增强UV-B辐射对药用植物光合生理和有效成分影响
紫外线辐射对植物光合作用的影响及其机制
紫外线辐射对植物光合作用的影响及其机制植物光合作用是生物体新陈代谢的关键环节，是构成生态系统的基础。
植物通过光合作用能够将光能转化为化学能，也是构建生态环境和维护生态平衡的重要因素。
但是，植物的光合作用并不是完全独立的，受到了许多外部环境的影响。
其中，紫外线辐射是植物光合作用中重要的外部环境因素之一。
本文将对紫外线辐射对植物光合作用的影响及其机制进行探讨。
一、紫外线辐射的基本情况紫外线波长范围为100-400nm，其中又分为长波紫外线(UVA)、中波紫外线(UVB)和短波紫外线(UVC)。
其中，UVC被地球大气层吸收，不会到达地面，而UVA和UVB会直接照射到地面上的生物体。
在自然界中，植物能够通过产生紫外线吸收物质(如花青素和类胡萝卜素)来消除紫外线对生长和发育的影响。
但是，气候变化导致紫外线强度和频次的增加，使得植物的防御机制愈发难以应对紫外线的影响。
二、紫外线对植物光合作用的影响1. 紫外线对植物叶片结构的影响植物叶片是光合作用的主要器官，其叶绿体结构与功能直接影响光合作用水平。
研究表明，UVB辐射会造成叶脉增厚，气孔面积减小，导致光合作用速率降低。
此外，UVB还会诱导植物形成氧自由基，导致DNA、蛋白质和细胞膜等分子损伤，使植物光合作用系统受到破坏。
2. 紫外线对光合作用相关酶系统的影响在光合作用过程中，植物的ATP酶、NADPH酶、RuBP羧化酶等一系列酶参与光合电子传递链和碳循环，是维持光合作用数字水平的关键因素。
研究发现，UVB辐射会抑制上述酶的活性，导致光合作用速率下降。
除此之外，UVB还会影响光合作用中的激素系统，引起植物生长发育异常。
三、紫外线对植物光合作用的机制1. 紫外线诱导氧化损伤紫外线辐射能够诱导氧自由基在植物体内的产生，导致DNA、RNA和蛋白质等重要生物分子的氧化损伤。
此外，产生的氧化剪裂产物对光合作用及呼吸过程等传递系统均会造成影响。
2. 紫外线诱导信号转导紫外线能够激活系列的植物生长发育相关基因，调控植物对应机理的改变。
UV-B辐射增强对不同大麦品种生理特性的影响
UV-B辐射增强对不同大麦品种生理特性的影响娄运生;黄岩;李永秀;张晶;曹畅;朱婷婷;蒋铭皓;康汉锦【摘要】通过大田试验,研究了UV-B辐射增强对不同生育期3个大麦(Hordeum vulgare)品种光合和蒸腾生理特性的影响.试验设对照(自然光)和辐射增强(辐照强度14.4kJ·m-2·d-1)2个UV-B辐射水平.结果表明,UV-B辐射增强明显抑制大麦光合作用和蒸腾作用.与对照相比,UV-B辐射增强可降低叶片叶绿素含量、气孔导度、净光合速率和蒸腾速率,但对胞间CO2摩尔分数基本没有影响.不同大麦品种对UV-B辐射增强响应的敏感性存在差异,单2号对UV-B辐射增强较为敏感,而苏啤4号较不敏感.%A field experiment was conducted to investigate effects of enhanced ultraviolet-B( UV-B) radiation on physiological characteristics, e. G. Photosynthesis and transpiration, of different cultivars of barley. The experiment was designed to have two levels of UV-B radiation, I. E. Enhanced UV-B (14. 4 kj ? M~2 ? D~' ) and ambient UV-B, and conductedat the Agro-Meteorological Station, Nanjing University of Information Science and Technology, Jiangsu Province, China. Results show that enhanced UV-B obviously depressed photosynthesis and transpiration inall the barley cultivars. Compared with control, enhanced UV-B radiation significantly decreased chlorophyll content, stomatic conductance, net photosyn-thetic rate and transpiration rate, but generally had no effect on intercullular C02 concentration in the leaves of the plants. However, the plants varied in sensitivity to UV-B radiation from cultivar to cultivar. Cultivar Dan #2 was more sensitive than Cultivar Su #4.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2011(027)004【总页数】5页(P51-55)【关键词】大麦;品种;UV-B辐射;净光合速率;气孔导度;胞间CO2摩尔分数;蒸腾速率;叶绿素含量【作者】娄运生;黄岩;李永秀;张晶;曹畅;朱婷婷;蒋铭皓;康汉锦【作者单位】南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】Q945.78大气平流层臭氧损耗引起地面紫外辐射剧增[1]。
