小麦UV-B辐射防护剂的筛选及其机理探讨

以UV-B辐射耐性小麦品种绵阳26号和敏感小麦品种会宁18号为材料,进行了室外盆栽试验。模拟5.00KJ·m-2的增强UV-B辐射,相当于昆明地区(25°N,1950m)20%的大气臭氧衰减,研究了增强UV-B辐射对小麦的影响,以及不同防护剂处理下小麦对UV-B辐射的响应,并建立响应指数,对防护剂进行筛选。结果表明,防护剂能够改变小麦对UV-B辐射的响应,增强UV-B辐射下,对小麦的防护效果增强;增强UV-B辐射下,0.075%SA缩短了敏感性不同的两个小麦品种对UV-B辐射响应的差距;0.75?Cl2在小麦的UV-B辐射防护中具有较好的防护效果,是小麦绵阳26和会宁18的最适防护剂。     

10个小麦品种对UV-B辐射增强响应的生长和产量差异

在大田条件下,模拟UV-B辐射增强(5.0kJ·m-2,相当于昆明地区臭氧层减少20%),着重研究了10个小麦品种对UV-B辐射响应的生长和产量差异。结果表明,经增强UV-B辐射,10个小麦品种在株高、叶面积指数、分蘖数、地上部分的生物量、产量都发生了明显的变化,且存在种内差异;分蘖数的变化是引起地上生物量(r=0.94,P<0.01)和产量(r=0.92,P<0.01)变化的主要因素;根据生长响应指数(RI)判定供试小麦品种对UV-B辐射增强的耐性顺序为:绵阳26>辽春9>绵阳20>文麦3>文麦5>陇春15>云麦39>凤麦24>会宁18>陇春16。     

UV-B辐射增强对20个大豆品种生长与生物量分配的影响

在大田栽培和自然光条件下,采用模拟UV-B辐射(280～315nm)方法,研究了UV-B辐射增强对20个大豆品种生长和生物量分配差异的影响。结果表明,UV-B辐射导致20个大豆品种叶片、根与茎、籽粒的生物量和总生物量降低,更多的生物量分配到籽粒。株高、节间长、节数对UV-B辐射增强响应具有品种间差异。株高和节间长对UV-B辐射响应具有一致性,呈极显著正相关,株高与节数无明显相关。20个大豆品种籽粒的粒径、百粒重对UV-B辐射均表现出不同程度的敏感性,其中20个品种的粒径降低程度达极显著水平,15个品种的百粒重降低程度达显著水平。根据响应指数(RI),耐性品种(RI≥-38.6)为:兰引20>云南97801>云南97929>云南97506>绿滚豆。敏感品种(RI≤-94.3)为:环县黄豆>云南97501>陇豆-1>土黄豆-1>灵台黄豆。     

连续3年UV-B辐射对10个割手密无性系株高、茎径的影响

研究了大田栽培和自然光条件下，连续3年模拟紫外辐射(UV-B，280~315 nm)增加对10个割手密无性系伸长期株高和茎径的影响。结果表明：（1）割手密耐性无性系株高和茎径对UV-B辐射响应具有明显的差异；敏感无性系的株高和茎径显著或极显著的下降。（2）无性系株高和茎径对UV-B辐射的响应具有明显的年际、生育期之间的差异，在伸长初期和中期最敏感。（3）割手密无性系90-15的耐性最强，无性系II91-93最敏感。     

紫外辐射增强对4个割手密无性系(Saccharum spontaneum L.)叶片附生真菌数量的影响

采用大田试验方法,研究了模拟紫外辐射(UV-B,280～310 nm)增强对4个UV-B辐射敏感性不同的割手密无性系叶片附生真菌数量的影响。结果表明,UV-B耐性割手密无系性92-11叶片附生真菌数量较少,UV-B辐射增强减少了4个割手密无性系叶片附生真菌的数量。     

不同品种小麦幼苗耐镉差异

为比较不同品种小麦幼苗耐镉性生物学差异及幼苗不同器官镉吸收和积累情况,采用水培方法对13个小麦常见品种进行培育,研究100μmol/L镉胁迫下不同品种小麦幼苗的生长情况、不同器官镉累积量与镉转移系数和13个小麦品种对镉的耐性指数。结果表明:相同镉浓度下,镉胁迫对小麦幼苗生长的影响随时间的增长而加大,相比对照组镉处理后小麦生长缓慢,根长变短,叶片黄化有黄褐色斑点,鲜质量和干质量减小;不同小麦品种间镉转移系数差距较大,与根系耐性指数没有表现出相关性,因此镉转移系数可能不是筛选耐镉型小麦品种的参考依据;13个小麦品种耐镉指数变异系数为1.98%~15.98%,对不同小麦品种的镉耐性分析结果与根系耐性指数基本一致,可作为耐镉型小麦品种的筛选依据。根据相对叶长和相对根长的耐镉指数可将13个试验品种分为耐镉型(3个)、较耐镉型(4个)、镉较敏感型(2个)、镉敏感型(4个)。     

