干旱和鹽堿脅迫下玉米幼苗葉片光電信號(hào)的采集與分析.pdf

1、干旱和鹽堿脅迫是植物在自然環(huán)境中遭遇的最常見(jiàn)的滲透脅迫，研究植物對(duì)這兩種滲透脅迫的應(yīng)答機(jī)制對(duì)植物抗逆性研究具有重要意義。植物細(xì)胞在生命活動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生自發(fā)光子輻射和延遲光子輻射，這些發(fā)光信號(hào)是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要信息，研究和解讀植物發(fā)光信號(hào)的規(guī)律和意義有可能為評(píng)價(jià)干旱和鹽堿脅迫下細(xì)胞生命狀態(tài)及其系統(tǒng)內(nèi)部功能變化提供一種無(wú)損、高效的光學(xué)活檢新技術(shù)。在生命活動(dòng)中，植物內(nèi)部還存在電位波動(dòng)，對(duì)植物電位波動(dòng)信號(hào)的解讀也可能為干旱和鹽堿脅迫下植物細(xì)胞功能

2、狀態(tài)及其代謝調(diào)節(jié)提供一種可以實(shí)時(shí)、在位和無(wú)損傷檢測(cè)的新方法。
　　為了研究和解讀干旱和鹽堿脅迫下植物葉片光電信號(hào)，本文釆用滲透勢(shì)為-0.1MPa的PEG-6000溶液、濃度為100mmol/L的NaCl溶液和pH值為9.09的混合鹽堿溶液分別對(duì)玉米幼苗進(jìn)行干旱、單鹽和鹽堿脅迫，分析了該脅迫環(huán)境下的玉米幼苗葉片的自發(fā)光子輻射、延遲光子輻射和葉片表面電位波動(dòng)信號(hào)的特征及其變化規(guī)律，同時(shí)測(cè)量和分析了玉米葉片生理生化指標(biāo)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，

3、干旱、N aC l脅迫和鹽堿脅迫都會(huì)造成玉米葉片自發(fā)光子輻射的減小，延遲光子輻射中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)初始光子數(shù)I0、衰減參數(shù)β、相干時(shí)間τ和延遲光子輻射積分強(qiáng)度I（T）均出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)，表明葉片的光合作用能力和呼吸代謝受到了抑制，細(xì)胞內(nèi)各功能分子之間的相互作用減弱。結(jié)果還表明，玉米葉片表面電位波動(dòng)在頻譜上具有確定的規(guī)律性，其可以通過(guò)邊際譜特征參數(shù)邊緣頻率SEF、重心頻率S C F和邊際譜熵M S E定量表征；在干旱和鹽堿脅迫過(guò)程中，玉米葉片

4、的SEF、SCF和M S E均出現(xiàn)了持續(xù)波動(dòng)的變化特征，干旱和鹽堿脅迫使玉米葉片電信號(hào)的邊際譜向低頻段移動(dòng)，表明葉片細(xì)胞群電生理活動(dòng)受到了抑制，不同品種的玉米幼苗所受到的鹽堿脅迫的抑制程度不盡相同。
　　為了闡明干旱和鹽堿脅迫下玉米幼苗葉片光電信號(hào)變化的生物學(xué)意義，本文還研究了干旱處理下玉米幼苗葉片鮮質(zhì)量、葉綠素含量以及MDA含量的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下，玉米幼苗葉片的質(zhì)量、葉綠素含量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)， MDA含量則大幅度增加

5、，表明干旱脅迫影響了玉米幼苗的正常生長(zhǎng)，使得玉米葉片中葉綠素含量降低和MDA含量的增加，后者可能是干旱脅迫下玉米葉片光子輻射降低和玉米葉片電信號(hào)向低頻段移動(dòng)的原因。上述研究結(jié)果為逆境下植物細(xì)胞功能狀態(tài)的變化和植物抗逆性的定量、無(wú)損和實(shí)時(shí)在位檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)。
　　近年來(lái)，極低頻脈沖電場(chǎng)（ELF-PEF）生物學(xué)效應(yīng)引起重視，其有可能為物理農(nóng)業(yè)提供一種新技術(shù)。為此，作為研究的拓展，本文還研究了ELF-PEF對(duì)玉米幼苗抗旱性的影響，及基于