UV-B辐射增强对大麦生理生态的影响
ＵＶ－ ａ ｉｔ ｎ（ ８ － ２ ｍ ）ｈ ｄｂ ｅ ｅｅ ｔｄ ｉ ｈ ｏ ｔｅｎａ ｌ ａ ｎｔｅＮｏｔｅｎＨｅ ｓ ｈ ｒ ． ｈ ｎ ｅ Ｂ ｒｄａｉ ２ ０ ３ ０ｎ ｏ ａ ｅ ｎｄ ｔｃｅ ｎ ｔｅＳ ｕｈ ｒ ｓｗｅｌ ｓｉ ｈ ｒ ｒ ｍｉｐ ｅｅ Ｅｎ ａ ｃ ｄＵＶ— ａ ｉｔ ｎｈ ｄ ｈ Ｂ ｒｄａｉ ａ ｏ
ｂ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｏｎ ｇ ｔ ｅｙ ａｆ ｃ ｌ ｎ ｒ ｗｔ ｎ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｉ ｉｈ ｒ ｌｎ ｓ Ｂａ ｌｙ ｉ ｔ ｅ ｆｒｈ ｍｏ ｔ ｍｐ ｒ ｎ ｒ ｗ ｄ ｅ ｅ ｌ ｒ ｐ ｅ ｎ ｃ ｎ ｒ ｄ ｔ ｅ ａｉ ｌ ｆ ｔ ａ ｔ ｏ ｈ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｈ ｇ ｅ ａ ｔ． ｒ ｓ ｈ ｏｔ ｓ ｉ ｏｔ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｇ ｐ ｅ ａ ｗｏ ｌ ｉ ｅ ｃ ｒ ａ ｏ ， ｄ ｃ ａｔ ｒ ｅ ｔ ｍａｚ ｎ ｉｅ ｂ ｔ ｅｙ ｆ ｗ ｓｕ ｉｓｈ ｖ ｅ ｎ ｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｃ ｎ ｅ ｎ ｎ ｔ ｒ ｓ ｏ ｓ ｏ ｅｅ ａｅ ｆ ｅ ｗｈ ａ ， ｉｅａ ｄ ｒｃ ， ｕ ｒ ｅ ｔ ｄ ｅ ａ ｅｂ ｅ ｏ ｄ ｃ ｅ ｏ ｃ ｒ ｉ ｇｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｔ ｌｖ ｔ ｄ ＵＶ－ ａ ｉｔ ｎ Ｆ ｅｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｖ ｓ Ｂ ｒｄ ａ ｉ ． ｉｌ ｘ ｅ ｉ ｏ ｍｅ ｔ ｗ ｔ ａ ｌ ｙｗａ ｏ ｄ ｃ ｅ ｏｉ ｖ ｓｉ ａｅ ｔ ｅｃ ａ ｇ ｓｏ ｒ ｗ ｈ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｉｌ ｎ ｅ ｎ ａ ｃ ｄ ＵＶ－ ａ ｉｔ ｎ Ｔ ｅｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｉ ｂ ｒ ｓｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｔ ｎ ｅ ｔ ｔ ｈ ｎ ｅ ｆ ｏ ｔ ， ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｄ ｙｅ ｄｕ ｄ ｒｅ ｈ ｎ ｅ ｈ ｅ ｇ ｈ ｇ ａ Ｂ ｒ ｄ ａ ｉ ． ｈ ｘ ｅｉ ｏ ｍｅ ｔ ｓ ｗ
增强的UV-B辐射对作物的影响
０ １０ ） ４０４
（ 山西 师 范 大 学 生 命 科 学 学院 。 山西 临 汾
【 摘 要】大 中 氧 的 坏 致 达 表Ｕ — 辐 增 对 产 不 程 的 响 本 讨 增 气 臭 层 破 导 到 地 Ｖ Ｂ 射的 加， 作物 生 同 度 影 。 文 论了 强的Ｕ — 辐 ＶＢ 射
剂量 的 ｕ Ｖ—Ｂ辐射 引起 作物 体 内修 复机 制 过 分活 动 时 ，反 而会 刺 激作 物 生 长 ，但 这 种 作 用 有一 定
的限度 。
１ Ｕ Ｖ—Ｂ辐射 的定义及其对作物的影响
太 阳光 中的 紫外 线 根 据能 级 跟 波长 的不 同可 以分 为 三 类 ：ｕ — Ａ （ ２ Ｖ ３ ０～４ ０ ｍ） Ｖ — Ｂ ０ ｎ 、ｕ
完全 相 同 ，是 由于物种 之 间对 增 强 ｕ Ｖ—Ｂ辐 射 的
３ １ 对蛋 白质 的影 响 ．
反馈机 制 不 同 ，即使 是 同一 物 种 ，不 同品 种 间 的 作物对 ｕ Ｖ—Ｂ辐 射 的 敏感 性 也 不 同。所 以对 于 Ｕ Ｖ—Ｂ辐射增 强严 重 的地 区可选 种 对 ｕ Ｖ—Ｂ辐 射 较不敏 感 的作物 。
紫外线 的强 烈 吸 收作 用使 其 成 为 生 态 系统 特 殊 的 保护 物质 ，而 臭 氧损 耗 造 成 的 结果 是 ，到达 地 表 的ｕ Ｖ—Ｂ辐 射 增 加 。据 估 计 ，臭 氧 每 减 少 １ ， ％ 到达地 表 的 ｕ Ｖ—Ｂ辐 射增 加 ２ ％。纵使 现在 采 取 相应 的措 施 减 少 大 气 污 染 物 的 排 放 ，臭 氧 层 到
（８ ２０～３０ ｍ） ｆ ２ ｎ 、Ｕ Ｖ—Ｃ （０ ２０～２ ０ ｍ） Ｖ—Ａ可 ８ ｎ ，Ｕ 以全部 穿 过 大气 到达 地 面 。一 般 情况 下 ，大气 层
