（園林植物與觀賞園藝專業(yè)論文）菊花超微弱發(fā)光及生理生化代謝的研究.pdf

s x 7l i l u l l i l i i i i l l l i il i i l l lu l l ll l y 17 8 6 英文縮寫符號及中英文對照表 英文縮寫英文全稱中文名稱 b o h h y d r o x y l r a d i c a l 羥基自由基 一 a a b s o r b e n c y吸光度值 a t pa d e n o s i n et r i p h o s p h a t a s e腺苷三磷酸酶 c a c l 2 c a l c i u mc h l o r i d e氯化鈣 c a t c a t a l a s e 過氧化氫酶 c 0 2 c a r b o nd i o x i d e 二氧化碳 c mc e n t i m e t e r厘米 d d a y天 d n a d e o x y r i b o n u c l e i ca c i d脫氧核糖核酸 d p s d a t ap r o c e s s i n gs y s t e m數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) f w f r e s hw e i g h t 鮮重 gg r a m 克 h 2 0 2 h y d r o g e np e r o x i d e過氧化氫 一h h o u r 小時 1 l i t e r 升 l d l o n gd a y長日照 m d a m a l o n d i a l d e h y d e丙二醛 m m e t t e r 米 一 s q u a r em e t e r平方米 m gm i l l i g r a m毫克 r a i n m i n u t e 分鐘 m l m i l l i l i t e r 毫升 m m o lm i l l i m o l e 毫摩爾 m o l m o l e 摩爾 n a a 1 n a p h t h l c e t i ca c i da 萘乙酸 n b t n i t r o b l u et e t r a z o l i u m 氮藍四唑 衄 n a n o m e t e r 納米 o d o p t i c a ld e n s i t y光密度 p h p o t e n t i a lo fh y d r o g e n酸堿度 p f d p h o t o nf l u xd e n s i t y光量子通量密度 蕁pod p e r o x i d a s e過氧化物酶 r n ar i b o n u c l e i ca c i d 核糖核酸 ss e c o n d秒 s d s h o r t d a y短日照 穹 i 1 3 6 8 8 1 0 1 1 2 1 化學發(fā)光 1 6 1 1 2 2 生物發(fā)光 1 6 1 1 3 生物的超微弱發(fā)光 1 3 1 1 3 1 超微弱發(fā)光機制 1 6 1 1 3 2 影響超微弱發(fā)光的因素 2 0 1 1 3 3 超微弱發(fā)光的應用 2 2 1 2 本研究的目的意義 2 6 2 材料與方法 2 7 2 1 材料 2 7 2 2 實驗設計 2 7 2 2 1 菊花花芽分化期u w l 及生理生化代謝的變化 2 8 2 2 2 菊花扦插生根過程中u w l 及生理生化代謝的變化 2 8 2 2 3 低溫弱光脅迫下菊花u w l 及生理生化代謝的變化 2 8 2 3 測定內容與方法 2 8 2 3 1u w l 的測定 2 8 2 3 2 熒光強度的測定 2 9 2 3 3 磷光強度的測定 2 9 2 3 4a t p 含量的測定 2 9 2 3 5 呼吸速率的測定 2 9 2 3 6d n a 和r n a 含量的測定 2 9 2 3 7 超氧陰離子釋放速率的測定 3 0 2 3 8s o d p o d c a t 活性 m d a 和可溶性蛋白含量的測定 3 0 2 3 9 可溶性糖含量的測定 3 1 2 4 數(shù)據(jù)分析 3 2 3 結果與分析 3 2 3 1 菊花花芽分化期u w l 及呼吸速率等的交化 3 2 3 1 1 花芽分化期菊花葉片u w l 的變化 3 2 3 1 2 花芽分化期菊花葉片呼吸速率的變化 3 2 3 1 3 花芽分化期菊花葉片a t p 含量的變化 3 2 3 1 4 花芽分化期菊花葉片可溶性糖含量的變化 3 4 3 1 5 花芽分化期菊花葉片可溶性蛋白含量的變化 3 4 3 2 菊花花芽分化期u 肌及核酸等的變化 3 4 3 2 1 花芽分化期菊花葉片u w l 的變化 3 5 3 2 2 花芽分化期菊花葉片熒光強度的變化 3 6 3 2 3 花芽分化期菊花葉片磷光強度的變化 3 6 3 2 4 花芽分化期菊花葉片d n a 和r n a 含量的變化 3 7 3 3 菊花花芽分化期u w l 及超氧陰離子等的變化 3 8 3 3 1 花芽分化期菊花葉片u w l 的變化 3 8 3 3 2 花芽分化期菊花葉片超氧陰離子釋放速率的變化 3 9 3 3 3 花芽分化期菊花葉片s o d 活性的變化 3 9 3 3 4 花芽分化期菊花葉片p o d 活性的變化 4 1 3 3 5 花芽分化期菊花葉片c a t 活性的變化 4 1 3 3 6 花芽分化期菊花葉片m d a 含量的變化 4 1 3 4 菊花扦插生根過程中u w l 及其他生理代謝的變化 4 3 3 4 1 扦插生根過程中菊花葉片i