应用超弱光子辐射评价菠菜叶片衰老方法可行性.pdf

第30卷第17期农业工程学报、，01．30NO．17

2014年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep．2014

应用超弱光子辐射评价菠菜叶片衰老方法可行性

习岗，贺瑞瑞，刘锴，赵燕燕

(西安理工大学理学院应用物理系，西安710048)

摘要：为了研究植物叶片衰老评价及其无损检测方法，采用外源H2O2诱发菠菜叶片衰老，研究了H2O2胁迫下

菠菜叶片细胞超弱光子辐射的变化规律及其与叶片衰老的关系。结果表明，在H2O：胁迫过程中，菠菜叶片自发光

子辐射随着胁迫时间的延长而增加，外界光诱导的延迟光子辐射也表现出明显的变化。根据细胞自发光子辐射和

延迟光子辐射的生物学意义，采用延迟光子辐射积分强度和自发光子辐射的比值作为描述细胞整体状态的状态参

量，结果发现，在H202胁迫过程中，基于细胞超弱光子辐射的菠菜叶片细胞状态参量的变化与叶绿素含量的变化

呈现良好的正相关，相关系数为0．91437，暗示通过细胞状态参量的变化可以推测菠菜叶片细胞的状态与衰老程度，

进而实现对菠菜叶片衰老程度的无损检测，为植物叶片衰老评价提供了一种新方法。

关键词：辐射；无损检测；叶绿素；叶片衰老评价；H2O2胁迫；细胞超弱光子辐射；细胞状态参量

doi．．10．3969~．issn．1002—6819．2014．17．034

中图分类号：Q632；$636．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一17—0268—08

习岗，贺瑞瑞，刘锴，等．应用超弱光子辐射评价菠菜叶片衰老方法可行性[J]．农业工程学报，2014，30(17)：

268--275．

XiGang，HeRuimi，LiuKai，eta1．Feasibiliytofevaluationmehtodforspinachleafsenescencebasedonbiological

ultraweakphotonemission[J]．TrnasactionsofhteChineseSocieytofAgriculturalEnglneering(Trnasactionsofhte

CSAE)，2014，30(17)：268--275．(inChinesewithEnglishabstract)

由于叶片衰老并不取决于单一生理生化过程

0引言

的变化，而是由代谢所决定的细胞整体状态越来越

植物叶片衰老是一种程序性细胞死亡过程，它差的过程，因此，要对叶片衰老做出客观和准确评

不仅受到内部基因表达的调控，还受到外部环境的价的关键是找出能够对细胞整体状态做出评价，并

影响[1-2】。对植物叶片衰老机理与评价方法的研究既能够做到无损检测的方法。近年来，已有基于红外

是植物生命科学研究的核心问题之一，也具有重大光谱和核磁共振分析的叶片衰老无损评价方法的

的经济效益和社会效益。目前，对植物叶片衰老机研究报道L9，这些研究的基本思路都是基于活细

理的研究已经深入到基因水平。但是，如何无损检胞的信息采集和分析实现对叶片衰老的无损测量

测和评价植物叶片衰老仍是一个没有解决的基本与评价。

问题。由于叶片衰老最明显的表型是叶色变黄，这种细胞超弱光子辐射是细胞在生命活动中发出

表型反映了叶绿素降解或者叶绿体结构的变化】，因的光辐射，这种光辐射与生理代谢、光合作用、细

而常将叶色或者叶绿素含量的变化作为衰老的评价胞分裂等许多生命过程密切有关，是活细胞发出的

指标5【J。除此之外，丙二醛(malondialdehyde，MDA)