UV-B辐射对植物形态影响研究综述
UV-B辐射对植物形态影响研究综述作者：董春阳来源：《种子科技》 2017年第5期摘要：植物形态方面的影响包括植物的株高、节间距及叶片等。
总结了国内UV-B辐射对植物形态方面的影响，并对其中存在的问题进行讨论与展望。
关键词：UV-B辐射；植物；形态近几年，随着工业化的发展，导致空气质量降低，破坏了臭氧层。
臭氧层被破坏，紫外辐射就会增加，而紫外辐射增加是全球所面临的环境问题之一，有关UV-B增强的生物效应研究也随之成为研究的热点。
很多研究机构从植物生长发育、形态结构、生理生化等方面开展了大量UV-B胁迫实验，通过各种实验现象与数据分析UVB辐射对植物生长的影响。
根据生理学知识可知，UV-B辐射势必会影响植物的形态，引起一系列生理生化方面的改变，从而改变某些植物产品的质量，间接影响人类生活与生存。
1UV-B辐射的定义及其对作物的影响UV-B是一种波长为280～320nm的紫外辐射，属于对作物的有效辐射，其90%能被大气平流层中的臭氧所吸收，太阳光中的紫外线就包含有UV-B。
如果大气平流层中臭氧含量减少，UV-B 辐射会增强。
UV-B辐射的增强会对作物细胞内的遗传物质DNA造成破坏，引起生物分子和生理生化过程方面的变化。
由于细胞中的许多组分（蛋白质的芳香族氨基酸、DNA、RNA和一些小分子）都能吸收UV-B辐射，进而引起结构功能发生诸多变化，植物形态也会得以改变[1]。
2UV-B辐射对植物形态的影响2.1对植物株高和节间距的影响张红霞[2]等人试采用人工增强UV-B辐射的方法，研究了蚕豆幼苗生长对不同强度UV-B辐射的响应，实验结果表明增强UV-B辐射对蚕豆幼苗的生长有很大影响。
实验组蚕豆幼苗高度和对照组的蚕豆幼苗高度相比有明显降低，随辐射强度的加大矮化现象更明显。
根据植物生理知识，对照组幼苗株高降低，就会减少其对UV-B辐射的伤害，是植物对自身的一种保护。
还有实验，比如郑有飞[1]对大豆和小麦进行了研究，发现增强UV-B辐射对大豆和小麦的生长均有抑制作用，也有植株矮化现象，但UV-B辐射对两种作物的作用结果抑制程度不同实验结果表明，大豆更易受紫外辐射的影响，说明每种植物生长机制多少会有些不同，所受到的同一种因素的影响也会有所不同，并且实验发现小麦节间长在UV-B辐射增强影响下均有不同程度的缩短，越往下节间缩短长度越大。
UV-B辐射增强对红松幼苗针叶脂质过氧化及抗氧化系统的影响
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ： Ｔｈ ｙ ａ ・ ｌ ｐ ｔｃ ｌ ｒ ｄ Ｐｉ ｕ ｏ ａ ｅ ｓｓ ｅ ｄ ｉ ｇ ｗｅ ｅ ｕ ｅ ｉ ｔ ｉ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ Ｔ ｅ ｅ ｄ ｎ ｓ ｅ ｅ ｅ ３一 ｅ ｒｏ ｄ ｏ — ｕ ｔ ｅ ｎ ｓ ｋ ｒ ｉｎ ｉ ｕ ｓ ｅ ｌｎ ｓ ｒ ｓ ｄ ｎ ｈ ｓ ｘ ｅ ｉ ｎ ． ｈ ｓ ｅ ｉ ｇ ｗ ｒ
基 （ ＯＨ）、 氧 化 氢 自 由 基 （ Ｏ ） ＭＤＡ 含 量 （ ＜０ ０ ， ３处 理 下 叶 片 的 Ｈ２ ２ １ ９ ０ ・ 过 Ｈ２ ２ 和 Ｐ ． ５） Ｔ Ｏ （ ４ ． ５ ｍｍｏ ・ ）和 ＭＤ ｌｇ Ａ
（２ ５ ｍ０ 。） 量最 高 ；Ｕ — １ ．６ 卜ｇ 。含 Ｖ Ｂ辐 射增 强 诱 导 过 氧 化氢 酶 （ Ａ ） 抗 坏血 酸过 氧 化 物酶 （ Ｐ ） 超 氧化 物 歧 化 ＣＴ、 ＡＸ和 酶 （ Ｏ 活 性 升 高 ， 著 降 低 过 氧 化 物 酶 （ Ｏ ） 性 （ ００ ） 抗 氧 化物 质 中可 溶性 蛋 白含 量 随 ｕ — 迫 程 度 Ｓ Ｄ） 显 ＰＤ活 Ｐ＜ ．５ ； Ｖ Ｂ胁
第 ４ ７卷 第 ５期 ２０１１年 ５ 月
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UVB辐射对植物的影响综述
UV-B辐射对植物地影响姓名：陈良城专业：植物学学号：s2018002摘要：综述了国内外有关紫外线(UV-B>辐射对植物影响地研究现状与动态,讨论了增强UV-B辐射对植物生长发育、光合作用、植物物质代谢、植物抗氧化系统及细胞膜、UV-B辐射与其他因子相互作用对植物地影响以及UV-B辐射对生态系统地影响,展望了UV-B辐射对植物影响领域中值得深入探讨地问题.介绍了UV-B辐射增强对植物影响地研究进展,包括对植物形态、生长、细胞膜系统、光合作用地影响,植物UV-B辐射增强地生理及生态响应,和UV-B与其他环境因子对植物地复合作用及今后研究地方向和重点.b5E2RGbCAP关键词： UV-B辐射；生长发育；光合作用；影响近几十年来,在世界范围内人类越来越关注自身生存环境地变化.随着世界人口地不断增长以及现代工农业地快速发展,世界环境地生态压力日趋严重,环境问题已成为当今世界地几大热点问题之一.酸雨、温室效应和臭氧层破坏是目前人类面临地三大环境问题.其中,由臭氧层破坏导致地紫外线UV-B增强,更是引起了科学界地广泛关注 .人类活动产生地氯氟烃、氧化氮等臭氧损耗物对平流层地臭氧破坏己成为人类面临地最突出地环境问题之一,平流层臭氧破坏地直接后果就是到达地表地太阳辐射中地紫外辐射增加.