m 的變化 4 3 3 4 2 扦插生根過程中菊花葉片熒光的變化 4 3 3 4 3 扦插生根過程中菊花葉片磷光的變化 4 4 3 5 低溫弱光脅迫下菊花i m 及生理生化等代謝的變化 4 5 3 5 1 低溫弱光脅迫下菊花葉片u w l 的變化 4 5 3 5 2 低溫弱光脅迫下菊花葉片s o d 活性的變化 4 5 3 5 3 低溫弱光脅迫下菊花葉片p o d 活性的變化 4 6 3 5 4 低溫弱光脅迫下菊花葉片c a t 活性的變化 4 7 3 5 5 低溫弱光脅迫下菊花葉片m d a 含量的變化 4 7 4 討論 4 8 4 1 菊花花芽分化期u w l 及呼吸速率等的變化 4 8 4 2 菊花花芽分化期u w l 與核酸等的變化 4 9 4 3 菊花花芽分化期u w l 及超氧陰離子等的變化 5 0 4 4 菊花扦插生根過程中u w l 及生理生化代謝的變化 5 1 4 5 低溫弱光脅迫下菊花i m 及生理生化代謝的變化 5 2 5 結論 5 2 5 1 菊花花芽分化期u w l 及生理生化生化代謝的變化 5 3 5 2 菊花扦插生根過程中u w l 及生理生化代謝的變化 5 4 5 3 低溫弱光脅迫下菊花u w l 及生理生化代謝的變化 5 4 參考文獻 5 5 附錄 6 4 致 射 6 5 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文 6 6 i i 1 1 山東農業(yè)大學碩士學位論文 摘要 本試驗以切花菊品種 神馬 d e n d r a n t h e m a x g r a n d i f l o r a j i n b a 為試 材 分別研究了菊花花芽分化期 菊花扦插生根期 低溫弱光脅迫下菊花 超微弱發(fā)光及生理生化代謝的變化 花芽分化實驗是將長到4 0 5 0c m 的 營養(yǎng)生長的植株分別經(jīng)過短日照處理 晝8 夜1 6h 和長日照處理 晝 1 6 夜8h 根據(jù)花芽分化的五個時期分別研究了這兩種條件下的u w l 及 生理生化代謝的變化 扦插生根實驗是取8 1 0c m 的插穗分別經(jīng)過蒸餾 水 n a a 和n a a c a c l 2 處理 研究了這三種處理扦插生根過程中的u w l 及生理生化代謝的變化 低溫弱光脅迫實驗是將植株分別在正常溫光處理 2 2 1 8 p f d4 5 0l a m o l m 2 s d 偏低溫弱光 1 6 1 2 p f d1 0 0 i t m 0 1 i n 2 s 1 和臨界低溫弱光 1 2 c 8 c p f d6 0l a m o l m 2 s 1 下處理1 1 d 測定這個過程中的u w l 及生理生化代謝的變化 主要研究結果如下 1 菊花花芽分化起動期 與未分化期 i 相比 u w l 強度增加 1 1 9 3 1 呼吸速率提高1 0 2 4 2 a t p 含量增加1 4 8 6 1 可溶性糖增 加9 5 5 3 可溶性蛋白質增加3 2 5 2 然后在總苞鱗片分化期 i 小花原基分化期 和花冠形成期 v u w l 強度 呼吸速率和a t p 含量逐漸下降 可溶性糖在 期和v 期下降幅度很大 并接近對照水平 可溶性蛋白質在i i 期 i i i 期和 期保持較高水平 在v 期下降幅度較 大 但仍比對照增加1 4 0 0 而未發(fā)生花芽分化的長日照處理的菊花u w l 強度 呼吸速率以及a t p 可溶性糖和可溶性蛋白質含量等指標基本保持 穩(wěn)定 顯示菊花花芽分化期葉片u w l 與呼吸速率和能量代謝密切相關 2 菊花花芽分化起動期 i i 與未分化期 i 相比 超微弱發(fā)光強 度提高1 1 9 3 1 熒光和磷光發(fā)光強度分別提高3 3 4 1 和4 1 3 2 d n a 和 r n a 含量分別增加6 2 2 1 和3 2 1 2 在總苞分化期 i i i 小花原基分化 期 i v 和花冠形成期 v 超微弱發(fā)光和熒光強度和d n a 含量逐漸下 菊花超微弱發(fā)光及生理生化代謝的研究 降 磷光強度和r n a 含量在i i i 期繼續(xù)增加 之后在 期和v 期下降 而長 日照處理的對照菊花超微弱發(fā)光 熒光和磷光發(fā)光強度以及d n a 和r n a 含量變化幅度較小 基本保持較穩(wěn)定的狀態(tài) 表明菊花花芽分化期葉片生 物發(fā)光水平提高 并與核酸代謝密切相關 3 菊花花芽分化期超微弱發(fā)光 s o d p o d c a t 活性呈現(xiàn)先上升 后下降的趨勢 菊花花芽分化起動期 i i 與未分化期 i 相比 超氧陰 離子自由基上升了5 8 0 0 最終表明 活性氧是菊花花芽分化期i m 的產生的原因之一 各種抗氧化酶系統(tǒng)也可以通過調節(jié)活性氧的量來間接 影響u w l 的產生 相關性分析顯示菊花花芽分化期葉片u w l 水平與超 氧陰離子產生速率和抗氧化系統(tǒng)酶活性變化密切相關 4 u w l 與熒光和磷光均出現(xiàn)規(guī)律性變化 對照的菊花葉片u w l 和 熒光分別在第0d 和第1 5d 左右出現(xiàn)兩個高峰 磷光的變化規(guī)律與u w l 和熒光的變化剛好相反 經(jīng)過相關性分析 熒光和u w l 里顯著正相關 磷光與u w l 呈顯著負相關 三種處理的u w l 和熒光值中 經(jīng)過n a a 和c a c l 2 復配處理的最高 其次是經(jīng)過n a a 處理的 最后是對照 這說 明u w l 和熒光強度能反應扦插生根情況 5 i m 