干旱和鹽堿脅迫下玉米幼苗葉片光電信號的采集與分析.pdf

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

2、狀態(tài)及其代謝調(diào)節(jié)提供一種可以實時、在位和無損傷檢測的新方法。
　　為了研究和解讀干旱和鹽堿脅迫下植物葉片光電信號，本文釆用滲透勢為-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玉米幼苗進行干旱、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信號的特征及其變化規(guī)律，同時測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力學(xué)參數(shù)初始光子數(shù)I0、衰減參數(shù)β、相干時間τ和延遲光子輻射積分強度I（T）均出現(xiàn)了下降的趨勢，表明葉片的光合作用能力和呼吸代謝受到了抑制，細胞內(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在頻譜上具有確定的規(guī)律性，其可以通過邊際譜特征參數(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程中，玉米葉片

4、的SEF、SCF和M S E均出現(xiàn)了持續(xù)波動的變化特征，干旱和鹽堿脅迫使玉米葉片電信號的邊際譜向低頻段移動，表明葉片細胞群電生理活動受到了抑制，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， 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，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向低頻段移動的原因。上述研究結(jié)果為逆境下植物細胞功能狀態(tài)的變化和植物抗逆性的定量、無損和實時在位檢測奠定了基礎(chǔ)。
　　近年來，極低頻脈沖電場（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對玉米幼苗抗旱性的影響，及基于