逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响

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逆境胁迫对植物生理生化指标的影响

逆境胁迫对植物生理生化指标的影响
3.实验结论
从实验数据的计算结果对比能够知道Pro、MDA、 的积累在干旱条件下均比正常条件下的高,即逆境胁迫对植物影响上述几项生理生化指标的增加。
1.结合旱生植物的抗旱机制,抗旱植物应具有下列特征:
(1)发达的根系,可吸收土壤深层的水分,在干旱时保证充足的水分供应;
(2)灵敏的气孔调节能力和特殊的气孔结构,如气孔内陷,发达的角质层,减少蒸腾失水;
【2】张志良、瞿伟菁.植物生理学实验指导:第3版[M].北京:高等教育出版社,2003.
【3】潘瑞炽主编.植物生理学(第五版).北京:高教出版社,2004.
【4】潘瑞炽主编.植物生理学(第五版).北京:高教出版社,2004.
二.实验报告
1.实验现象及结果
(1)结果记录表:
条件
重量
体积
OD值
现象
Pro
/(μmol/L)=6.45 -0.56
式中, 为可溶性糖的浓度; 为MDA的浓度
(3)逆境胁迫与 的积累
①记录 提取及测定时的现象
②测定OD410计算: content = /ε.L.W× × (mmol.g-1FW)
4.参考文献
【1】李合生主编.《植物生理学学习指导与题解》.武汉:华中科技大学出版社,2003
③计算: content = /ε.L.W× × (mmol.g-1FW)
2.试验注意事项:
①研磨要充分,注意材料不要溅出,用提取液洗研钵时要尽量充分;
②正确离心并且正确取舍液体或沉淀;
③ 的积累测定时,实验组添加的试剂是5% 对照组使用的试剂是20% 取(由于5% 是使用 配制而成的);
3.实验数据处理方法
(3)逆境胁迫与 的积累
① 提取:分别取0.5 g实验组和对照组→加入3ml50mMPBS (pH=6.8,内含1mM HA)和少许石英砂→充分研磨→用2mlPBS洗研钵→5000 rpm离心10 min→上清液定容至5ml。

植物逆境生理学

植物逆境生理学

植物逆境生理学植物逆境生理学是研究植物在环境逆境下的生理响应和适应机制的学科。

逆境是指植物在生长和发育过程中遭受的各种不良外界因素,如高温、低温、干旱、盐碱、酸碱、重金属等。

逆境对植物的生长和产量产生极大的影响,因此研究植物逆境生理学对于提高农作物的逆境抗性和生产能力具有重要意义。

1. 逆境对植物生理的影响逆境条件下,植物会产生一系列的生理变化。

首先,植物会启动一系列的防御机制,如合成特定的抗氧化物质、活性氧清除酶等,来抵抗逆境中产生的活性氧物质对细胞的损伤。

其次,植物会调节自身的生长和发育进程,以适应逆境环境。

例如,在干旱条件下,植物会降低水分蒸腾速率,减少水分的损失。

另外,植物还会调节离子平衡和渗透调节,以维持细胞内外的稳定环境。

2. 植物逆境胁迫信号传导逆境胁迫会激活植物内部的逆境信号传导途径,从而引起相应的生理反应。

逆境信号传导主要通过植物激素、钙离子和二氧化碳浓度等多个信号分子参与。

例如,在高盐胁迫条件下,植物会产生较高的烟酸腺嘌呤二核苷酸(NADPH)浓度,从而降低植物内部的氧化胁迫。

另外,植物还会通过激活多种激素信号传导途径来调节逆境胁迫反应,如乙烯、脱落酸等。

3. 逆境胁迫对植物基因表达的影响逆境胁迫可以引起植物基因表达谱的改变,进而导致植物发生一系列的生理变化。

以高温胁迫为例,研究发现许多与热休克蛋白、膜稳定性和脯氨酸等相关的基因表达受到调控,从而增加植物对高温的适应能力。

另外,逆境胁迫还可以引起DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传调控机制的改变,从而调节基因的表达。

