-1外源NO2-对土壤CO2排放无明显抑制作用,厌氧培养条件下nirK基因、好氧培养条件下amoA和nirS基因均出现了添加NO2-后转录拷贝数显著高于空白处理的现象,而nosZ基因无此现象。酸性土壤中,amoA转录活性整体较低,好氧空白处理时nirS基因转录拷贝数随培养时间的延长而增加（P<0.05）;60 mg?kg-1外源NO2-明显降低了酸性土壤的CO2排放量、相关基因的丰度及转录拷贝数。上述结果显示,土壤中积累的NO2-会通过诱导nir基因转录与N2O还原酶竞争电子和抑制N2O还原酶活性等途径,增加土壤的IN2O,影响有氧条件下N2O的排放途径,研究结果将为探索设施菜田土壤氮素高效利用和N2O减排提供科学依据。     

La（Ⅲ）与UV-B胁迫对查尔酮合成酶（CHS）结构影响的初步研究

前文已证明La（Ⅲ）与查尔酮合成酶（CHS）多肽链上O或者N原子发生作用,进而影响CHS分子内部酪氨酸（Tyr）、色氨酸（Trp）残基,导致CHS微结构改变。但随着La（Ⅲ）浓度的改变,Tyr和Trp残基随之发生改变的机理尚不清楚。CHS分子中的Tyr及Trp残基有内源荧光,同步荧光光谱是研究蛋白质与外源物质作用的有效方法。鉴此,本文以不同剂量La（Ⅲ）和UV-B辐射胁迫处理后的CHS为研究对象,运用同步荧光光谱（波长差（Δλ）=70nm）,初步研究了La（Ⅲ）和UV-B对CHS分子结构的影响。     

低温下NO对黄瓜光合荧光及抗氧化特性的影响

为了探讨低温前NO处理对低温(10℃/6℃)过程中黄瓜幼苗叶绿素荧光和抗氧化酶活性的调控作用,以津研4号黄瓜幼苗为试材,叶面喷施一氧化氮(NO)供体SNP及一氧化氮合酶(NOS)抑制剂LNAME、NO清除剂PTIO,研究低温胁迫过程中黄瓜幼苗叶绿素荧光参数及抗氧化酶活性的变化。结果显示:低温处理前喷施NO供体SNP仅显著提高了ΦPSⅡ、POD和APX活性,但低温后24h,SNP处理提高了ΦPSⅡ、Fv/Fm、qP、NPQ及光化学反应P部分的份额,提高光能利用率,减少了非光化学耗散Ex的部分,改善光能分配不平衡,这种趋势一直延续到48h,而NOS抑制剂L-NAME和NO清除剂PTIO却能够阻断SNP的作用效果。与低温前相比,各处理(即处理1.喷施蒸馏水;2.喷施蒸馏水+SNP;3.喷施L-NAME+SNP;4.喷施PTIO+SNP)在低温后24和48h,丙二醛(MDA)的积累相比于对照减少了12.82%、16.69%,电导率值降低了13.33%,15.54%,SOD活性上升,CAT酶活性迅速下降,POD先上升后下降,NOS抑制剂L-NAME和NO清除剂PTIO阻碍了SNP在低温前和低温过程中显著诱导抗氧化酶的活性,说明NOS路径产生的NO在调节叶绿素荧光及抗氧化酶活性提高黄瓜耐冷性中发挥着重要作用,同时在低温过程中APX和POD对H2O2调节发挥主要作用。     

染色质改构因子BRG1降低UV照射引起的细胞凋亡

生命体的遗传物质基础是DNA分子,多种因素可以作用于细胞内的DNA分子,导致多种类型的DNA损伤。若受损的DNA得不到及时和有效的修复,细胞将走向凋亡或发生变异。染色质改构复合物（chromatin remodeling complex）在基因表达调控和DNA复制等方面扮演着重要角色。依赖ATP的染色质改构复合物SWI/SNF的核心亚基Brahma Related Gene1（BRG1）在染色质结构调整和基因转录调控等多个细胞进程中具有重要作用,仅有有限的文献报道BRG1参与到DNA的损伤修复过程。因此,进一步研究与验证BRG1在调控DNA的损伤修复进而挽救细胞凋亡中的作用十分重要。本文通过利用不同强度的UV照射检测细胞凋亡的情况,初步建立了DNA损伤修复的实验体系。将BRG1表达质粒瞬时转染到SW13（BRG1-/-）细胞系中,并利用30J/m2的UV照射,分别在0h、6h和24h检测细胞早期凋亡程度。结果表明,SW13（BRG1-/-）细胞中瞬时表达BRG1可以明显降低由UV照射引起的细胞凋亡,其中UV照射后24h的细胞表现最明显。我们进一步在HeLa细胞中通过瞬时表达BRG1验证了上述结果。由于BRG1通过染色质改构在基因的转录调控、复制和重组等方面起着重要的作用,我们推测BRG1可能通过染色质改构参与了DNA的损伤修复过程,进而影响了细胞凋亡。     