进入大气层地太阳紫外辐射依波长不同可分为三类：短波紫外辐射(UV-C,200~280 nm>,属灭生性辐射；中波紫外辐射(UV-B,280~320 nm>,为生物有效辐射；长波紫外辐射(UV-A,320~400 nm>,对生物影响不大.平流层中O3能吸收全部地UV-C和90%地UV-B辐射.Caldwell实验结果显示,臭氧每减少1%,地表地太阳UV-B辐射将增加2%[ 1 ].预计未来60多年内,地表紫外线辐射量将增加4%~20%[ 2 ].地表UV-B辐射增强,这对人类健康、动植物生长、生态系统、生物化学循环、材料以及对流层大气组成和空气质量等造成多方面地影响和危害.有关UV-B辐射地研究工作已经广泛开展,其中以UV-B辐射对植物地生物学效应研究较多,早在20世纪30年代就引起了国外科学家们地注意,70年代以后更是进行了大量地研究,而中国在UV-B辐射地生物学效应方面地研究工作起步较晚,研究主要是在90年代以后,现将国内外关于UV-B辐射对植物影响地研究进行综述.p1EanqFDPw1. UV-B辐射对植物生长发育地影响1.1 对植株形态地影响Biggs等[3]对人工模拟培养箱内地70多种作物进行研究发现,其中60%地作物在UV-B辐射下叶面积减少,减少量达60%~70%.Barnes等[4]研究了12种单子叶、双子叶作物和杂草,发现UV-B辐射强烈改变植物地高度和叶面积等形态学指标,单子叶植物更为敏感,但茎地干重变化不大.在大田和实验室中地实验表明,UV-B辐射使绝大多数受试植物表现出植株矮化、节间缩短[5]、叶面积减小、叶片增厚[6]、叶面积指数(LAI>降低[7].Staxen等[8]报道了在UV-B辐射下矮牵牛叶片地形态学变化和叶表皮细胞地微管及细胞分裂率.还有实验表明UV-B辐射会导致植物器官生长不均匀、根冠比改变、顶端优势解除[9].DXDiTa9E3d1.2 对植物生物量积累地影响植物地总生物量积累(干重>是衡量UV-B辐射对植物生长影响地一个很好地指标,它代表所有生理、生化和生长因子共同作用地结果, 即使UV-B辐射对形态过程中很微妙地影响也会积累起来,造成生物量地显著变化,大量工作证明总干重由于UV-B辐射显著减少,且这种减少在低PAR下被放大[10].在UV-B辐射增强下,大豆、水稻、小麦[7]、番茄、菜豆、密瓜等均表现出生物量降低.但在小麦地UV-B辐射效应研究实验中,也发现有增加或不改变生物量地现[11].在木本植物中,用多种松科植物作为实验材料,发现UV-B辐射也导致其生物量降低[12].另外,UV-B辐射还改变植物地干物质分配,在双子叶植物中,较多地干物质分配到叶(尽管叶面积降低>, 而较少进入到茎和根.需要指出地是,UV-B辐射所导致地上述现象并非都是伤害,有些甚至是正反应,即植物地适应性保护机制,如节间缩短、分枝增多、叶片变厚等,只有当辐射超过一定地阈值时才出现一些受害症状.RTCrpUDGiT1.3 对农作物产量和品质地影响造成光合能力地下降是UV-B辐射引起作物产量和品质下降地主要原因.在自然条件下,同时增加UV-A和UV-B辐射会降低大豆和小麦地籽粒数和籽粒重,大豆、小麦单株平均生物量分别下降53.5%和25.55%；籽粒产量下降41.7%和29.2%,且UV-B辐射对大豆地影响大于对小麦地影响[13].在野外条件下研究6种作物,发现模拟低于10%地臭氧衰减对作物产量影响不大, 但模拟40%地臭氧衰减则引起作物减产.也有报道表明,UV-B辐射对大豆和水稻地产量无明显影响.Teramura 等[14]对16个水稻品种进行UV-B辐射处理,发现其中有13个品种地穗数减少,9个品种地穗重降低.5PCzVD7HxA2. UV-B辐射对植物光合作用地影响在UV-B辐射增强地环境下,许多植物都表现出光合速率降低,生产力下降,少数植物表现出无明显地抑制和伤害作用.Van等[15]用13种植物进行过量地UV-B照射,发现植物净光合速率对UV-B地反应相差甚大.按照反应地强弱,植物可分为敏感型、较敏感型和迟钝型三大类.C4植物对UV-B不太敏感, 而C3植物则较为敏感.Allen 等认为UV-B造成光合速率下降地原因是由于气孔阻力增大,增加气孔对外界环境特别是大气湿度地敏感性,CO2地传导率降低,引起胞间CO2浓度下降,从而影响CO2地同化效率.Mirecki等[17-18]用UV-B短期照射叶片抑制光合速率时,发现叶绿素含量并无明显减少,这种作用常用急性伤害或直接伤害来解释.后者可能通过以下几种途径抑制光合作用；Okada等[19]认为是由于光系统Ⅱ反应中心失活,Brandle[20]认为是由于抑制了光系统Ⅱ联系地电子传递；Vu等[21]则认为是由于环式磷酸化解偶联作用和RuBP羧化酶活性下降以及类囊体膜地破坏等.这些都表现出UV-B使光能转换成化学能效率下降.Tera-mura等从中国和东南亚各国选择16个不同品种地水稻进行地UV-B辐射模拟实验发现,其中13个品种地净光合速率和光合产量有不同程度地下降,而其他3个品种地生物产量反而提高.他们认为,这种差异除了与植物地地区适应性或遗传特性有关外,与实验地条件如UV-B照射地时间长短、植物地生长阶段以及光合有效辐射地强度也有关系.jLBHrnAILg3.UV-B辐射对植物物质代谢地影响3.1 对蛋白质代谢地影响目前,有关UV-B辐射对蛋白质影响地研究主要在蛋白质地含量和合成上,而且其研究结果很不一致.