隨著脅迫時間和脅迫程度的增大而增加 臨界低溫弱光處理 的u w l 值要比偏低溫弱光處理的大 偏低溫弱光處理使s o d 活性在脅 迫1 1 1d 中持續(xù)上升 而臨界低溫弱光處理使s o d 活性在前期 1 5d 上升 后期 5 1 1d 下降 隨著低溫弱光脅迫程度的增加和時間的延 長 兩處理均使菊花葉片中p o d 活性提高 但膜脂過氧化逐漸加劇 丙 二醛 m d a 大量積累 臨界低溫弱光處理比偏低溫弱光處理對植株的 影響更為顯著 這說明體內的m d a 與u w l 有很強的相關性 關鍵詞 菊花 u w l 花芽分化 扦插 低溫弱光 生理生化 2 f 1 一 山東農業(yè)大學碩士學位論文 s t u d i e so nu l t r a w e a kl u n i n e s c e n c ea n dp h y s i o l o g i c a la n d bi o c h e m i c a lm e t a b o l i s mo fc h r y s a n t h e m u m l i ng u i y u d i r e c t e db yz h e n gc h e n g s h u a bs t r a c t i no r d e rt o i n v e s t i g a t e t h e p h y s i o l o g i c a l a n db i o c h e m i c a lm e t a b o l i s mo f c h r y s a n t h e m u md u r i n gt h es t a g eo ff l o r a ld i f f e r e n t i a t i o n o fr o o t i n go fc u t t i n ga n do ft h e t h es t r e s so fl o wt e m p e r a t u r ea n dp o o rl i g h t w eu s e dd e n d r a n t h e m ag r a n d i f l o r i u m r a m a t k i t a m j i n b a a sm a t e r i a l s i nt h er o o t i n go fc u t t i n ge x p e r i m e n t t h es h o o t s w e r ea b o u t8 1 0c ml o n g a n dt h e yw e r et r e a t e dr e s p e c t i v e l yw i t hd i s t i l l e dw a t e r n a a a n dn a a c a c l 2 w es t u d i e du l t r a w e a kl u n i n e s c e n c ea n dp h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a l a n dm e t a b o l i s md u r i n gt h ep r o c e s so fr o o t i n go fc u t t i n g i nt h ef l o r a ld i f f e r e n t i a t o n e x p e r i m e n t w h e nt h el e n g t ho fp l a n t s w e r ea b o u t4 0 5 0c m w et r e a t e d p l a n t s r e s p e c t i v e l yw i t hs h o r t d a y d a y l i g h t8h n i g h t1 6h a n dl o n g d a y d a y l i g h t1 6h n i g h t8h t h e nw es t u d i e du l t r a w e a kl u n i n e s c e n c ea n dp h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a lm e t a b o l i s m d u r i n gt h ef i v es t a g e so ff l o r a ld i f f e r e n t i a t i o n i nt h es t e s so fl o wt e m p e r a t u r ea n dp o o r l i g h te x p e r i m e n t w h e nt h el e n g t ho fp l a n t sw e r ea b o u t4 0 一5 0c m t h e yw e r et r e a t e dw i t h t h en o r m a lt e m p e r a t u r ea n dl i g h t 2 2 c 1 8 c p f d4 5 0g m o l m 2 s q t h e c o m b i n a t i o no fl o w e rt e m p e r a t u r ea n dp o o rl i g h t 1 6 c 1 2 p f d1 0 0l a m o l m 2 s 1 c r i t i c a lt e m p e r a t u r ea n dp o o rl i g h t 1 2 2 8 p f d6 0g m o l m 2 s 叫 s t r e