植物对UV-B辐射增强响应的研究进展

分析了大气中臭氧层变薄的现状、原因及光化学机制，阐述了近年来国内外研究紫外线B辐射增强对植物生长发育的影响及其适应性机制，指出当前该研究领域存在的问题及今后加强研究的方向。     

三种辐照方式对黑松花粉萌发和花粉管生长的影响

研究了低能氮离子束、紫外线与γ射线辐照对黑松花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明,低能氮离子注入对黑松花粉的损伤效应与γ射线和紫外线照射的不同,主要表现在氮离子束剂量-萌发率效应曲线呈"马鞍型"和氮离子束注入诱发花粉管顶端肿胀,这说明低能离子束的作用机制可能与γ射线和紫外线的不同。认为花粉是研究离子注入生物学效应机制的理想模式系统。     

养殖专用紫外光源辐照试验研究

家禽是在自然环境下进化而来,转为室内圈养,必然得不到充足的阳光,因而造成严重缺光,其中最缺的光谱波段是太阳投射到地面的紫外线。针对上述问题,本研究首先设计研制了养殖专用紫外光源,以专门弥补阳光中所含对家禽机体最有生物作用的中长波紫外线,进而对部分圈养家禽进行了紫外辐照试验研究。     

UV-C处理对水蜜桃果实冷害及贮藏品质的影响

为了缓解水蜜桃果实采后冷藏保鲜对果实品质的负面影响,达到更好的保鲜效果,以江苏省张家港市的凤凰水蜜桃（Prunus persica)为实验材料,研究了不同剂量（0.5kJ/m2、1kJ/m2、1.5kJ/m2）UV-C对低温（3℃?℃）条件下水蜜桃果实冷害和品质的影响。实验结果表明：三种剂量的UV-C处理对水蜜桃均能有效减少果实的褐变,保存果实的可溶性固形物（TSS）,并明显延缓了丙二醛（MDA）、多酚氧化酶（PPO酶）的上升趋势;处理之间没有明显的效果差异,但1.5 kJ/m2处理的硬度值在5-20d之间均显著大于CK组（P<0.05）,表现出更好的抗软化能力;另外,UV-C处理易使果实相对电导率加速升高,该趋势随照射剂量的增大而增强。     

UV-327合成中溶剂的选择

以甲苯、氯苯、乙二醇单甲醚分别作为单组分溶剂,又用乙醇分别与上述溶剂按一定比例配制成3种混合溶剂,用葡萄糖和锌粉为还原剂,以4-氯-2-硝基苯胺为原料,经重氮、偶合和二次还原合成紫外线吸试剂UV-327。结果表明,在该工艺的第2次还原中,混合溶剂比单组分溶剂效果好,用乙醇与氯苯配成的混合溶剂较好,溶剂回收率大于85%。通过HPLC,1H-NMR,IR和紫外光谱对目标产品进行了分析。该方法以4-氯-2-硝基苯胺计,总收率>83%,目标产品纯度为99.76%。     

仿刺参消化道内产琼胶酶菌株的选育及培养条件优化

对仿刺参Apostichopus japonicus消化道内容物进行富集培养,以琼胶为惟一碳源进行平板初筛,摇瓶复筛,得到一株琼胶酶活性较高的菌株HF3。对该菌株进行紫外线诱变,获得突变菌株HF3-04,酶活力从43.0 U/mL增加到48.9 U/mL,提高了13.7%。通过正交试验,确定培养基的最佳组成为:琼胶3 g/L,硝酸铵1 g/L,磷酸氢二钠0.5 mmol/L,pH值8.0;最佳培养条件为:接种量为1%,250 mL三角瓶中发酵培养基的装液量为110 mL,摇床转速为150 r/m in,培养温度为25℃,培养时间为48 h。将培养基组成及培养条件优化后,菌株酶活力达到80.7 U/mL,比优化前提高了65.0%。     

SOD对紫外辐射受损的苏云金芽孢杆菌作用的研究

探讨了超氧化物歧化酶 (SOD)等自由基清除剂对苏云金芽孢杆菌紫外辐射的影响。结果表明 ,SOD、绞股蓝皂甙等自由基清除剂能够明显地提高紫外辐射损伤细胞的存活率 ,并且SOD的保护作用表现为防护与恢复两种不同的作用。又通过细胞电泳与琼脂糖凝胶电泳发现紫外辐射后其细胞膜及质粒DNA均受到了明显的损伤 ;SOD对细胞膜损伤有一定的恢复作用 ,而对DNA不表现恢复效应。由此认为 :紫外线对细胞膜及DNA均有损伤 ,SOD恢复作用的主要部位在细胞膜而不是DNA分子。为进一步确定SOD的作用以及利用自由基清除剂制备高效的Bt农药提供了理论基础。     