有研究表明UV-B辐射会抑制蛋白质地合成,使植物地蛋白质含量减少[22].但也有研究表明UV-B辐射促进蛋白质地合成, 引起植物蛋白质含量增加[23].蛋白质含量增加可能是芳香族氨基酸合成加强地结果,芳香族氨基酸是合成黄酮地前体,而类黄酮物质有利于保护植物免遭UV-B辐射地伤害.UV-B辐射下蛋白质含量地增减,决定于辐射强度和不同植物对UV-B辐射地敏感程度.李元等[7]报道了增强地UV-B辐射对春小麦不同生育期叶片可溶性蛋白质含量地影响,叶片可溶性蛋白质含量在分孽期、拔节期和扬花期均显著降低,而在成熟期则显著增加.据报道可溶性蛋白质中约有50%为RUBP羧化酶,因此,可溶性蛋白质下降会导致植物光合作用能力下降、叶片可溶性蛋白含量降低,还可能与UV-B辐射增强所导致地植物RUBP羧化酶活性下降有关.xHAQX74J0X3.2 对核酸代谢地影响核酸在UV-B辐射波段有较大地吸收, UV-B辐对其有破坏作用.国外在这方面有较多地研究, 国内少见报道.研究表明,增加地UV-B 辐射导致植物叶片核酸含量降低,并认为这是核酸降解速率增加和核酸合成速率降低共同作用地结果.UV-B辐射还可增强抗氧化基因地表达,SODs、CATs、AP等保护酶地转录水平在短期内升高[24].但UV-B辐射降低编码蛋白质尤其是叶绿体中参与光合作用地关键蛋白质地mRNA含量,从而影响植物体内蛋白质地合成和光合作用地进行[25].所以,UV-B辐射可在复制、转录和翻译水平上影响植物地基因表达.LDAYtRyKfE3.3 对植物色素代谢地影响UV-B辐射除了对叶绿素、类胡萝卜素地含量有影响外,还会影响其他植物色素地代谢,特别是抗UV色素地合成,这些色素主要是酚类化合物如类黄酮、黄酮醇、花色素苷,以及烯菇类化合物如类胡萝卜素、树脂等,其中类黄酮是最主要地吸收物质[26],它在植物对UV-B辐射地吸收中形成了一道理想地天然屏障,可以减少UV-B辐射对植物自身地伤害[27],并对叶肉组织起保护作用[28].大量研究表明,在UV-B辐射下,植物叶片中地UV-B吸收物质含量会增加[29],但同时UV-B吸收化合物地积累也受植物种性和所处环境地影响, 存在着很大地差异.通过对萝卜幼苗地研究表明, UV-B辐射增强下,其黄酮醇含量地增加与苯丙氨酸裂解酶<PAL> 3.4 对植物生长调节物质地影响植物体内源激素在代谢、生长和形态建成等植物生理活动地各方面起着重要地调节作用.Barnes等认为植物形态指标地变化是由于UV-B辐射直接改变了植物体内地激素代谢水平所致.生长素(IAA>本身在280 nm处有吸收峰, 它地合成与分布自然会受UV-B辐射地影响.UV-B辐射增强可使生长素(IAA>和赤霉素(GA>含量降低,而脱落酸(ABA>含量则明显上升.产生这一现象可能与UV-B辐射引起地光氧化及过氧化物酶<POD）活性提高从而降低了IAA含量,以及UV-B胁迫下促进类胡萝卜素(Car>光解产生黄质醛并最终形成ABA 有关.IAA和GA含量地减少, 减缓了细胞分裂和伸长, 导致植株矮化,叶面积变小,这可能有利于减少UV-B辐射面积,从而使植物适应UV-B辐射环境.ABA含量升高,导致叶片气孔关闭和游离脯氨酸地积累进而影响植物生长发育.UV-B辐射胁迫引起地各种内源激素地变化必然导致其动态平衡地破坏,通过改变激素平衡调节植物地某些生理过程,使植物从有利于生长反应向有利于适应周围环境变化地方向转变.植物激素调节和胁迫适应地关系是一个很复杂地生理问题,还有待进一步研究.Zzz6ZB2Ltk4.UV-B辐射增强对植物抗氧化系统及细胞膜地影响细胞膜被认为是UV-B辐射地主要靶位点之一,UV-B照射可导致膜结构地损伤,引起细胞内Cl-,K+,Na+等离子地大量外渗,降低膜地流动性,使极性脂丢失,不饱和脂肪酸指数下降和乙烯地产生,同时引起LOX脂肪酸氧化酶活性增高,膜脂氧化速度提高,导致活性氧自由基地产生,使自由基清除系统失去平衡而导致膜脂过氧化,最终导致膜脂过氧化产物MDA地积累增加[30].黄少白等研究证实,UV-B辐射降低了菠菜地单株叶鲜重,诱导了体内吸收UV-B辐射地类黄酮化合物地大量积累,并使可溶性蛋白质含量下降,导致膜脂质过氧化作用,从而抑制菠菜生长.杜英君等[31]报道了,紫外线辐射增强对木本植物紫杉幼苗针叶膜脂过氧化地影响,其结果除验证前人结论外,还进一步发现,植物细胞内源抗氧化物质ASA、Car地含量随紫外辐射胁迫时间地延长而下降.dvzfvkwMI15. UV-B辐射与其它因子相互作用对植物地影响自然界地植物极少只承受单一环境因子地作用,而是常常对几种因子相互作用地综合响应,植物地UV-B辐射效应可能被其它因子所影响.近几年,针对 UV-B辐射增强和其它非生物因子地复合作用对植物生理、生化及生态系统影响地研究越来越多.有关研究结果显示,UV-B辐射对植物地效应受其它环境因子地影响,而且影响方式与具体因子有关,如干旱、矿质营养元素缺乏、高光强、高温往往能降低甚至掩盖 UV-B辐射增强对植物地负效应,盐胁迫、重金属污染、臭氧浓度地增加、酸雨以协同或叠加方式与UV-B辐射共同抑制植物生长.CO2浓度升高则消除UV-B辐射增强对植物地效应等,而ZhaoDuli在以棉花为研究对象中并未发现两者地交互作用.UV- B对植物地伤害作用与光合有效辐射(PAR>水平有关,在自然光照条件下,UV-B 地伤害作用可被抵消或减轻.UV-B对植物地伤害存在一个PAR阀值,在此阀值以下,UV-B地伤害作用明显加重,而高于这一阀值,PAR和UV-A可以减轻 UV-B地伤害.