s sf o r1 ld a y s t h e nw es t u d i e du l t r a w e a kl u n i n e s c e n c ea n dp h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a lm e t a b o l i s mi n t h el1c l a y s t h er e s u l t ss h o w e d 罄f o l l o w s 1 t h eu w l i n t e n s i t yo ft h el e a v e so fc h r y s a n t h e m u mi n c r e a s e dl1 9 31 r e s p i r a t i o nr a t e i n c r e a s e db y10 2 4 2 c o n t e n to fa t p s o l u b l es u g a ra n ds o l u b l ep r o t e i no ft h el e a v e so f c h r y s a n t h e m u mi n c r e a s e db y1 4 8 6 1 9 5 5 3 3 2 5 2 r e s p e c t i v e l ya ti n i t i a ls t a g eo f f l o r a lb u dd i f f e r e n t i a t i o n i i c o m p a r e dw i t ht h o s eo fv e g e t a t i v es t a g eo fa p i c a lb u d i a n dt h e nu w l i n t e n s i t y r e s p i r a t i o nr a t ea n d c o n t e n to fa t pr e d u c e ds l o w l yr e s p e c t i v e l y a t s t a g e o fi n v o l u c r ep r i m o r d i a ld i f f e r e n t i a t i o n i i i s t a g eo ff l o r a l p r i m o r d i a l d i f f e r e n t i a t i o n i v a n ds t a g eo fc r o w nf o r m c o n t e n to fs o l u b l es u g a rd e c r e a s e d 3 菊花超微弱發(fā)光及生理生化代謝的研究 m o s t l ya ts t a g ei va n ds t a g e a n dt h el e v e l sn e a r e dt ot h o s eo fc o n t r o l s c o n t e n to f s o l u b l ep r o t e i nm a i n t a i n e dh i g h e rl e v e l sa ts t a g ei i s t a g eh i a n ds t a g ei v d e c r e a s e d m o s t l ya ts t a g evb u ti ts t i l li n c r e a s e db y1 4 0 0 c o m p a r e dw i t ht h o s eo fc o n t r o l s b u ta l l o fin i i n t e n s i t y r e s p i r a t i o nr a t e a n dc o n t e n to fa t p s o l u b l es u g a ra n ds o l u b l ep r o t e i n m a i n t a i n e ds t a b l es t a t u si na l l s t a g e so fc o n t r o l so fn o n s h o r td a yt r e a t m e n t s t h i s s u g g e s t e dt h a tt h eu w l h a sc l o s er e l a t i o nt or e s p i r a t i o na n de n e r g ym e t a b o l i s mo fl e a v e s d u r i n gd i f f e r e n t i a t i o no fc h r y s a n t h e m u m 2 t h ei n t e n s i t yo fu l t r a w e a kl u m i n e s c e n c e f l u o r e s c e n c ea n dp h o s p h o r e s c e n c e a n d c o n t e n to f d n aa n dr n ao f t h el e a v e so f c h r y s a n t h e m u mw e r ei n c r e a s e db y1 1 9 3 1 3 3 41 41 3 2 6 2 21 a n d3 2 12 r e s p e c t i v e l ya ti n i t i a ls t a g eo ff l o r a lb u d d i f f e r e n t i a t i o n i i c