紫外辐射与复合胁迫对植物抗氧化酶系统的影响

植物抗氧化酶系统对UV-B辐射增强与复合胁迫的响应是植物抵御逆境伤害的关键机制之一。结合近年来国内外研究成果,概述了UV-B辐射对植物抗氧化酶基因表达、转录与翻译的影响,植物抗氧化酶系统对UV-B辐射与干旱、臭氧、高温、盐渍、重金属及酸雨复合胁迫的响应,以及CO2、抗坏血酸、α-萘乙酸、硒、激光辐射和稀土等调节因子对UV-B辐射下植物抗氧化酶系统的作用。     

低温胁迫下转RdreB1BI草莓逆境相关基因表达及抗性评价

为研究低温胁迫处理后,草莓逆境相关基因的表达及生理指标的变化,并对转RdreB1BI草莓进行抗性评价,本研究以已经通过分子鉴定的红颜草莓转RdreB1BI基因株系为试验材料,分析了零上冷害(4、2和0℃)、零下冻害(-2、-4和-6℃)以及常温(25℃),共7个温度梯度处理下草莓叶片丙二醛(MDA)含量、渗透调节物含量(可溶性糖、可溶性蛋白)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性,并采用RT-qPCR法分析了在常温、-2℃和-4℃处理下草莓叶片外源RdreB1BI基因及内源逆境相关基因的表达情况。结果表明,株系7、株系8和株系10叶片在-4℃和-6℃处理无明显黄叶褐化现象,叶片SOD活性显著高于对照、株系1和株系9;株系10在-4℃和-6℃处理下叶片可溶性糖含量显著高于对照、株系1和株系7;-6℃处理下株系8叶片CAT活性保持较高水平。在-4℃处理下,ZAT10在株系7和株系8中的表达量显著高于株系1、株系9、株系10和对照,NAC在株系8和株系10中的表达量显著高于株系1、株系7、株系9和对照,表明转基因株系中,株系7、株系8和株系10具有较强的抗寒性。此外,在-4℃处理下,转RdreB1BI草莓中IDD4、PP2C25、HSFC1a及MYBR等转录因子的表达量显著高于对照,能协同RdreB1BI基因参与逆境胁迫响应,提高保护酶活性及渗透调节物质的含量,调控草莓对低温的耐性。外源RdreB1BI基因转入后能明显提高草莓的抗寒性。本研究结果为红颜草莓低温调控机理、北移栽培及抗性育种研究提供了理论基础。     

不同马铃薯品种(系)对增强UV-B辐射的形态响应

UV-B辐射对植物的形态建成有着重要的作用,并且随着地表UV-B辐射的加剧也必将对作物产生影响。本研究通过测定株高、节距、叶面积和根冠比等几个重要的形态指标,分析在增强UV-B辐射条件下马铃薯不同品种的形态响应差异,为综合评价UV-B辐射对马铃薯的影响和耐受性品种选育奠定基础。试验以4个普通和3个彩色马铃薯品种(系)为材料,采用自然光照(CK)和2个增强的UV-B辐射[2.5 k J?m-2?d-1(T1)、5.0 k J?m-2?d-1(T2)]进行处理,分别于处理15 d、30 d和45 d时测定株高、节距、叶面积和比叶重,收获时测定根冠比。最后得出几个形态指标的响应指数(RI),并以累积胁迫响应指数(CSRI)对试验品种的耐受性做出评价。结果显示:在增强UV-B辐射处理后,多数品种呈现株高降低、节距缩短、叶面积减小、比叶重增加的一致性变化趋势,且随着处理强度的增加和时间延长,处理与对照间的差异愈加显著。各品种对UV-B辐射的形态响应存在显著差异,普通品种的株高、节距、叶面积受UV-B辐射抑制较为明显,地上部分的生物量减幅较大,如‘合作88’地上部分(鲜重)RI值在T1、T2处理下分别为-60.28、-70.44,‘丽薯6号’则为-58.61、-66.44;彩色品种受到的影响较小,‘转心乌’地上部分RI值分别为107.75、21.4,‘21-1’为41.49、-45.72。随着地上生物量增长受到显著抑制,地下部分特别是根系也受到明显的影响,普通与彩色品种间根系RI值的变化规律与地上部分一致。由于地上部分生物量的减幅更显著,各品种(系)的根冠比均比对照增大(T2)。T1、T2处理下5个品种的CSRI值显示‘合作88’(-133.35、-240.85)与‘丽薯6号’(-104.09、-160.2)在增强的UV-B辐射处理下形态特征受到了显著的抑制;彩色品种(系)‘转心乌’(275.97、51.26)、‘21-1’(96.8、-142.17)比普通品种‘合作88’、‘丽薯6号’受到的影响相对较小,显示具有一定的UV-B辐射耐受性。     

