论文摘要
本论文在充分调研国内外文献及本课题组研究的基础上，从电荷复合理论出发，对延迟荧光（DF）的产生机理进行了理论上的推导与研究，建立了一个能完整表述光合电子传递链电子回流的数理模型，并且改进了延迟荧光检测装置，研究了植物光诱导DF的产生机理。其次研究了DF强度随除草剂浓度的变化特性，提出通过DF能准确、定量的反应出除草剂光合代谢抑制机制，为田间农业栽培更科学地提供环境参数的设置。因此，光诱导DF技术在农业生产和研究上有望提供一种新方法，在作物除草剂毒性鉴定中得到广泛应用。通过该研究，旨在推出一种反应灵敏、测定快速、简便、需样品小的检测方法，可望在作物生长发育监测、除草剂药效评定以及新农药创制中得到广泛应用。第一章绪论中介绍了光物理与光化学过程，延迟荧光在光合作用中的研究进展及本论文的主要工作。第二章介绍了光合作用的基本概念、两个光系统与光合作用场所、植物光诱导延迟荧光的基本概况及其理论。第三章理论模拟了DF产生的分子机理，理论推导出DF的衰减动力学符合双指数形式，并从实验上进行了验证。研究表明DF中的快相成份（毫秒衰减DF）来源于P680+和QA-的电荷重组，从而产生激发态的P680*，然后去激发发出DF。慢相成份（秒级衰减DF）对应于P680+与QB2-的电荷重组。而长时DF则对应于Fd-上的电子通过环式流回流到PSⅡ氧化反应中心与P680+的电荷重组。第四章在DF的双指数理论模型的基础上，研究了DCMU作用下的DF光谱特性，对作物在电子阻断剂作用下的响应、保护、和损伤机理进行了更为深入的探讨。研究结果表明绿色植物叶片光诱导DF强度的变化能很好的反映植物叶片净光合速率的变化。因此，利用植物的光诱导延迟荧光在一定程度上可以检测出除草剂对作物的污染效应，比常规的理化手段更接近于环境的真实情况，比其它的检测技术便于操作。可以用这种光强度的变化来表征农药对作物的污染程度，为农药污染及生物评价提供新的监测手段。第五章详细研究了DF强度随除草剂浓度的变化特性，并利用衰减动力学曲线解析方程测定除草剂光合作用抑制方式。结果表明：通过系统分析DF衰减动力学特征，根据对应于DF各个成份的DF双指数衰减解析方程的参数的变化规律，我们能精确地得到对应电子传递链上的各部分的生理特征的变化。因此，利用植物DF衰减动力学解析方程在一定程度上可以准确、无损、在位、快速的检测出除草剂以及别的化学介质对植物光合作用的毒害方式，比常规的理化手段更为简单、便捷。因此，本文提出的用DF衰减动力学解析方程来分析DF行为可以作为一种重要的评价除草剂作物毒害的手段。DF技术有望为除草剂药效生物学评定以及新农药创制药理测试提供一个快捷、无损的新方法。第六章对光诱导延迟荧光的应用研究作了简要展望，延迟荧光作为一种极其灵敏的生物指标，在医学、药理学、环境科学等领域显示出诱人的应用前景。认为光诱导延迟荧光可以在医学、生物科学等领域得到广泛的应用。