o m p a r e dw i t ht h o s eo fc o n t r o lp l a n t s t h e ni n t e n s i t yo fu l t r a w e a k l u m i n e s c e n c e f l u o r e s c e n c ea n dc o n t e n to fd n ar e d u c e ds l o w l yr e s p e c t i v e l ya ts t a g eo f i n v o l u c r ep r i m o r d i a ld i f f e r e n t i a t i o n i i i s t a g eo ff l o r e tp r i m o r d i a ld i f f e r e n t i a t i o n i v a n ds t a g eo fc r o w nf o r m w h i l ep h o s p h o r e s c e n c ei n t e n s i t ya n dr n ac o n t e n ti n c r e a s e d c o n t i n u o u s l y a n dt h e nd e c r e a s e d b u ta l lo fi n d e x e so fa b o v em a i n t a i n e ds t a b l es t a t u s d u r i n ga l ls t a g e so fc o n t r o l so fn o n s h o r td a yt r e a t m e n t s t h i ss u g g e s t e dt h a tt h e b i o l u m i n e s c e n c ei n t e n s i t yi n c r e a s e d a n dc l o s er e l a t i v et on u c l e i ca c i dm e t a b o l i s mo f l e a v e sd u r i n gd i f f e r e n t i a t i o no fc h r y s a n t h e m u m 3 t h ei m i n t e n s i t y s o d p o da n dc a ta c t i v i t yo ft h el e a v e so fc h r y s a n t h e m u m i n c r e a s e dq u i c k l ya tf i r s tb u td e c r e a s e dq u i c k l ya f t e rt h a t f i n a l l yt h e yt e n dt ob es t a b l e d u r i n gf l o r a ld i f f e r e n t i a t i o ni nc h r y s a n t h e m u m 0 2 p r o d u t i o nr a t ei n c r e a s e d5 8 0 0 a t i n i t i a ls t a g eo ff l o r a lb u dd i f f e r e n t i a t i o n i d a l lo ft h e s ei n d i c t o r sw e r eh i g h e ri ns h o r t d a yc o n d i t i o nt h a ni nl o n gd a yc o n d i t i o n m o r e o v e r t h e ym a i n t a i n e ds t a b l es t a t u si nl o n g d a yc o n d i t i o n a l lt h er e s u l t ss h o w e dt h a tr e a c t i v eo x y g e ns p e c i e sw e r eo n eo ft h er e a s o n s o fu w lp r o d u t i o n a l lk i n d so fa n t i o x i d a s ec a ni n d i r e c t l yi n f l u e n c e dt h ep r o d u t i o no f u w lt h r o u g hr e g u l a t i o no fr e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s t h i ss u g g e s t e dt h a tu w li sc l o s e r e l a t i v et o0 2 p r o d u t i o n 4 t h eu w l f l u o r e s c e n c ea n dp h o s p h o r e s c e n c eo ft h el e a v e so fc h r y s a n t h e m u mh a v ea r e g u l a rv a r i a t i o nd u r i n gt h ep r o c e s so fr o o t i n go fc u t t i n g u w la n df l u o r e s c e n c eo f c u t t i n gs l i p st r e a t e db