UV-B增强下施钾对大麦抽穗期生理特性日变化的影响

通过大田试验,研究在UV-B增强条件下,不同施钾量对大麦抽穗期叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和水分利用率等生理指标日变化的影响。UV-B辐射设2水平,即对照(CK,自然光,辐射强度1.5 KJ/(m2·h))和增强120%(1.8 KJ/(m2·h));施钾量设2水平,即低钾(K1,K2O 73 kg/hm2)和高钾(K2,K2O 150 kg/hm2)。结果表明,UV-B增强降低大麦的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率。增施钾肥可提高叶片中叶绿素的含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾效率,但对大麦胞间CO2浓度和水分利用效率的影响不明显。增施钾肥可减缓UV-B增强对大麦净光合速率的抑制作用,但不能减缓UV-B增强对大麦气孔导度和蒸腾速率的抑制作用。     

La（Ⅲ）对UV—B辐射胁迫下大豆幼苗光氧化作用的影响

采用水培实验法研究了稀土La（Ⅲ）对紫外辐射（UV—B：0．15Wm^-2，0．45Wm^-2）胁迫下大豆（Glycinemax）幼苗体内O2^-和H2O2积累、抗坏血酸过氧化物酶（AsA—POD）活性变化和叶绿素（chl）光氧化降解的影响。实验结果表明：La（Ⅲ）可降低大豆幼苗体内的O2^-和H2O2含量、提高AsA—POD的活性，从而减轻光氧化作用对大豆幼苗chl的降解及对植株的伤害。     

Effects of Enhanced UV-B Radiation on N2O Emission in a Soil-Winter Wheat System

An outdoor pot experiments was conducted to investigate the effects of enhanced ultraviolet-B (UV-B) radiation on nitrous oxide (N₂O) emissions from soil-winter wheat systems. The enhanced UV-B radiation treatments were simulated by 20% increase in its intensity. N₂O fluxes were measured with a static opaque chamber-gas chromatograph method. The results showed that enhanced UV-B radiation did not change the seasonal patterns of N₂O emissions. Compared to the controls, the enhanced UV-B radiation reduced N₂O fluxes by 16.4% (p?=?0.015) during the elongation-booting stage, while it had no significant effects on N₂O fluxes in the turning-green and heading-maturity phases. During the turning green-overall heading span, the accumulative N₂O was largely decreased by the enhanced UV-B radiation (p?<?0.05). From the overall heading to maturity, however, the effects of enhanced UV-B on N₂O emissions were not pronounced (p?>?0.10). At the elongation-booting stage, enhanced UV-B increased soluble proteins content in leaves, NO ₃ ^- -N and NO ₄ ⁺ -N content in rhizosphere soil, and soil microbial biomass C (C _mic) and N (N _mic; p?<?0.05), as well as microbial biomass C:N ratio changing from 5.0 to 6.8. Our findings suggest that the effects of enhanced UV-B radiation on N₂O emissions differed with winter wheat developmental stages. To assess the overall effects of enhanced UV-B radiation on N₂O emissions from agroecosystems, nevertheless, more field measurements deserve to be carried out in various cropping systems.     

