植物光誘導延遲熒光特征及其在環(huán)境、農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、該論文研究了與植物代謝及光合緊密相關(guān)的光誘導延遲熒光特征,以及延遲熒光在環(huán)境檢測和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.主要取得了以下成果:利用植物的光誘導延遲熒光在一定程度上可以檢測出雨水和空氣中酸性物質(zhì)對植物葉片的脅迫效應(yīng),該方法比常規(guī)的理化手段更接近于環(huán)境的真實狀況;從實驗條件下得出延遲熒光最佳的作用參數(shù),在此基礎(chǔ)上提出并設(shè)計了應(yīng)用延遲熒光作為手段便捷準確的測量光合能力的方法與傳感器,該傳感器能較真實的反映植物在所處生理條件下的光合能力.第一章緒論中介紹

2、了延遲熒光的基本知識和研究進展.第二章介紹了化學發(fā)光和生物發(fā)光的基本概念及特點,重點介紹了延遲熒光概念和延遲熒光理論.第三章首先理論模擬了延遲熒光產(chǎn)生的分子機理,并且推導出延遲熒光的衰減動力學符合多指數(shù)形式,然后從實驗上進行了驗證.延遲熒光的衰減動力學依賴于從Q回流的電子(electron)與氧化態(tài)的P680<'+>,其中快相延遲熒光成份源于QA<'->上電子回流與P680<'+>的復合產(chǎn)生,慢相成份源于QB<'=>上電子的回流與P68

3、0<'+>的復合產(chǎn)生.延遲熒光的長延時成份來源于PSⅠ中的電子回流到PSⅡ與P680<'+>復合產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的P680<'*>退激發(fā).第四章利用多種光譜學測量技術(shù)研究了葉綠體延遲熒光光譜中730nm峰的產(chǎn)生機制.不同濃度下葉綠體延遲熒光光譜實驗結(jié)果表明:初始隨濃度的增加,延遲熒光光譜中685nm和730nm成份強度均增強;當濃度增加到7.8μg/ml時,685nm成份強度達最大,730nm成份強度繼續(xù)上升;當濃度增加到31.2μg/ml時

4、,延遲熒光光譜中730nm成份強度達最大,而685nm成份已明顯下降.吸收光譜實驗結(jié)果表明:A685/A730在葉綠體濃度增加的過程中幾乎不變.葉綠體730nm熒光成份的激發(fā)光譜實驗結(jié)果表明:685nm光對730nm熒光有較高的激發(fā)效率.上述實驗結(jié)果表明葉綠體延遲熒光光譜中730 nm峰是由PSⅡ所發(fā)685nm成份激發(fā)PSⅠ所產(chǎn)生的熒光.同一濃度下葉綠體延遲熒光光譜波形隨延遲時間(1~9s)的不變性進一步證明了這一結(jié)論.第五章系統(tǒng)研究了

5、在酸雨脅迫環(huán)境下植物光誘導延遲熒光特性的變化和植物葉片葉綠體數(shù)量和功能的改變之間的關(guān)系.實驗結(jié)果表明:綠色植物葉片光誘導延遲熒光強度的變化能很好地反映植物葉片中完整葉綠體的數(shù)量以及葉綠體的功能的變化.因此,利用植物的光誘導延遲熒光在一定程度上可以檢測出雨水和空氣中酸性物質(zhì)對植物葉片的脅迫效應(yīng),該方法比常規(guī)的理化手段更接近于環(huán)境的真實狀況,而且比葉綠素熒光技術(shù)便于操作.利用這種光強度的變化來表征環(huán)境對植物的脅迫程度,為環(huán)境污染的監(jiān)測及生物

6、學評價提供了新的檢測手段.第六章研究了植物葉片光誘導延遲熒光和光合速率間的相互關(guān)系.對延遲熒光的作用參數(shù)進行了實驗性研究.通過實驗找到了最佳的作用參數(shù),利用該參數(shù)設(shè)置了延遲熒光測量儀器,測量了植物葉片的延遲熒光強度,同時用便攜式光合速率測定儀對比測量了光合速率.研究結(jié)果表明:植物葉片延遲熒光強度和現(xiàn)有的便攜式光合速率測定儀在實驗室條件下測得的光合速率具有很好的相關(guān)性,能較真實的反映植物在所處生理條件下的光合能力.第七章對延遲熒光的應(yīng)用研