yd i s t i l l e dw a t e rh a v eah i g h e rv a l u ed u r i n gt h e0d a ya n dt h e15 d a y s a f t e rt r e a t m e n t t h e r e g u l a r i t yf o rc h a n go fp h o s p h o r e s c e n c ei so p p o s i t et o f l u o r e s c e n c e r e l e v a n c ea n a l y s i si n d i c a t e st h a tf l u o r e s c e n c eh a sas i g n i f i c a n tp o s i t i v e c o r r e l a t i o nw i t hu w l p h o s p h o r e s c e n c eh a sas i g n i f i c a n t n e g a t i v ec o r r e l a t i o nw i t h 4 f h 山東農業(yè)大學碩士學位論文 u w l u w la n df l u o r e s c e n c eo fc u t t i n gs l i p st r e a t e db ye x o g e n o u sg r o w t hh o r m o n ei s h i g h e rt h a nt h ec u r i n gs l i p st r e a t e db yd i s t i l l e dw a t e r f u r t h e r m o r e t h ev a l u eo fc u t t i n g s l i p st r e a t e db yn a b a n de a c hi st h eh i 曲e s t t h i ss u g g e s t e dt h a tu w l c a nr e l e c tt h e c o n d i t i o no fr o o t i n go fc u t t i n gi nc h r y s a n t h e m u m 5 t h eu w li n t e n s i t yw i l li n c r e a s ew h e ns t r e s sd e g r e ei n c r e a s i n ga n dt i m ep r o l o n g i n g t h e s o d a c t i v i t yo ft h el e a v e so fc h r y s a n t h e m u mc o n t i n u a l l yi n c r e a s e dd u r i n gt h es t r e s sf o r d a y su n d e rs t r e s so fl o w e rt e m p e r a t u r ea n dp o o rl i g h t b u ts o da c t i v i t yi n c r e a s e di nt h e e a r l i e rs t a g e s 1 5d a n dd e c r e a s e di nt h el a t e rs t a g e s 5 11d m e m b r a n ep e r m e a b i l i t i e s p o d a c t i v i t yi n c r e a s e d w h i l em e m b r a n el i p i dp e r o x i d i z a t i o np r i c k e du p f o l l o w i n gm d a a c c u m u l a t i o ni n c h r y s a n t h e m u m l e a v e sw i t hs t r e s s d e g r e ei n c r e a s i n g a n dt i m e p r o l o n g i n g t h ee f f e c t so fs t r e s so fl o w e rt e m p e r a t u r ea n dp o o rl i g h tm o r eo b v i o u st h a n t h es t r e s so fc r i t i c a lt e m p e r a t u r ea n dp o o rl i g h t k e yw o r d s c h r y s a n t h e m u m u w l f o r a ld i f f e r e n t i a t i o n c u t t i n g l o wt e m p e r a t u r ea n d p o o rl i g h t 5 r 菊花超微弱發(fā)光及生理生化代謝的研究 1 引言 菊花 d e n d r a n t h e m ax g r a n d i f l o r a 是我國十大傳統(tǒng)名花之一 也稱花 中四君子之一 也是世界四大切花之一 產量和銷量都位于世界花卉前列 由于切花菊在國內需求量大 經(jīng)濟效益高 因此 無論栽培面積 產量和 銷量一直都位于我國鮮切花的前列 始終保持快速穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢 扦插法是目前國內常用的繁殖方法 扦插繁殖是用植物營養(yǎng)器官的一 部分或全部作為繁殖材料 促使其形成不定根或不定芽 培育成根莖兼?zhèn)?