CO-,2-激光對增強UV-B損傷綠豆幼苗的防護、修復效應及機理研究.pdf

1、CO2激光對增強UV-B損傷綠豆幼苗的防護、修復效應及機理研究(作者：李方民導師：王勛陵教授岳明教授)中文摘要本研究以綠豆(PhaseolusraditusL.)為實驗材料，運用生理學、生物化學、分子生物學、拉曼光譜學分析等方法研究了CO2激光輻照(20mW·mm-2)綠豆種子的生物學效應及CO2激光輻照對增強UV-B(3.10kJ·m-2)輻射損傷綠豆幼苗的防護、修復效應及激光的生物學作用機制。結果表明： 1.CO2激光預處理

2、綠豆種子促進了幼苗的生長發(fā)育。其作用效果集中表現(xiàn)為：激光預處理提高了綠豆幼苗的光合色素含量、水分利用率、凈光合速率、氣孔導度、蛋白質含量以及植株的總生物量。 2.CO2激光預處理提高了綠豆還原型谷胱甘肽含量、抗壞血酸含量、紫外吸收物含量、脯氨酸含量等非酶類抗氧化物質的量。同時，CO2激光預處理降低綠豆MDA濃度，增強抗氧化酶SOD、POD和CAT活性，對增強UV-B輻射損傷綠豆具有良好的防護效果。 3.增強UV-B輻射對

3、綠豆的生長發(fā)育產生一定的損傷作用。引起了綠豆幼苗的光合色素含量、水分利用率、凈光合速率、氣孔導度、可溶性蛋白質含量等的下降，同時降低了綠豆的總生物量。 4.增強UV-B輻射導致綠豆MDA濃度、紫外吸收物含量、脯氨酸含量升高，并降低了綠豆還原型谷胱甘肽含量、抗壞血酸含量、抗氧化酶SOD、POD和CAT活性，使植物產生過量的自由基，引起脂質過氧化傷害。 5.CO2激光預處理綠豆種子對增強UV-B輻射的損傷具有良好的防護作用。

4、CO2激光預處理的綠豆種子，在生長期間再經增強的UV-B輻射后能發(fā)現(xiàn)：UV-B輻射損傷綠豆幼苗的光合色素含量、水分利用率、凈光合速率、氣孔導度以及總生物量的影響，都會在一定程度上減弱；同時，UV-B輻射后綠豆的可溶性蛋白質含量、MDA濃度、還原型谷胱甘肽含量、抗壞血酸含量、抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的下降，也會一定程度上得到抑制。說明CO2激光對綠豆的促進效應能一定程度上提高綠豆的抗UV-B輻射脅迫能力，從而減弱增強UV-B輻射

5、對綠豆的損傷效應。 6.CO2激光輻照對增強UV-B輻射引起綠豆生理和生化代謝的損傷效應具有良好的修復作用。增強的UV-B輻射后的綠豆，再經CO2激光輻照處理，結果表明：CO2激光對綠豆的促進效應會一定程度上恢復UV-B輻射對綠豆幼苗的光合色素含量、水分利用率、凈光合速率、氣孔導度以及總生物量的抑制影響；而且，還可以一定程度上恢復UV-B輻射損傷綠豆的可溶性蛋白質含量、MDA濃度、還原型谷胱甘肽含量、抗壞血酸含量、抗氧化酶SOD

6、、POD和CAT活性。說明CO2激光對綠豆的促進效應能一定程度上激活和增強綠豆的抗UV-B輻射脅迫能力，從而減弱增強UV-B輻射對綠豆的損傷效應。 7.在CO2激光預處理對增強UV-B輻射損傷綠豆的防護實驗中，實驗所得到最佳處理時間為5分鐘，而在CO2激光輻照對增強UV-B輻射損傷綠豆的修復實驗中，實驗所得到最佳處理時間為90秒。 8.拉曼光譜數(shù)據(jù)顯示，增強UV-B輻射引起綠豆DNA損傷后產生的主要光產物為環(huán)丁烷嘧啶二聚

7、體(CPDs)，表現(xiàn)在胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)的表征譜帶產生較大位移，且峰的強度下降，同時胸腺嘧啶的氫鍵配對能力顯著下降，C5C6雙鍵強的拉曼減色現(xiàn)象，以及C6H的拉曼增色現(xiàn)象。經CO2激光輻照后，胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)的表征譜帶基本恢復原位，且峰的強度增加，而胸腺嘧啶的氫鍵配對能力，C5C6雙鍵強的拉曼減色現(xiàn)象，以及C6H的拉曼增色現(xiàn)象都在一定程度上得到恢復。這說明增強UV-B輻射后形成的環(huán)丁烷嘧啶二聚體，再經過CO2激光輻