CO2浓度升高和UV-B辐射增强对小麦条锈病流行组分的影响

 【目的】研究CO2浓度升高和UV-B辐射增强综合作用对小麦条锈病流行组分的影响,预测未来气候条件下小麦条锈病的发生情况,为防治工作提供依据。【方法】以人工接种条锈病菌32号生理小种的不同小麦品种（铭贤169、京9428、京0045和京冬8号）为供试材料,对其进行浓度升高的CO2和辐射增强的UV-B处理,分析二者对病害流行组分的影响。【结果】高CO2浓度下,在铭贤169、京9428和京0045上,小麦条锈菌的侵染概率显著提高,病害的潜育期缩短,病斑扩展量增加,AUDPC值显著增加。UV-B辐射对侵染概率、潜育期、病斑扩展和AUDPC的影响不显著。在CO2浓度升高与UV-B辐射增强的综合作用下,4个品种上的小麦条锈病的流行组分与对照相比无显著变化。【结论】CO2浓度升高能加重小麦条锈病的发生和危害,UV-B辐射对病害影响不大,CO2浓度升高与UV-B辐射增强两者综合作用对病害几乎没有影响。     

UV-B辐射处理小麦苗期叶片的蛋白质组分析

本研究以小麦品种聊大1号为试验材料,研究UV-B辐射对聊大1号苗期叶片蛋白质组的影响。双向电泳分析发现,UV-B辐射处理和未处理的聊大1号有15个蛋白差异点,经质谱分析成功鉴定出6个蛋白差异点:其中1个为Rubisco大亚基(碳水化合物代谢);2个为参与翻译类的蛋白;2个为具有运输类功能的蛋白;1个为质子-ATP酶α亚基。这些结果可为小麦抗UV-B辐射机理研究和抗性育种提供依据。     

不同番茄品种生长和生理特征对增强UV-B辐射响应的差异

选择来源于不同地区的8个不同番茄品种为试验材料,通过盆栽试验,在大棚内模拟昆明地区臭氧衰减20%时的紫外辐射强度(5 k J/m2),研究不同番茄品种生长和生理特征对UV-B辐射增强响应的差异。结果表明:(1)不同品种番茄株高、根长和生物量均随UV-B辐射增强而下降,其中‘台湾圣女’(TS)生物量下降60.90%,‘樱桃小番茄’(YT)生物量下降最少,为14.23%。(2)UV-B辐射下,不同品种番茄叶片光合色素均有所降低,超级大明星番茄的叶绿素a,b和类胡萝卜素分别降低62.13%;71.24%和66.52%;叶片丙二醛含量均有所上升,其中‘中蔬四号’番茄的叶片丙二醛含量上升747.47%。(3)不同品种番茄果实可溶糖含量和产量分别下降4.03%~37.80%和4.03%~37.80%;除‘雄霸天下’番茄果实有机酸含量下降外,其他各品种番茄果实中的有机酸含量上升12.93%~301.67%。(4)UV-B辐射下,不同品种番茄的综合响应指数为-55.46~242.00,各品种依次为:‘天泽上海908F1’(TZS)‘天泽毛粉802’(TZM)‘超级大明星’(CJ)‘台湾圣女’(TS)‘樱桃小番茄’(YT)‘中蔬四号’(ZS)‘天皇明星’(TH)‘雄霸天下’(XB)。总之,UV-B辐射会降低番茄产量和品质,‘天泽上海908F1’番茄对UV-B辐射的抗性最强,‘雄霸天下’番茄最敏感。     

紫外辐射增加后麦田的小气候特征研究(Ⅰ)

利用小麦灌浆期作物群体小气候观测资料,分析研究了过量紫外线照射后农作物群体小气候(总辐射、紫外辐射、温度等)的时空分布特征,发现紫外辐射(UV-B)增强使小麦群体中下部的总辐射高于对照区(CK),不同处理组下部的总辐射日振幅不同:CK(无UV-B区)>T1(UV-B增强3.8%)>T2(UV-B增强11.4%);小麦群体的紫外辐射强度在各个层次上均大于对照区;小麦群体的中下部温度明显高于对照区的温度,中上部反之,CK处理气温梯度远大于T2处理气温梯度。     