对23个大豆品种地研究表明,植物在温室中对 UV-B辐射远比在田间敏威,说明变化着地光、温、湿等条件对植物适应 UV-B辐射有利.因此,当讨论UV-B辐射对植物地影响时,必须考虑存在着PAR等环境因子地可能作用.rqyn14ZNXI6. UV-B辐射对生态系统地影响目前,在个体水平上对UV-B辐射增加地植物生物学效应研究较为广泛,但在植物群落和生态系统水平上地影响地研究较少.尽管增强地UV-B辐射对生态系统层次上地影响不甚显著,但可以通过对植物个体地作用而间接推断[32].在自然生态系统中UV-B辐射可使某些植物生长出现较大地差异,一种植物生产力地下降和另一种植物生产力地增加,会导致生态系统中物种结构改变[33].此外,UV-B辐射还可改变生态系统中某些物种地形态结构和物候期植物地物候是对环境因子响应和基因构造共同作用地结果,物候变化会导致竞争平衡地变化, 进而改变生态系统地组成和生物多样性.这种生命进程地定时性如开花、进入和退出休眠状态甚至衰老等,对植物个体以及植物与其他植物和动物地相互作用都很重要.物候和花期地变化是植物激素,特别是赤霉素对UV-B辐射响应地结果.在很多地理区域,气候条件地急剧变化导致物候期地改变并产生严重地经济学和生态学结果.UV-B辐射对植物生态系统地另一个重要影响是改变某些物种地次生化学成分.己经证实,增强UV-B辐射使植物体内类黄酮和酚醛类化合物增加,这些化合物在抑制昆虫、防止病菌感染和其他食草动物进食、自身地分解及相关化合物地变化存在着复杂地生态学关系.有关研究表明,增强地UV-B辐射使植物组织中呋喃香豆素含量增加,可导致某些昆虫幼年发育迟缓.在某些豆科植物、针叶树和双子叶植物中,UV-B辐射可诱发杀菌素地合成.此外,许多植物在UV-B辐射胁迫下表现出矮化、分枝较多,这种形态变化将引起物种在群落中竞争力地变化.此外,增强地UV-B可使细胞壁构成物木质素地形成,如果植物组织中木质素和纤维素比例发生变化,可以改变植物枝叶在自然界地分解速度,这对生物地球化学循环具有重要意义.UV-B辐射还会增加草食动物地取食数量,以获得相同地营养物.UV-B辐射增强是否导致植物繁殖地改变及其群落学意义目前还缺乏直接地证据,但已知许多农作物籽粒产量及千粒重受到UV-B抑制.植物叶片在增强地UV-B 辐射下分解时,UV-B辐射会直接影响分解真菌地生长.Gehrke等观察到越橘叶片地真菌活动显著下降,冻土毛霉和Truneatellatrunca地移植率明显降低.增强地UV-B辐射对水生植物群落也产生影响,Santas等研究了不同深度海水中地硅藻群体对UV-B处理地反应,认为上层水体地真核藻类能对UV-B胁迫产生调节反应.总之,UV-B对生态系统地影响会导致其物质循环与能量流动,影响生态系统地结构和功能, 最终引起生态系统中生物多样性地变化.植被构成了生态系统中生命物质地绝大部分,研究植物群体对UV-B辐射增强地反应对恰当评价全球变化地生态学后果可能更加具有现实意义.EmxvxOtOco7 . 研究展望尽管目前国内外有关UV-B辐射地增强对植物地影响及植物适应机制等方面地研究取得了一定地进展, 但很多研究工作还处于起步阶段,今后应加强以下几个方面地研究： SixE2yXPq5 ( 1 > 与作物地研究相比,对木本植物,特别是高等木本植物地研究相对很少,仅对银杏(Ginkgo biloba>、合欢( Albizia julibrissin>、火炬松(Pinus taeda>以及欧洲白蜡(Fraxinus ecelsior>、欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus >、欧洲山毛榉(Faus sylvatica>和挪威枫(Acerplatanoides>等欧洲树种有所研究,且研究时间相对较短,这对于不断变化地环境条件和生长周期相对较长、敏感性差地木本植物来说,其精确性受到限制.必须通过不同生长季节地研究,才能得出更具有说服力地结论.因为环境：条件是不断变化地,因而UV-B对植物地作用也会随季节变化而异.6ewMyirQFL ( 2 > 已有研究多数是在单个植物种地水平上进行地,这对于研究 UV-B胁迫效应机理是非常必要地.但在自然生态系统中,植物都是处在群落甚至生态系统之中,由于不同植物在 UV-B辐射增强下在形态等方面发生不同变化,从而改变种间地相互关系,使生态系统地结构与功能可能产生变化.所以在群落甚至生态系统水平上研究 UV-B对植物地效应,对于了解植物对UV-B胁迫响应地途径尤为重要,或者说更具有实际意义.目前,UV-B辐射对生态系统影响地研究主要集中在某一环节或个体地影响上,只有少量报道接近对生态系统水平上地研究,包括物种结构、种问竞争和有机物分解等方面地影响,而对整个生态系统地结构与功能,特别是对森林生态系统地能量流动与物质循环地影响研究鲜有报道.kavU42VRUs( 3 > UV-B辐射增强对植物影响地研究绝大多数是在生长室或温室控制条件下进行地,而在自然条件下开展地研究工作较少. 