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高压电场对小麦及绿豆种子萌发的影响及其机理探讨

作　者: 史明非
导　师: 孙迎春
学　校: 东北师范大学
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: 高压芒刺电场丰强11号小麦种子密夹4号绿豆种子发芽势发芽率淀粉酶活性隧道效应跨膜电位
分类号: S522
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着改革开放的不断深入,我国的经济正在不断高速发展,但是在这背后很大程度上却是以牺牲环境为代价的,例如土地不断减少,温室气体排放过多等等。因此现阶段国家把节能减排,大力发展低碳经济提高到战略性的高度,并作为十二五规划的重要任务来完成。民以食为天,农作物的产量以及质量问题日益引起人们的重视。目前,种植粮食传统的生产方式是通过农药化肥来增加产量,但这势必对环境造成污染,增加危害人类健康的因素,那怎样才能既保护环境又能尽量多地提高粮食的产量呢?为了达到高产且环保的目的,应该是寻找作物生长的内在规律,根据作物本身的物理或物理化学规律,来控制作物生长和能量的合理利用。多年来,科学界已经有大量的关于增产的研究,且很多都已经应用于实际生产中,取得了可喜的进展,但还不能达到人们希望的要求,因此有必要对此通过多种科学手段进行多方面研究。本论文就是通过采用高压静电场作用于小麦和绿豆种子,研究电场对种子萌发的影响,并从电场对膜通透性影响的角度初步探讨了电场效应的机理。本研究选取不同梯度电场作用于小麦和绿豆种子,电压分别为1 kV、3 kV、5 kV、7 kV、9 kV和对照组(电压为0 kV),共6个不同电压下实验组,每种种子在每个电压下有2盘样品,每盘内100粒种子,每天电场处理30 min,连续处理5d。结果表明:电场对种子的萌发有刺激作用,不同强度电场对种子萌发的影响不同,与对照组相比3 kV和5 kV电场对种子萌发有明显促进作用,小麦和绿豆实验均表明3 kV和5 kV实验组种子发芽数、种子鲜重明显高于对照组,且从小麦淀粉酶测定实验中得知,此两种电场下萌发小麦的淀粉酶含量最高。几个实验比较此两种电压作用效果最为明显。同时,利用平面类脂双层模型,从势垒贯穿角度讨论高压电场对细胞膜通透性的影响。高压电场使细胞膜跨膜电位发生改变,即势垒高度变化。由于隧道效应,势垒高度会影响离子穿过势垒的几率,当跨膜电位减小时透射率变大,反之变小。外加高压电场可以对细胞膜的通透性产生影响。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-10
引言  10-14
  一、电磁场生物效应研究进展概述  10-12
    1.1 电场在医学上的应用研究  10-11
    1.2 电场对细胞的生物效应  11
    1.3 电场在农业方面的应用  11-12
  二、本文研究的目的和意义  12-14
第一章高压电场对小麦种子萌发及其淀粉酶活性的影响  14-24
  一、实验材料与方法  14-15
    1.1 实验材料  14-15
    1.2 实验方法  15
  二、萌发小麦种子淀粉酶活性测定  15-17
    2.1 标准麦芽糖曲线  15-16
    2.2 萌发种子淀粉酶液的提取  16
    2.3 淀粉酶活性的测定  16-17
    2.4 淀粉酶活性的计算  17
    2.5 统计处理及分析  17
  三、实验结果  17-24
    3.1 标准麦芽糖曲线绘制  17-18
    3.2 各实验组宏观指标比较  18-22
    3.3 α-淀粉酶活性  22-24
第二章高压电场对萌发绿豆种子的影响  24-29
  一、实验材料与方法  24
    1.1 实验材料  24
    1.2 统计处理及分析  24
  二、实验结果  24-29
第三章对结果的分析和讨论  29-32
  一、细胞膜的通透性  29
  二、跨膜电位  29
  三、离子跨膜的驱动力  29-30
  四、BLMS 模型  30-32
结论  32-33
参考文献  33-37
致谢  37

高压电场对小麦及绿豆种子萌发的影响及其机理探讨

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