完全獨立植株的一種無性繁殖方法 其理論基礎在于植物的再生作用 所 謂植物再生是指植物體的某一部分因受傷或被切除致使植物整體的協(xié)調 受到破壞時 所表現(xiàn)出的一種彌補損傷和恢復協(xié)調的機能 森下等 1 9 8 8 和梁玉堂等 1 9 8 9 扦插繁殖作為一種最常用的無性繁殖方法 它具有遺傳性狀穩(wěn)定 提 早開花結實育苗周期短 設備簡單 繁殖系數(shù)高 規(guī)模大 成本低等優(yōu)點 2 0 世紀以前 扦插繁殖僅用于易生根植物的繁殖上 到本世紀4 0 年代 隨著人工合成生長素的研制成功 人工噴霧裝置和自控溫度 濕度及光照 等設備的出現(xiàn) 許多難生根樹種的扦插繁殖獲得了很大成功 王景章等 1 9 9 0 樸楚炳等 1 9 9 6 李慶衛(wèi)等 2 0 0 0 近年來 隨著無性系繁殖的蓬勃發(fā)展 扦插育苗技術有了很高的研究 價值 通過多學科的共同努力 扦插繁殖的技術和理論都得到了迅速發(fā)展 縱觀文獻資料 關于樹木扦插繁殖的研究工作主要集中在兩個方面 一是 研究提高插穗成活率的技術措施 有效地解決了許多較難生根樹種的扦插 繁殖 其二則側重于解剖生理和生化方面的研究 試圖從理論上闡明不定 根發(fā)端 發(fā)育的機理和過程 為扦插繁殖的技術措施提供生理依據(jù) 菊花 秋菊和冬菊 是典型的短日植物 要想達到周年生產切花的目 的就不可避免地要進行花期調控 因此研究花芽分化期間的形態(tài)和生理生 化的變化可以為周年生產切花提供理論依據(jù) 菊花花芽分化已有研究報 道 石萬里和姚毓 1 9 9 0 研究了秋菊 黃金球 和 銀蜂鈴 每6 天自然花 期的花芽分化進程 并參照岡1 王t 1 9 5 7 的標準分為9 個階段 張偉等 1 9 9 6 研究了日本8 個菊花品種每l o 天自然花期的花芽分化 同樣劃分為這9 個階段 楊娜等對 神馬 花芽分化過程的花芽形態(tài)做了系統(tǒng)的解剖和電鏡 6 山東農業(yè)大學碩士學位論文 觀察 并且也明確地劃分了9 個時期 結果均表明花芽分化的形態(tài)進程大 體相似 但時間進程因品種和栽培環(huán)境不同而存在差異 取樣間隔過長會 對準確劃分分化階段和描述分化進程產生影響 熊濟華 1 9 9 8 發(fā)現(xiàn)光周 期和溫度共同影響菊花花芽分化 花期促控技術亦有地區(qū)差異 此外 k a r d a i l s k y 等 1 9 9 9 和s a m a c h 等 2 0 0 0 已在擬南芥和水稻中克隆了 調節(jié)光周期響應及花原基分化的相關基因 這些基因的作用模式正在深入 研究 另外 菊花花芽分化期間的各種生理生化變化的研究也比較多 石萬 里 夏宜平 1 9 9 3 研究了 銀蜂玲 花芽分化期間的核酸變化 他們的研 究表明不管是在芽內還是在葉片里 r n a 和總核酸含量都是呈現(xiàn)雙峰曲 線的變化規(guī)律 而d n a 的變化趨勢不是很明顯 核酸的變化主要集中體 現(xiàn)在頂芽中 他們同時也對蛋白質含量的變化做了研究 結果顯示蛋白質 含量的變化動態(tài)與核酸 主要是r n a 的基本相似 但峰值出現(xiàn)的時間 較核酸向后推遲 這些都說明核酸 主要是鼢漁 和蛋白質在花芽分化 過程中起很重要的作用 梁芳等 2 0 0 7 通過研究菊花品種 神馬 和 萬 盛 發(fā)現(xiàn) 花芽分化過程中芽和葉的碳水化合物 可溶性糖 蔗糖 淀粉 都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢 但是芽中的碳水化合物比葉中的要多 這些 變化也說明花芽分化過程需要各種碳水化合物的參與 溫度和光照是植物生長和發(fā)育的必要條件 也是制約植物自然地理分 布的主要環(huán)境因素 植物在生長發(fā)育過程中往往經(jīng)受晝夜和季節(jié)的溫度和 光照的變化 這種變化不僅影響許多生物化學過程 而且也影響植物體內 的物質擴散等過程 許大全 1 9 9 8 隨著保護地栽培面積的逐年增加 在冬 春溫室保護地栽培條件下 低溫弱光已成為限制植物生長的重要因 素 尤其是它對喜溫植物的影響不可低估 低溫和弱光的普遍發(fā)生 往往 成為影響植物正常生長發(fā)育 制約農業(yè)生產的重要逆境條件 許大全 1 9 9 8 因此 研究植物在低溫弱光逆境中的適應性及其反應機制 不僅 是探索提高植物抗逆能力途徑的需要 而且也是提高農業(yè)生產效率的要 求 盡管從二十世紀二十年代就有人開始研究低溫和弱光對植物的影響 但在相當長的一段時間內 絕大部分研究都集中在單一低溫和單一弱光對 7 菊花超微弱發(fā)光及生理生化代謝的研究 植物的影響方面 而對低溫及弱光共同作用的研究還較少 近年來的研究 表明 單一的低溫 單一的弱光與低溫弱光交互脅迫對植物的影響是不同 的 因此 研究植物對低溫弱光脅迫下的響應機制十分必要 1 1 生物發(fā)光概述 1 1 1 發(fā)光的基本原理 光是自然界最普遍的現(xiàn)象之一 十九世紀末n 十世紀初 光的研究 深入到光的發(fā)生 光和物質相互作用的微觀機構中 人們這才對發(fā)光的原 理有了本質的認識 發(fā)光的定義是物體在同溫度下 把本身熱輻射或多余能量以光的形式 輻射出去 且輻射持續(xù)時間遠遠超過光學光譜波段范圍內的輻射周期 這 種光輻射稱為發(fā)光 從物質的微觀結構來看 物質都是由原子 