UV-B增加对小麦及玉米物候发育影响的初步研究

观察了UV-B增加对小麦及玉米物候发育的影响,结果表明:UV-B增加对小麦及玉米物候期具有明显的推迟效应,且这种推迟效应可能与UV-B增加影响作物的营养供给无关;UV-B增加对小麦群体内小气候有显著影响,表现为气温和土温显著升高,UV-B增加对小麦物候期的推迟效应与UV-B增加条件下作物群体内小气候的变化无关;初步探讨了紫外线UV-B增加对作物物候影响的机制,并提出有待于进一步研究的问题。     

增强UV-B辐射和干旱对不同品种春小麦生长、产量和生物量的影响

 【目的】通过研究增强UV-B辐射和干旱胁迫对不同品种春小麦生长、产量和生物量的影响,为筛选高产、抗旱、抗UV-B辐射春小麦新品种提供依据。【方法】设置干旱、增强UV-B辐射以及二者复合处理处理西北干旱区三个不同的主栽春小麦品种,检测和分析旗叶面积、叶片厚度、叶面积指数、生物量、根冠比、产量和收获指数等生理指标。【结果】增强UV-B辐射可抑制春小麦分蘖,而适度干旱胁迫可促进春小麦分蘖;增强UV-B辐射和干旱胁迫条件下,定西-24、陇春-8139、和尚头生物量分别降低22%,21%和15%,,平均降低20%;复合作用对产量和生物量的影响与增强UV-B辐射和干旱胁迫分别处理相比,没有明显的减少;干旱胁迫较增强UV-B辐射和二者的复合作用对收获指数和产量的负面影响稍小;干旱胁迫使和尚头和定西-24收获指数增加10%,陇春-8139增加23%;而增强UV-B辐射下和尚头的收获指数下降10%,定西-24和陇春-8139的收获指数均提高10%。说明不同品种春小麦在干旱胁迫、增强UV-B辐射以及二者复合作用下,光合产物向生殖器官的分配比例不同。【结论】春小麦对干旱和增强UV-B辐射胁迫的响应存在品种间的差异性;3个品种对干旱胁迫和增强UV-B辐射的响应趋势基本一致; 干旱胁迫和增强UV-B辐射对3个品种生长都具有抑制效应,但品种间存在一定的敏感性差异。在干旱胁迫和增强UV-B辐射作用下,陇春-8139较定西-24、和尚头分蘖少,但千粒重、收获指数和产量最高。因此,陇春-8139在抗旱、抗UV-B辐射和增产方面比其他2个品种具有更大的优势。     

UV-B增加对几种不同作物影响程度的种间比较

采用大田群体试验方法,研究了UV-B增加对小麦、大豆、棉花及玉米生长和产量的影响。结果表明,UV-B强度增加1.00W·m-2,不同作物对紫外线UV-B增加的敏感性存在很大的差异。作物的产量和反应指数均表明,作物对紫外线增加的敏感性为棉花>大豆>小麦>玉米。初步分析了不同作物对紫外线敏感差异的区别。     

群体条件下UV-B增加对小麦衰老及灌浆的影响

采用大田群体试验条件，研究了UV—B增加对小麦叶片衰老及灌浆过程的影响。结果表明，UV—B强度增加，小麦灌浆初期的绿叶面积和叶绿素含量显著降低，但UV—B强度增加对绿叶面积和叶绿素含量下降的速率并无显著的影响；小麦灌浆进程略推后，但并未出现提前结束灌浆及早衰的趋势。表明在大田群体条件下，UV—B增加并未显著加速灌浆期小麦的衰老过程；小麦在大田群体条件下和实验室内单株或单叶条件下对UV—B增加的反应是有显著区别的。     

田间条件下UV-B辐射增强对大豆生长及光合特性的影响

为明确UV-B辐射增强对大豆生物量、叶绿素含量以及光合特性的影响,在田间条件下模拟UV-B辐射增强,对大豆相关指标进行了测定与分析。结果表明:UV-B辐射增强对大豆生长具有抑制作用,花期株高、干质量分别降低21.8%、77.0%,鼓粒期分别降低18.9%、20.8%;总体使大豆叶片的类黄酮、MDA含量增加,其中分枝期分别增加61.7%、35.2%,花期分别增加28.9%、37.4%,鼓粒期二者增加均不显著;使大豆分枝期、花期和鼓粒期的净光合速率分别降低23.2%、35.9%和20.8%,气孔导度降低,胞间CO_2浓度升高;对叶绿素含量有一定的影响,主要使分枝期叶绿素含量降低19.4%,但对ΦPSⅡ影响不显著。综合分析,UV-B辐射增强对大豆的影响主要体现在抑制叶片净光合速率,降低气孔导度,使得CO_2利用率下降,最终抑制了大豆生物量。     