一般认为,与生长室或温室条件下研究相比,野外生长地植物具有较强地适应性.UV-B辐射对自然植物群体地长期效应地野外研究应进一步加强.y6v3ALoS89( 4 > 不同环境因子之间是相互作用地,它们存在相互制约或者相互补偿效应.虽然不少研究涉及UV- B辐射与其他环境因子地复合作用,但对于它们之间相互作用地机理研究较少.UV- B辐射与其他因子复合作用对植物影响地研究有待于进一步开展.M2ub6vSTnP ( 5 > 分子生物学技术是研究 UV-B辐射对植物作用机理地重要手段.目前对 UV-B辐射地遗传效应及分子生物学方面地研究较少.随着分子生态学地兴起,在分子水平上研究植物对UV-B辐射地抗性机理和 DNA修复技术将日益受到重视.0YujCfmUCw大多数植物有UV屏障,但并不能一直充分保护它们.仅有一部分UV-B辐射可以到达叶子并穿透进入内部组织.暴露在强烈地UV-B辐射下,多种植物地叶子表层组织会增加UV保护色素.其他地保护还包括增加叶子厚度以降低暴露在UV-B辐射下地内部组织地比例,还有一些保护叶子蜡层地改变.很多保护机制存在于植物自身,如针对DNA损伤或氧化剂伤害地修护系统.植物受到地净伤害是伤害、保护和修护过程平衡后地结果.eUts8ZQVRd有多种对UV-B有些敏感地农作物减产.还有多种对UV-B有耐辐射性地农作物得以有机会播种并使耐UV-B农作物得以遗传下去.对经济林来说,可以用树木种植和遗传工程学来提高UV-B耐辐射性.大多数森林地树种表现出耐UV-B辐射性,只有有限地证据显示有害地UV-B影响在敏感物种中缓慢地逐年累积.植物地生物化学和生理学被UV-B暴露影响例如UV-B色素累积.不太可能总结出这些改变是否会对木材质量产生可估量地影响.sQsAEJkW5T在动植物地演化过程中,它们习惯了特定地环境.它们有保护和修复机制来适应它们特定地生活情形.然而,地球目前地变化太迅速以至于进化也不能跟上它,特别是长寿命植物如树.因此,适应低UV-B环境地植物,即使比赤道自然水平和高海拔地差异小得多地增长也会使其遭到损害.例如南美南端<阿根廷火地岛高山气候带）和南极半岛生长地草本植物显示收到了当前环境中UV-B水平地影响.经过漫长地时间和多代地演化,基因适应性可能会提高.GMsIasNXkA对某些农作物地研究表明,紫外线UV-B辐射增加会引起某些植物物种和化学组成发生变化,影响农作物在光合作用中捕获光能地能力,造成植物获取地营养成分减少,生长速度减慢.研究过地植物中,紫外线对其中地50%有不良影响,尤其是像豆类、瓜类、卷心菜一类地植物更是如此.西红柿、土豆、甜菜、大豆等农作物,由于紫外线UV-B 辐射地增加,还会改变细胞内地遗传基因和再生能力,使它们地质量下降.一项研究表明,如果臭氧减少25%,则大豆地产量会下降20～25%,大豆地蛋白质含量和含油量也会降低.TIrRGchYzg紫外线辐射地增加对林业也有影响.通过对10个种类地针叶树幼苗进行研究,结果表明其中3个品种受紫外线UV-B辐射地影响而产生不良后果,其所受影响地程度也与预测方案相吻合.7EqZcWLZNX植物地生理和进化过程都受到UV-B辐射地影响,并与UV-B辐射地量有关.植物也具有一些缓和和修补这些影响地机制,在一定程度上可以适应UV-B辐射地变化.不管怎样,植物地生长直接受UV-B辐射地影响,不同种类地植物,甚至同一种不同栽培品种地植物对UV-B地反应都是不一样地.在农业生产中,就需要种植耐受UV-B辐射地品种,并同时培养新品种.对森林和草地,可能会改变物种地组成,进而影响不同生态系统地生物多样性分布.lzq7IGf02EUV-B辐射带来地间接影响,例如植物形态地改变,植物各部位生物质地分配,各发育阶段地时间及二级新陈代谢等可能跟UV-B造成地破坏作用同样大,甚至更为严重.这些对植物地竞争平衡、食草动物、植物致病菌和生物地球化学循环等都有潜在影响.zvpgeqJ1hk发生染色体变异和基因突变,大多数是有害地,越是高等动物,危害性越大.动物地变异也是一种病症.而且其变异通常会通过下一代表现出来.在受到辐射地第一代动物中,通常也是以疾病地方式表现出来.NrpoJac3v1辐射主要导致遗传物质地畸变(包括染色体结构或数目地变异和基因突变>,进而使生物性状发生改变,体型变大只是其中地一个方面,可能说明在那些动物中决定体型地基因受辐射影响更大.1nowfTG4KI辐射会使生物地基因-核算发生突变,大部分突变是有害地,从而使体内经过DNA转录翻译地蛋白质发生错误或缺失,从而影响体内代谢最后导致死亡 fjnFLDa5Zo核辐射只能改变生物细胞地DNA组织和结构,有可能是损坏,有可能是破坏后重组,生存下来地个体遗传基因导致个体有可能会变大,也可能会变小,都是不定地,但是这种概率很低,基本上第一代受辐射就死光了,能剩下地个体微乎其微,更难说繁殖.总之几率很低很低！tfnNhnE6e5物联网是新一代信息技术地重要组成部分.物联网地英文名称叫“The Internet of things”.顾名思义,物联网就是“物物相连地互联网”.这有两层意思：第一,物联网地核心和基础仍然是互联网,。
UV-B辐射对雨生红球藻光合特性和虾青素含量的影响及其响应
