电导率测定

逆境胁迫对植物膜透性的影响——电导法
【实验目的】
1.了解逆境胁迫对植物体膜透性的影响
2.掌握电导率的测定方法
【实验原理】
植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。

在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。

当植物受到逆境影响时，如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗，电导率增大。

膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。

【实验材料】 1.材料： 小麦幼苗： （1）对照
（2）100mM 、200mM NaCl 处理48h （3）5%、15% PEG-6000处理48h 2.试剂：双蒸水
3.器材：水浴锅，电导仪
【实验内容】
1、取0.1g 对照和盐或PEG-6000处理的小麦叶片，切成小段（每种处理两组平行）；
2、用双蒸水冲洗几遍以除去表面粘附的电解质；
3、加10 ml 双蒸水，25℃振荡温育1小时，期间经常摇动，测定此时的电导率为C1；
4、将盛有小麦叶片的试管100℃煮沸 15 min ，冷却到室温后，测定此时的电导率为C2；
5、相对电导率根据公式计算得出：Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) *100 （注C0为双蒸水的电导率） 【实验结果】
各种处理数据及结果见下表： 双蒸水电导率C0=1.6
处理 平行 质量（g ） P1 P2
相对电导率 对照 1 0.0989 0.1008 9.9 10.6 151.4 154.7 5.8459 2 0.1026 11.2 158.0 100mM NaCl 1 0.1024 0.1033 111.1 108.1 570.0 535.0 19.9569 2 0.1042 105.0 500.0 200mM NaCl 1 0.1078 0.1056 92.6 89.6 640.0 564.5 15.6333 2 0.1034 86.6 489.0 5% PEG-6000 1 0.0997 0.1022 7.9 7.6 113.8 114.0 5.2936 2 0.1046 7.2 114.2 15%
PEG-6000 1
0.1022
0.1013
21.3 31.5
195.9 191.1
15.7825
2 0.1004 41.7
186.2
【实验讨论】
1.从结果中可以看出，逆境胁迫会导致小麦叶片的膜透性增加，且胁迫程度越大，溶液电导率越大。

但与脯氨酸含量测定的结果一样，用5%PEG-6000处理后的叶片外溶液相对电导率甚至小于对照组。

这样可以推断，实验中操作出现结果误差的可能性较小，主要原因是由于5% PEG-6000处理（轻度干旱胁迫）对小麦的威胁并不是很大。

据研究，植物体对逆境胁迫有一耐受程度，当逆境胁迫程度小于该临界值时，植物体的各项反应均变化不大，只有当胁迫程度大于该临界值时，植物的各项生理指标均有突然地，较大的变化。

如脯氨酸含量的大量增加，膜透性的突然增加等等。

因此，对于本次实验而言，有可能是轻度干旱胁迫没有达到临界程度，植物体各方面生理变化都不明显，加之操作不精细，很容易导致样本测定值小于空白值。

2.与脯氨酸含量趋势相同的是，盐胁迫比干旱胁迫对小麦的影响要显著的多。

因此，对于小麦来讲，考虑其种植条件首先是土地的盐碱化状况，其次才是土地的干旱情况。

小麦在全球的分布范围很广，虽然大部分集中在温带，但如此高的分布范围证明小麦对气候的适应性还是较强的，因此轻度干旱不会对小麦造成太大的影响。

3.与脯氨酸含量增加不同的是，膜透性的增加是细胞被伤害所致（脯氨酸含量增加是一种对逆境的适应机制）。

生物膜的选择透性是生物膜最主要的特征，也是细胞保持生物活性的基础。

（1）高浓度NaCl可置换细胞膜结合的Ca2+，使膜结合Na+增加，膜结构和功能破坏，细胞内的K+、磷和有机溶质外渗。

（2）盐胁迫和干旱条件下，植物体内SOD活性降低，削弱其清除自由基的能力，促进膜脂过氧化作用，导致膜脂过氧化产物（如MDA）鸡肋，这些过氧化产物与一些细胞组分进行反应，使一些酶和膜（结构和功能）遭到破坏，，导致质膜透性增大，细胞内溶质外渗，外界盐离子进入，从而破坏胞内离子平衡，导致代谢紊乱，抑制生长发育。

（3）根际干旱影响叶片总膜脂脂肪酸配比。

受到胁迫时，质膜饱和脂肪酸增加，不饱和脂肪酸减少，当叶片含水量下降时，会产生这种膜脂配比的改变。

（4）逆境胁迫改变细胞膜没系统的活性。

当植物遭受干旱时，许多种植物的转化酶，蔗糖酶，蛋白酶，磷酸酶等水解酶和抗坏血酸酶，多酚氧化酶活力增加，Mg-A TP酶活力降低，从而改变了膜没系统的活性状态，导致酶功能紊乱，使得膜透性增加。

总之，当受到逆境胁迫时，位于膜上的酶功能紊乱，各种代谢无序进行，膜脂过氧化加剧。

导致质膜透性的改变。

4.不同植物膜透性随逆境程度而改变的程度不同，即使在同一植物不同器官中也不同。

衰老的叶片很容易受逆境的影响而膜透性增加。

抗旱性强或者抗盐性强的植物对于干旱胁迫和盐胁迫的膜透性变化较小。

另外，植物对不同盐的耐受能力也不同。

例如有研究表示，三角滨藜对硫酸钠的耐受能力远大于氯化钠。

通过对植物体对逆境胁迫的各项生理反应的研究，我们可以通过这些生理反应在实际中筛选一些抗逆性较强的植物。