4. 植物逆境生理研究的应用植物逆境生理研究对于农作物育种和生产具有重要的应用价值。

通过研究逆境胁迫下植物的适应机制,可以筛选出逆境抗性较强的品种,并通过遗传改良和基因工程等手段培育具有高逆境抗性的农作物品种。

此外,逆境生理研究还可以为农业生产提供科学合理的农艺措施,以减少逆境对农作物产量和品质的不利影响。

总结起来,植物逆境生理学的研究对于揭示植物在逆境环境中的生理适应机制具有重要意义,同时也为农业生产提供了科学依据和技术支持。

植物逆境胁迫下的生理生化指标研究

植物逆境胁迫下的生理生化指标研究

植物逆境胁迫下的生理生化指标研究随着全球气候变化的加剧,植物面临着越来越频繁和严重的逆境胁迫。

逆境胁迫对植物的生长发育、生理代谢、生物化学等方面都会产生重大的影响。

因此,研究植物在逆境胁迫下的生理生化指标,对于了解植物适应环境变化的机制,提高植物抗逆能力,具有重要的科学意义和实际价值。

一、植物生理生化指标的选择与意义逆境胁迫下的植物生理生化指标种类繁多,常见指标包括植物的抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度、光合作用参数、叶绿素含量、非饱和脂肪酸含量等。

这些指标可以从不同的层面反映植物对逆境胁迫的响应和适应能力。

例如,抗氧化酶活性可以反映植物对逆境胁迫产生的氧化应激的抵抗能力;膜脂过氧化程度可以反映植物细胞膜的稳定性;光合作用参数可以反映植物光能利用的效率;叶绿素含量可以反映植物叶片的光合能力;非饱和脂肪酸含量可以反映植物细胞膜的可流动性。

通过对这些指标的研究,可以揭示植物适应逆境胁迫的机制,为培育抗逆品种、改善植物逆境胁迫抵抗能力提供理论依据。

二、逆境胁迫下植物生理生化指标的变化逆境胁迫下,植物的生理生化指标往往会发生明显的变化。

以抗氧化酶活性为例,逆境胁迫会导致植物体内活性氧的积累,进而激活一系列抗氧化酶,如超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的活性增强。

同时,膜脂过氧化程度也会随之增加,导致细胞膜的功能和稳定性下降。

此外,光合作用参数的变化也是逆境胁迫下植物生理生化指标的重要表现形式。

在强光辐射和干旱等逆境条件下,光合作用的光抑制现象明显,表现为光合速率的下降和光系统II的损伤。

这些指标的变化往往与植物对逆境胁迫的响应和适应密切相关。

三、植物逆境胁迫下生理生化指标研究的方法和技术对于植物逆境胁迫下的生理生化指标研究,需要运用一系列的方法和技术进行分析和检测。

常用的方法包括酶活性测定、色谱分析、光合作用测定、光谱分析等。

例如,通过酶活性的测定,可以分析抗氧化酶活性的变化情况;通过色谱分析,可以测定植物中非饱和脂肪酸的含量;通过光合作用测定,可以评估植物的光合能力。

植物逆境胁迫下的生理生化响应研究

植物逆境胁迫下的生理生化响应研究

植物逆境胁迫下的生理生化响应研究植物生长发育受到许多环境因素的影响,其中逆境胁迫是指外界环境因素对植物生长发育的不利影响,如干旱、高温、低温、盐碱、重金属污染等。

这些逆境因素一旦出现,植物的生长发育、物质代谢、生理反应等都会遭到不同程度的损害。

为了适应和应对逆境环境,植物进化出了一套完备的逆境胁迫响应机制,以保证自身生存和繁衍。

本文将围绕植物逆境胁迫下的生理生化响应研究,分别从逆境胁迫的信号识别与传递、抗逆调节物质的合成与调控、逆境诱导基因组学及蛋白质组学等几个方面展开论述。

逆境胁迫的信号识别与传递在植物逆境胁迫情况下,植物酶类和植物激素等信号分子会发生变化,从而诱导出许多生理生化响应。

如干旱环境下,植物会通过根系和叶片的水分状态来感知干旱,从而逐渐开启整个植物的干旱应答途径,通过逆境胁迫信号识别和传递,激活一系列胁迫反应途径。

其中,胁迫信号的识别与传递是逆境胁迫响应的起始阶段。

欧洲黑杨(Populus tremula)与奶油杨(Populus euphratica)是地球上广泛分布的极端条件下生长的阔叶树种,因其对盐碱、低温等逆境条件具有高度适应性而备受关注。