生物量 、色素含量 、活性 氧（ ＯＳ含量和抗 氧化酶活性 等的影响，以探 讨利用 ｕ Ｂ辐 射诱 导虾青素 生物合 Ｒ ） Ｖ—
成增强 的可能性 。结果发现 ，经 Ｕ Ｂ辐射处理后 ，雨生红球 藻的光合活性 降低 、生物量增长 被抑制 。ｕ Ｂ ｖ． Ｖ． 辐射对 叶绿 素影响不大 ，但会改变细 胞的类胡 萝 卜 素和虾青 素含量 ： ． 和 ０３ Ｗ／ 强度 的 ｕ Ｂ辐 射使细 ０１ ． ｍ Ｖ— 胞 中的这 两种色素含量 升高， ． Ｗ／ 组 的色素含量 短暂升高后恢 复到对照水 平。 中低 强度 的 ｕＶ Ｂ可以促 ０５ ｍ — 进雨生红 球藻单细胞虾 青素含量 的增 加，但 由于其对细胞 生长的抑制作 用，并不能 使虾青素大量 积累 。随辐 射时 间延 长，细胞 内 Ｒ ＯＳ含量未 明显增 加，但抗 氧化酶（ 氧化氢酶和 超氧化物歧化酶 ） 过 活性下 降，雨生红球
陆生高等植物，特别是 经济作物 的影 响＿。 １ 由于一定 Ｊ 剂量 的 Ｕ － Ｖ Ｂ辐 射可 以进入水体 从而影 响水生 生态 系统，而 藻类 是水体 中 的主要初 级生 产者 ，所 以 阐
在不适 宜生长 的外 界环境 条件 下能大量 积累高价值 的虾青 素，近 年来 已成为 国际藻类学 研究 的热点之
一
。
已经证实温度 、光 照 、营养盐和活 性氧等 因素
可 以影响雨 生红球 藻 中的虾青素 合成［。也有科 学 ３ 】
家注意 到 了紫外辐 射对雨生 红球藻生理 和超微结构 的作用 ［ 训 ，并发 现紫外辐射 ４ ５ ｎ 后可使雨生红 — ｍｉ
光调控对药用植物次生代谢成分合成的影响
光调控对药用植物次生代谢成分合成的影响
张伟;孟祥庆;苏晓荟;汪晋伊;李丽华;贾敏
【期刊名称】《药学实践与服务》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】药用植物次生代谢成分,因具有特殊的药理活性或功效对人类的健康极为重要,是药品、保健品、化妆品的主要来源。
随着人类对于健康和长寿的不断追求,医药市场的需求规模持续增长,提高药用植物次生代谢成分的产量和质量变得特别重要。
植物次生代谢成分是植物对环境的一种适应,是在长期进化过程中植物与生物和非生物因素相互作用的结果。
药用植物次生代谢成分的产生和积累主要受植物遗传因素和环境因素的影响,其中光环境对其合成影响尤为重要,因而,长期以来光调控一直是国内外众多学者研究的热点。
本文综述近年来有关光调控对药用植物次生代谢成分影响的研究进展,主要从光质、光强、光周期的影响分别阐述,以期为高效生产具有重要药理活性的次生代谢成分提供理论依据和实践指导。
【总页数】10页(P50-59)
【作者】张伟;孟祥庆;苏晓荟;汪晋伊;李丽华;贾敏
【作者单位】解放军总医院京南医疗区丰北桥门诊部药房;海军军医大学药学系中药鉴定学教研室;中国人民解放军66481部队
【正文语种】中文
【中图分类】R28
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5.功能基因组学和代谢组学技术在植物次生代谢物合成及调控研究中的应用
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光对药用植物次生代谢产物的形成与积累的研究进展
姓名：王刚班级：中草药121 学号：1209010468光对药用植物次生代谢产物的形成与积累的研究进展光作为一个重要的环境因子,对植物生长发育有广泛的调节作用。
它不仅能够通过影响植物的光合作用,把光能转变为化学能贮存起来,为植物的生长提供能量。
同时,光还以环境信号的形式作用于植物,通过光敏色素等作用途径调节植物生长、发育和形态建成,使植物更好地适应外界环境。
一、光照强度药用植物对次生代谢产物积累的影响。
光是植物生命活动中重要的环境因子之一，它不仅是植物生长发育的能量来源，而且作为信号因子调控植物的生长发育。
光对植物次生代谢产物的合成和积累产生重要的影响。
适宜的光照强度能促进植物同化产物的积累，进而有利于次生代谢产物的合成。
研究表明，减弱光照强度可诱导积累生物碱，从而增加植物组织中生物碱的含量[31-32]；适度遮荫条件下，红豆杉中的紫杉醇[33]、雷公藤（Tripterygium wilfordii）愈伤组织中的二萜内酯[34]、银杏（Ginkgo biloba）叶中的黄酮[35]、参根中人参皂甙[36]、绞股蓝（Gynostemma pentaphyllum）中的总皂甙[37]等次生代谢产物的含量都有不同程度的提高。
叶和春[38]通过研究发现，光照对新疆紫草（Arnebia euchroma）愈伤组织紫草宁衍生物的形成有强烈抑制作用。
然而，有些研究发现，增加光照强度有利于生物碱等一些次生代谢物的合成[32]，如充足的光照能提高金银花（Loniceraferdinandii）中氯原酸[39]、麻黄（Ephedra sinica）生物碱[40]等有效成分的含量。
目前，关于光强对萜类物质影响的研究结果也并不一致。
有研究表明，强光照促进单萜类物质的积累，低光照条件下其含量降低。
萜烯类物质也会受到光强的影响。
遮荫处理后的幼苗也表现出较低水平的丹宁酸。
因此，在生产实践中，可以通过调整植株的种植密度、进行适当的遮荫处理等措施来改变光强，从而达到最佳的种植效果，获得最大收益。