JournalofPlantGrowthRegulation(IF=2.)静磁场预处理播种前大豆种子改善生长及生理特性
大气中二氧化碳浓度、温度和紫外线辐射的增加引起全球气候变化，对植物的生长发育产生重大影响。虽然紫外线只占太阳光发射总能量的5%，但它仍是日光光谱中能量最高的。紫外线辐射对植物生长、光合作用、生物固氮和产量有不利影响。
紫外线辐射下大豆幼苗的生物学效应对作物生长发育和工业应用具有重要作用。许多植物对紫外线辐射有很强的抵抗力，主要通过在植物叶表皮中积累类*酮和苯丙酸类化合物（UAS）来屏蔽紫外线辐射。此外，植物体内应激产生的抗氧化物酶能减少紫外线诱导产生的活性氧（ROS）而引起的植物膜脂质，核酸和蛋白质的氧化损伤。
已有研究表明，采用静磁场对播种前的种子进行预处理可提高种子活力、幼苗生长、光合作用和作物产量。大豆是膳食蛋白和植物油的主要作物，并且大豆对环境中的紫外线辐射很敏感。DeviAhilya大学Kataria团队在植物科学领域期刊JournalofPlantGrowthRegulation在线发表了题为“AlleviationofAdverseEffectsofAmbientUVStressonGrowthandSomePotentialPhysiologicalAttributesinSoybean(Glycinemax)bySeedPre-treatmentwithStaticMagneticField”的文章，利用静磁场对播种前的大豆种子预处理1h，在覆盖聚乙烯滤光片（选择性地防止紫外线B（nm）和紫外线A/B（nm））和直接暴露于太阳光下进行大豆种子育苗栽培45天，探究紫外线（～nm）对大豆的影响。
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●成果介绍
成果简介
1、静磁场下对播种前大豆种子的预处理
2、紫外线辐射栽培大豆幼苗
3、大豆幼苗理化特性分析
研究发现
未经处理的大豆种子在太阳光下育苗栽培45天，紫外线辐射导致大豆幼苗生长高度和叶片面积减小。静磁场预处理后的大豆种子，播种育苗后大豆幼苗生长高度、叶片面积和生物量分别增加了47%、60%和44%，静磁场预处理能促进大豆种子的生长发育。
在紫外线辐射下，大豆幼苗根系生长、根瘤、固氮酶活性和根瘤中豆血红蛋白受到负面影响。与对照相比，静磁场预处理促进大豆幼苗地下根系生长，大豆根瘤中豆血红蛋白含量提高32%，大豆根瘤固氮能力增强。
紫外线辐射导致植物中光合色素数量减少，影响光合作用，降低植物的生物量积累和经济产量。静磁场对播种前大豆种子的预处理能减少紫外线对叶绿体的损伤，与对照相比，育苗后的大豆幼苗总叶绿素含量和类胡萝卜素含量增加35%和24%。紫外线胁迫影响植物气孔调节反馈机制，叶片吸收CO2减少，植物的光合作用效率降低。与对照相比，静磁场预处理显著提高了大豆叶片光系统PSII的量子效率。大豆幼苗的净光合速率和气孔导度分别增加32%和41%，大豆幼苗光合作用增强。
紫外线辐射下大豆叶片产生氧化应激反应，大豆幼苗通过积累类*酮和苯丙酸化合物降低叶片紫外线透射率，以及产生SOD、GR和POD等抗氧化物酶来抵御紫外线造成的氧化损伤。与对照相比，静磁场预处理后的大豆幼苗SOD、POD和GR活性分别降低了38%、66%和60%。静磁场预处理后的大豆种子对紫外线胁迫的抵御能力增强，大豆幼苗所需抗氧化物酶数量减少，不需转移代谢能量来消除紫外线辐射下产生的活性氧，促进了大豆幼苗初级代谢，提高光合作用效率，从而提高大豆产量。
●创新性/应用前景
环境紫外线导致大豆幼苗生长、氮和碳代谢降低，活性氧的积累引发大豆抗氧化防御，代谢能量转移导致大豆生长发育迟缓。静磁场预处理后的播种前大豆种子在太阳光下育苗栽培，大豆幼苗高度、叶面积、生物量积累、根瘤中豆血红蛋白含量和气孔导度提高，光合效率增强。静磁场预处理改善了大豆种子对紫外线胁迫的抵御能力，大豆幼苗中的抗紫外线类化合物和抗氧化物酶显著降低，大豆幼苗不需转移代谢能量来消除紫外线辐射下产生的活性氧，初级代谢改善，实现大豆作物高产。静磁场对播种前种子的预处理可以有效缓解紫外线胁迫对作物种子的不利影响，改善种子性能，对农业种植栽培极具应用价值。
参考文献