研究表明,这两种杨树在逆境胁迫下的生理生化响应有很大的区别,其中逆境信号的感知、传递及下游调控机制可能起到重要的作用。

Salinity-Induced Protein Phosphorylation Changes in the Halophyte Populus euphratica and the Related Glycophyte Populus tremula,该研究结果显示,盐碱胁迫下欧洲黑杨的蛋白质磷酸化水平增加并与逆境信号识别与传递相关蛋白出现不同程度的调控,而奶油杨则显示出不同的信号转导途径,特别是腺苷酸调节蛋白家族的调控可能在干旱逆境中发挥了重要的作用。

抗逆调节物质的合成与调控为了应对逆境环境,植物通常合成出一系列抗逆调节物质。

实验九 逆境胁迫下植物相关生理生化指标的测定-植物细胞质膜透性的测定

实验九 逆境胁迫下植物相关生理生化指标的测定-植物细胞质膜透性的测定

实验九、逆境胁迫下植物相关生理生化指标的测定-----植物细胞质膜透性的测定(电导法)一、目的植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面,对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。

但植物常受到外界不良因子的影响,而不同植物种类其抗逆性则不同。

用电导仪率法测定植物质膜透性的变化,可作为植物抗逆性的生理指标之一。

本实验主要测定低温(或高温)对细胞质膜透性的影响,并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。

二、原理植物细胞的细胞质由一层质膜包围着,这种质膜具有选择透性的独特功能。

植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。

各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。

如极端的温度、干旱、盐渍,重金属离子(如Cd2+等)和大气污染物(如SO2、HF)等都会使质膜受到不同程度的损伤,其表现往往为细胞膜透性增大,细胞内部分电解质外渗,外液电导率增大。

该变化可用电导仪测定出来。

细胞膜透性变得愈大,表示受害愈重,抗性愈弱,反之则抗性愈强。

三、材料、仪器设备1. 材料:植物叶片。

【仪器与用具】电导率仪1台;真空泵(附真空干燥器)一套;恒温水浴1具;水浴试管架1个;20ml具塞刻度试管10支;打孔器1套(或双面刀片1片);10ml移液管(或定量加液器)1个;试管架1个;铝锅1个;电炉1个;镊子1把;剪刀1把;搪瓷盘1个;记号笔1支;去离子水适量;滤纸适量;塑料纱网(约3cm2)6片。

四、实验方法【方法】1.容器的洗涤电导法对水和容器的洁净度要求严格,水的电导值要求为1~2μS(微西门子);所用容器必须彻底清洗,再用去离子水冲净,倒置于洗净而垫有洁净滤纸的搪瓷盘中备用。