UV-C处理穿心莲转录组分析及穿心莲内酯合成相关基因挖掘

【目的】对紫外线C（UV-C）处理的穿心莲叶片进行转录组测序分析,挖掘穿心莲内酯合成相关基因,为深入探究穿心莲内酯合成相关基因的调控机制和生物学功能提供理论参考。【方法】选用生长60 d的穿心莲幼苗为材料,经UV-C照射2 h后,利用Illumina HiSeq二代测序平台进行转录组测序,并结合生物信息学软件和实时荧光定量PCR （qRT-PCR）对所得序列进行功能注释和相对表达水平验证,挖掘响应UV-C的穿心莲内酯合成相关基因。【结果】共注释到21545个穿心莲基因,有2137个基因呈显著差异表达模式,其中,1147个基因显著上调表达,990个基因显著下调表达。GO功能注释结果显示,UV-C处理造成了氧化胁迫,线粒体氧化磷酸化电子传递链的NADH脱氢酶基因上调表达。KEGG代谢通路富集结果显示,二萜类物质穿心莲内酯的前体（E,E,E）-香叶基香叶基二磷酸（GGPP）合成途径[甲羟戊酸（MVA）途径和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸（MEP）途径]差异表达基因显著富集。转录组测序结果和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测结果均显示,MVA途径的4种合成酶基因HMGS（CXN00016849）、HMGR（CXN00000058）、MVK（CXN00002900）和MVD（CXN00004398）及GGPP合成关键酶基因FPS的表达量显著上调;MEP途径中,仅DXS（CXN00013302）的表达量显著下调。蛋白互作预测结果显示,2个途径中的差异表达基因编码蛋白之间存在互作,HMGS与CYP71家族成员之间,以及FPS1与UGT71、UGT73和UGT76之间的互作网络丰富。【结论】 UV-C照射调控穿心莲重要生命进程,其中,次生代谢、氧化磷酸化、光合作用等途径基因转录本的相对表达量呈UV-C特异性响应模式。合成穿心莲内酯前体GGPP的细胞质MVA途径基因显著上调表达,推测UV-C诱导穿心莲内酯合成的主要场所为细胞质。穿心莲MVA途径基因及CYP71、UGT71、UGT73和UGT76可作为穿心莲内酯合成途径研究的候选分子靶标。     

银与光所产生的协同效应的微生物灭活现象观察

研究发现在使用紫外线(UV-A,395nm)进行照射时,银溶液对微生物的灭活作用得到增强,特别是对真核微生物的灭活作用得到显著增强。为解明这种银与光所产生的协同效应的微生物灭活机理,使用电子自旋共振仪(Electron Spin Resonance,ESR)对溶液进行检测,并采用扫描电子显微镜(SEM)以及测定线粒体酶活性等方法,推测出了其作用机理,即在光照下氧化银(Ag2O)被激活并与水分子发生反应产生羟基自由基(.OH)。羟基自由基破坏真核微生物的细胞壁,失活其细胞内线粒体酶活性,从而引起真核微生物细胞死灭。     

滇黄芩幼苗对增强UV-B辐射与干旱胁迫的生理响应

以滇黄芩(Scutellaria amoena C.H.Wright)幼苗为材料,采用盆栽试验,研究了模拟紫外线B波段(UV-B)增强辐射(280~320 nm)和干旱胁迫对滇黄芩幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(SOD、CAT、APX、GR)活性、游离脯氨酸和可溶性糖及类黄酮含量的影响;应用隶属函数值法,对单一胁迫与复合胁迫下的滇黄芩幼苗抗逆性进行综合评价。结果表明,增强UV-B辐射后植株体内的类黄酮含量、抗氧化酶活性、可溶性糖与游离脯氨酸含量均显著增加,MDA含量呈先升后降的变化趋势;干旱胁迫下植株体内SOD和CAT活性始终低于对照,MDA含量显著增加,SOD、APX、GR活性以及游离脯氨酸、可溶性糖、类黄酮含量呈先升后降的变化趋势。增强UV-B辐射与干旱复合胁迫对滇黄芩幼苗的影响,一方面表现为增强UV-B辐射与干旱协同促进了游离脯氨酸和可溶性糖含量的提高(处理20~30 d);另一方面表现为增强UV-B辐射削弱了干旱对滇黄芩幼苗造成的伤害,植株体内的抗氧化酶活性逐渐恢复或超过正常水平,类黄酮含量显著升高,使胁迫后期(30~40 d)的MDA含量下降。经隶属函数值法分析,得出滇黄芩幼苗的抗逆能力在4个处理里由高到低的顺序依次为增强UV-B辐射、增强UV-B辐射与干旱复合胁迫、对照、干旱胁迫。