UV—B辐射增强对冬小麦生态系统呼吸速率和N2O排放日变化的影响

通过田间试验,应用静态箱-气相色谱法测定了土壤-冬小麦系统以及土壤的呼吸速率和N2O排放通量,研究了UV—B辐射增强对土壤-冬小麦系统、土壤的呼吸速率和N2O排放日变化的影响。结果表明,土壤-冬小麦系统和土壤的呼吸速率存在着明显的日变化规律,UV—B辐射增强处理并没有改变其日变化规律,但对呼吸速率有抑制作用。在日温差较大的晴天,土壤-冬小麦系统和土壤的N2O排放通量也呈规律性日变化,UV—B辐射增强处理没有改变其日变化规律。在拔节至抽穗期,UV—B辐射增强对土壤-冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量均没有显著影响,但显著降低了土壤的日均呼吸速率;在开花期,UV—B辐射增强对土壤-冬小麦系统和土壤的日均呼吸速率、N2O排放通量均没有显著影响;在灌浆期,UV—B辐射增强显著降低了土壤-冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量,但对土壤的日均呼吸速率没有显著影响。     

全生育期UV-B辐射增强对棉花生长及光合作用的影响

植物光合系统是UV-B辐射最初和最重要的作用靶标。本文在大田条件下进行紫外灯照射处理,研究全生育期UV-B辐射增强(高于环境20%和40%)对棉花形态、干物质积累、光合色素和产量的影响,并通过分析棉花主茎功能叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,探讨UV-B辐射增强影响棉花光合作用的机制。结果表明,UV-B辐射增强抑制了棉花生长和干物质积累,籽棉产量显著降低,且UV-B辐射越强,抑制作用越明显。随UV-B辐射的增强,棉花主茎功能叶的净光合速率(P_n)在各生育期均显著降低,叶绿素含量呈先升高后降低趋势,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)未发生变化,胞间CO_2浓度(Ci)反而升高,说明P_n下降主要由非气孔限制因素造成。对叶绿素荧光参数的分析表明,PSⅡ的最大光化学量子产率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(ΦPSII)、线性电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)随着UV-B辐射的增强而降低,非光化学猝灭系数(NPQ)则显著升高,且各叶绿素荧光参数与Pn变化均显著相关;慢速弛豫NPQ(NPQS)及其在NPQ中的比例均随UV-B辐射的增强而显著提高,表明PSⅡ反应中心受损,光化学效率降低。以上结果证明,全生育期UV-B辐射增强降低了棉花的光合叶面积、叶绿素含量和净光合速率,引起棉花生长与物质积累受抑,产量降低。UV-B辐射增强引起的光合速率下降与PSⅡ反应中心遭到破坏密切相关。     

水稻对UV-B辐射增强的生理响应及其分子机制研究

本文以水稻为研究对象,从细胞、个体和群体水平系统分析了不同水稻品种对UV-B辐射增强差异响应的遗传生理与防卫机制。试从农业生态系统角度,结合作者近期研究成果,系统分析了近年来国内外的研究重点及其成就。已有研究认为水稻对UV-B辐射增强的生理响应存在明显的种间差异,通常认为起源于靠近赤道附近的低纬度地区的籼稻品种比高纬度地区的粳稻品种更抗(耐)UV-B辐射污染,但许多研究结果不支持这一假说,即在籼粳稻品种中均存在明显对UV-B辐射增强呈不同抗性的种质资源。进一步研究结果表明水稻对UV-B辐射的响应差异是可遗传的数量性状。QTL定位分析结果发现多数抗UV-B辐射相关性状的加性QTL主要集中在第1、2、3、6染色体上,并检测到一些加性QTL还存在加性×加性上位性及其与环境的显著互作效应。作者还深入分析了水稻抗UV-B辐射增强的分子生理与调控机制,提出适当增加植物的硅营养,可以有效提高其抗逆性。最后,作者提出从农田生态系统角度研究和评价UV-B辐射增强所带来的生态风险及其影响是今后研究的重点,强调应重视研究田间条件下UV-B辐射增强及其与其他生态环境因子的互作对作物生长发育的综合影响,在此基础上,探索建立作物遗传改良与栽培调控的减灾防灾技术,为应对全球环境变化,制订相关防护策略提供理论依据和技术支撑。     

Responses in Some Growth and Mineral Elements of Mono Maple Seedlings to Enhanced Ultraviolet-B and to Nitrogen Supply