分子構成 原子又包含了 原子核及高速運動的核外電子 原子可以通過不同類型的結合構成分子 分子內部存在著復雜的運動 除了分子中的電子運動外 還存在構成分子 的諸原子之間的振動和分子整體的轉動 分子的不同電子運動狀態(tài) 振動 狀態(tài)和轉動狀態(tài)分別對應不同的電子能級 振動能級和轉動能級 如果用 e c e v 和e r 分別代表上述三種運動狀態(tài)的能量 分子的能量可表作 e e c e v e r 在分子的許多可能狀態(tài)中 總有一個狀態(tài)的能量最低 這個 狀態(tài)叫做基態(tài) 其它的狀態(tài)都具有比基態(tài)高的能量 叫做激發(fā)態(tài) 分子的 電子能級之間的躍遷是輻射或吸收可見光光子和紫外光光子 單純的振動 能級間的躍遷是輻射或吸收近紅外區(qū)的光子 單純的轉動能級間的躍遷是 輻射或吸收遠紅外區(qū)的光子 分子吸收足夠的能量后就會從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài) 處于激發(fā)態(tài)的分子 由于有較高的能量而不穩(wěn)定 就要將多余的能量釋放 轉入較低的激發(fā)態(tài) 或基態(tài) 這個過程即激發(fā)態(tài)的弛豫過程 參見圖1 1 激發(fā)態(tài)的弛豫有輻 射弛豫和非輻射弛豫兩種 山東農業(yè)大學碩士學位論文 s 2 由t l 轉 秧 內 右目女 轉 刀 i 叫啊阢 s l 換 內 1 2 吸熒 羹 爨系 收 光 u 間 交 叉 s 0 圖1 1 激發(fā)態(tài)分子的弛豫過程 輻射弛豫包括熒光與磷光 分子從最低激發(fā)單線態(tài) s 1 的最低振動 能級向基態(tài) s o 躍遷時的輻射 稱為熒光 分子的熒光期間往往很短 在1 0 母s 左右 由于內轉換損失了部分能量 熒光光譜與吸收光譜比較會 出現(xiàn)紅移現(xiàn)象 分子從最低激發(fā)三重態(tài) t 1 的最低振動能級向基態(tài) s o 躍遷時的輻射 稱為磷光 多重性不同的態(tài)間能量轉換是禁戒的 即躍遷 幾率很小 但在有些條件下仍會發(fā)生 自旋禁戒可導致t 1 態(tài)的長壽命 所以磷光壽命可達1 0 巧 l o s 甚至幾分鐘 分子處于基態(tài) 兩個電子自旋方向相反且偶合得很強 當吸收光子處 于激發(fā)態(tài)時 雖然能量提高了 但電子自旋力方向并未改變 這時的激發(fā) 態(tài)仍然是單線態(tài) 所以叫單線激發(fā)態(tài)并相應有第一與第二單線激發(fā)態(tài)等 等 處于激發(fā)態(tài)時 兩個電子自旋方向雖未改變 但它們之間的偶合程度 減小了 這時如果有外力存在 如電子和原子核軌道的磁距較大 就會使 一個電子自旋方向反轉 從而使兩個電子自旋方向相同 或相平行 這 時的分子就是處于三重態(tài) 9 菊花超微弱發(fā)光及生理生化代謝的研究 非輻射弛豫有內轉換與系間交叉兩種 內轉換是指同一電子激發(fā) 不同振動能級間或不同電子激發(fā)態(tài)間 因振動或碰撞而以熱能的形式 能量回到較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)的過程 系間交叉是指從單線激發(fā)態(tài)向三 發(fā)態(tài)的無輻射躍遷 激發(fā)態(tài)分子除了前述的各種光物理的衰減途徑外 還可以以能量 和光化學反應途徑退激發(fā)光 能量轉移是指能量以同一種形式從一處 到另一處 廣義的能量轉移包括激發(fā)能轉移與激發(fā)電子轉移 激發(fā)能 的主要形式是非輻射的共振轉移 光化學反應是分子吸收光能后處于 態(tài)時發(fā)生的化學反應 光化反應實際包括兩個步驟 第一步是光量子 收 此過程是在光作用下直接產生的反應 叫做光反應 第二步才是 反應 它是光反應后的繼發(fā)反應 所以叫暗反應 光化學反應主要有光解離 異構化 光氧化還原 取代 環(huán)化加 光敏化反應等等 1 1 2 化學發(fā)光與生物系統(tǒng)發(fā)光 能引起物體發(fā)光的原因很多 根據(jù)激發(fā)源的種類可分為 1 光致發(fā)光 p h o t o l u m i n e s c e n c e 2 陰極射線致發(fā)光 c a t h o d o l u m i n e s c e n c e 3 電致發(fā)光 e l e c t r o l u m i n e s c e n c e 4 化學發(fā)光 c h e m i l u m i n e s c e n c e 化學發(fā)光 c h e m i l u m i n e s c e n c e 是指伴隨化學反應過程的發(fā)光 化學 反應過程中形成了激發(fā)態(tài)的反應產物 若此產物分子具有發(fā)射熒光的能 力 則可發(fā)出光子 或通過能量轉移機制將激發(fā)能轉移至受體分子 由受 體分子發(fā)射出光子 生物系統(tǒng)的發(fā)光是一個很古老和普遍的生物學現(xiàn)象 生物發(fā)光體系是 化學發(fā)光體系的一種特例 它是有機體和生物基質由于放熱反應 生物化 學反應中釋放能量時產生的光 生物系統(tǒng)發(fā)光有不同的類型 1 0 生物發(fā)光 b i o l u m i n e s c e n c e 是生物體系將化學能有效地轉變?yōu)楣饽?的過程 生物發(fā)光是化學發(fā)光的一種特殊情況 它與熒光很相似 差別在 于兩