UV-B辐射增加对水稻生长发育及产量的影响

在盆栽条件下,以有代表性的2个粳稻品种为试材,采用盆栽方法,研究UV-B辐射对2个粳稻品种生长发育及其产量的影响。试验设3个处理,分别为自然光、紫外辐射增强5%和10%。试验结果表明,UV-B辐射强度增加明显滞后水稻的生育期,使株高变矮,分蘖数减少,叶面积和干物重下降,最终导致产量降低。并且UV-B辐射强度增加后穗粒数和穗数的下降是水稻产量降低的主要原因。总体来说,UV-B辐射增加越多对水稻的影响越大,但其抑制程度依品种,水稻所处的生长阶段的不同而不同。     

短时间不同剂量UV-B辐射处理对冬小麦幼苗生理指标的影响

[目的]研究短时间不同剂量UV-B辐射对冬小麦幼苗叶片生理指标的影响,为进一步研究植物应答短时间紫外线照射的机理提供参考。[方法]以冬小麦为试验材料,采用15和30μW／cm^2。的UV—B照射强度对冬小麦幼苗进行短时间照射处理。测定指标包括：①反射光谱值。用Unispec光谱仪测定反射光谱,并计算所得参数,评价UV—B处理前后叶片叶绿素、花色素苷、类胡萝卜素含量、水分含量以及光合强度的变化,每处理测定10片叶;②可溶性蛋白含量。采用考马斯亮蓝G-250法测定叶片的可溶性蛋白含量,牛血清蛋白作为对照;③荧光参数（Fn／Fm）：将待测叶片暗反应20min后,用OS-30P荧光仪测定部位同叶色,每处理测定5片叶;④相对电导率。采用Martineau等的方法测定;⑤丙二醛（MDA）：采用邹琦的方法测定。测定项目②～⑤均重复5次。[结果】UV—B处理导致叶绿素、可溶性蛋白含量以及含水量都降低,且存在剂量效应,30μW／cm。的降幅大于15μW／cm^2;UV—B辐射导致花色素苷和类黄酮含量下降,尤其是处理后2h下降幅度最大,2种剂量的UV—B处理间差异不大。随着处理时间的延长,花色素苷含量呈逐渐上升趋势,其中,30μW／cm。处理的略高于15μW／cm。处理。UV—B辐射处理对类胡萝卜素含量的影响与花青素相同,均表现为先下降后上升的趋势,2种剂量间差异不大;2种剂量的UV—B处理均抑制了PSⅡ的电子传递,尤其是处理2h的抑制作用最大,4、6和8h的抑制有所缓解,且存在剂量效应;2种剂量的UV-B辐射均抑制了叶片的光合速率,随着照射时间的延长抑制效应加大;MDA和相对电导率在照射2h后明显增加,说明高剂量的UV—B处理对膜系统的损伤较大,低剂量的UV—B处理结果不明显。[结论]短时间的UV—B辐射处理对冬小麦幼苗叶片的影响具有剂量效应,高剂量比低剂量的作用效果大。且随着处理时间的延长,受害程度有所减轻,该结果与长时间UV—B照射的结果不同。     

Effects of salicylic acid (SA), ultraviolet radiation (UV-B and UV-C) on trans-resveratrol inducement in the skin of harvested grape berries

Effects of salicylic acid (SA), ultraviolet radiation (UV-B and UV-C) on the trans-resveratrol (Res) inducement of the skin of harvested grape berries were studied with three grape cultivars Takasuma, Tano Red and Carigane. Split plot design tests were adopted to compare the effects of UV-B and UV-C radiation on Res inducement of different cultivars. Results showed that spraying 100 mg·L⁻¹ SA markedly enhanced Res contents in the skins of harvested berries for the three selected cultivars. However, the effect of SA varied with the cultivars, and Res inducement by SA was more effective to Tano Red than Takasuma and Carigane. UV-B or UV-C irradiation significantly increased Res contents in grape skins and UV-C was more effective than UV-B. The effects of UV types and dosages on Res inducement depended upon cultivars. In the range of 0–3.6 kJ·m⁻², the Res contents in the skins of the three grape cultivars were enhanced along with the increase of dosages of UV-B and UV-C. __________ Translated from Journal of Fruit Science, 2007, 24(1): 30–33 [译自: 果树学报]