The effects of enhanced ultraviolet-B (UV-B) and nitrogen supply on the growth and mineral elements of mono maple (Acer mono Maxim) seedlings were studied in open semi-field conditions. Mono maple is a common species in reforestation processes in the southeast of the Qinhai-Tibetan Plateau of China. The experimental design included two levels of UV-B treatments (ambient UV-B, 11.02 KJ/m²/day; enhanced UV-B, 14.33 KJ/m²/day) and two nitrogen levels (0; 20 g N/m²/a). No visible symptoms of nutrient deficiency were observed in seedlings grown under enhanced UV-B radiation during the experiment. However, there was visible damage of enhanced UV-B radiation on leaves. Enhanced UV-B significantly reduced plant height and biomass of plants, and changed biomass allocation between organs under supplemental nitrogen supply, which lead to a decrease in root/shoot ratio. On the other hand, nitrogen supply significantly increased plant height and biomass under ambient UV-B, whereas it reduced root mass and root weight ratio, and increased stem mass and stem weight ratio under enhanced UV-B. In addition, enhanced UV-B radiation and nitrogen supply significantly affected the concentration and allocation of most nutrients in various organs, and nitrogen supply could changed the effects of enhanced UV-B on mineral element in plant parts to some extent, which may have significant impacts on nutrient cycling and may lead to the disorder of nutrient balanced and influence the growth of plants.     

Field crop responses to ultraviolet-B radiation: a review

This paper provides an overview of existing literature on the ultraviolet-B (UV-B) radiation effects on field crops. Earlier reviews on field crop responses to UV-B considered few physiological processes or crops. For this review, we easily located about 129 studies on 35 crop species published since 1975. Here, we report the effects of UV-B radiation on visual symptoms, leaf ultrastructure and anatomy, photosynthetic pigments, UV-B absorbing compounds, photosynthesis, growth and development, yield, genotypic differences, and finally, interactions of UV-B with abiotic and biotic factors of crop plants. Experiments conducted in glasshouses, in closed and open top chambers, and under field conditions, with varying source (solar or artificial) and intensity of photosynthetically active radiation (PAR, 50–1800 μmol m⁻² s⁻¹) and UV-B (0–50 kJ m⁻² per day) are included. It is easy to conduct experiments that purport to evaluate the effects of projected UV-B intensities on crop species by providing supplemental irradiance with lamps or by reducing UV-B with filters; however, it is very difficult to simulate UV-B irradiance spectral changes that are likely to occur in nature. Collated results for each process are presented as percent change from control along with the experimental conditions in tabular format. Many of the studies showed dramatic effects of UV-B radiation, but under conditions with supplemental UV-B irradiance that was higher than would ever occur outside experimental conditions or in which the longer wavelengths in the PAR and UV-A, which moderate UV-B effects, were greatly reduced. Only 25 of the studies reviewed used experimental conditions and supplemental UV-B irradiance that approached realism. However, unrealistic the experimental conditions might be, an increase in understanding of basic plant physiology was gained from most of the studies.Visual symptoms consisting of chlorotic or necrotic patches on leaves exposed to UV-B were not unique. Both vegetative and reproductive morphology were altered by UV-B radiation. Leaf anatomy was altered due to changes in thickness of epidermal, palisade, and mesophyll layers. Enhanced UV-B generally decreased chlorophyll content (10–70%), whereas it increased UV-B absorbing compounds (10–300%) in many crops. Decrease in photosynthesis (3–90%), particularly at higher UV-B doses, was due to both direct (effect on photosystem) and indirect (decrease in pigments and leaf area) effects. The decreases in chlorophyll pigments and photosynthesis resulted in lower biomass and yield of most crop plants. Genotypes of crop species exhibited variability in leaf wax layer thickness, loss of chlorophyll, and increase in phenolics as mechanisms of tolerance to enhanced UV-B radiation resulting in changes in biomass/yield. Results from the few studies on interaction of UV-B with other abiotic and biotic factors did not lead to useful conclusions. Studies are needed to quantify the effects of UV-B radiation on crops in order to develop dose response functions that can facilitate development of dynamic simulation models for use in UV-B and other environmental impact assessments.     

UV-B辐射增强对大麦生理生态的影响

在大田条件下,研究了UV-B辐射增强对大麦的生长发育、光合作用、蒸腾作用及其产量构成的影响。结果表明,UV-B辐射增强明显抑制大麦生长,使株高变矮、绿叶数减少、叶面积和干物质量下降,但抑制程度随生育期而异。在UV-B辐射增强条件下,大麦叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都有不同程度的降低,水分利用率也随之降低。UV-B辐射增强对大麦形态学和生理学上的不利影响,导致了大麦产量下降24.96%。