为了检查试管是否洁净,可向试管中加入电导值在1~2μS的新制去离子水,用电导仪测定是否仍维持原电导。

2.试验材料的处理分别在正常生长和逆境胁迫的植株上取同一叶位的功能叶若干片。

若没有逆境胁迫的植株,可取正常生长的叶片若干片,分成两份,用纱布擦净表面灰尘。

植物逆境胁迫及其应对机制

植物逆境胁迫及其应对机制

植物逆境胁迫及其应对机制植物作为生物界中最为重要的组成部分之一,承担着维持生态平衡和人类生存的重要角色。

然而,在自然环境中,植物常常面临各种逆境胁迫,如高温、干旱、寒冷、盐碱、病虫害等,这些逆境会对植物的生长和发育产生严重影响。

为了适应这些逆境胁迫,植物会激活一系列适应机制,以保护自身并维持生长发育的正常进行。

1. 植物逆境胁迫类型及其影响植物逆境胁迫可分为多种类型,例如温度胁迫、水分胁迫、盐碱胁迫、氧气胁迫、病害胁迫等。

这些胁迫会对植物的生理和生化过程产生直接或间接的影响,如降低光合作用效率、破坏细胞结构、抑制酶活性等,从而导致植物生长受阻、产量下降、甚至死亡。

2. 植物应对逆境胁迫的机制为了应对逆境胁迫,植物具备了一系列适应机制,包括形态、生理和分子水平上的调节。

在形态上,植物会产生逆境适应相关的器官或结构,如根系的生长、叶片的退化等,以提高对逆境的适应能力。

在生理上,植物会调控水分、光合作用、呼吸作用等关键生理过程,以保持生长发育的稳定。

在分子水平上,植物会激活一系列信号传导链路和基因调控网络,以产生与逆境胁迫相关的抗氧化酶、热休克蛋白等物质,以应对逆境的损害。

3. 温度胁迫与植物的逆境应对温度是影响植物生长与发育的重要环境因素,过高或过低的温度都会对植物产生不利影响。

植物通过温度适应性转录因子、热休克蛋白等分子机制来应对温度胁迫。

此外,植物还会通过调节叶绿素聚集体、膜脂组分等来维持光合作用正常进行,以适应高温胁迫。

4. 干旱胁迫与植物的逆境应对干旱是造成全球范围内植物死亡的主要原因之一。

植物通过调节根系结构、合成保护蛋白和调节水分转运来应对干旱胁迫。

此外,植物在干旱条件下还会积累保护性物质,如脯氨酸和脯氨酸衍生物,以维持细胞内的稳定。

同时,植物还通过活性氧清除酶系统来清除由干旱引起的氧化损伤。

5. 盐碱胁迫与植物的逆境应对盐碱胁迫是全球范围内影响植物生长的主要因素之一。

植物通过调节根系结构、离子平衡、渗透调节等来应对盐碱胁迫。

植物逆境胁迫下的生理生化反应及其调节方法

植物逆境胁迫下的生理生化反应及其调节方法

植物逆境胁迫下的生理生化反应及其调节方法植物在生长过程中,常常会面临着各种各样的逆境胁迫,比如高温、低温、缺水、盐碱等等,这些胁迫会对植物的生长和产量产生非常大的影响。

为了适应这些逆境胁迫,植物会通过一系列的生理和生化反应来进行调节,以保证自身的生长和生存。

一、高温胁迫下的生理生化反应高温胁迫对植物的生长和发育产生了不可忽视的影响。

当环境温度超过植物所能适应的范围时,植物会出现一系列生理和生化反应,以应对高温的挑战。

1.生理反应(1)气孔关闭当植物受到高温胁迫时,会引起气孔关闭,以减少水分蒸腾,防止植物因失水而死亡。

(2)生物节律改变高温胁迫会改变植物的生物节律,导致植物的生长和发育受到影响。

(3)根系生长减缓当植物受到高温胁迫时,根系生长减缓,其原因在于根部细胞活力下降,细胞分裂减少。

2.生化反应(1)ROS处理植物细胞会利用一系列的酶来清除肿瘤,则化物,以防止其引起毒性作用,其中ROS(Reactive Oxygen Species)是最为常见的一种代谢产物。

在高温胁迫下,ROS的产生会增加,因此植物会增强清除ROS的能力。

(2)碳水化合物代谢调节高温胁迫会影响植物的碳水化合物代谢,导致碳代谢通路发生变化。

植物会通过提高蔗糖的含量来调节碳代谢,保障细胞正常的能量供应。

(3)脂质代谢调节高温胁迫会引起植物膜结构的改变,膜的稳定性降低,因此植物会通过调节膜脂质的代谢来适应高温环境。

二、低温胁迫下的生理生化反应低温胁迫对植物的生长和发育同样产生了不可忽视的影响。

当环境温度降低到植物所能适应的极限范围时,植物会出现一系列生理和生化反应,以保障自身的生长和生存。

1.生理反应(1)调节细胞膜稳定性低温胁迫会引起细胞膜的稳定性下降,因此植物会采取一系列的策略来维持细胞膜的稳定性,例如调节膜脂质的组成以及增强细胞膜的质量等。

(2)根系生长促进低温胁迫会促进根系的生长,以增加植物吸收和利用水分和养分的能力。

(3)干物质积累低温胁迫会影响植物的光合作用,因此植物会增加干物质的积累,保障细胞的能量供应。

植物逆境胁迫下的生理生化响应机制

植物逆境胁迫下的生理生化响应机制

植物逆境胁迫下的生理生化响应机制植物生长和发育过程中,会受到各种逆境胁迫的影响,如高温、低温、干旱、盐碱等。

在这些逆境环境下,植物会通过一系列的生理生化响应机制来适应和应对,以保障自身的生存和生长发育。

本文将重点讨论植物在逆境胁迫下的生理生化响应机制。

1. 温度胁迫1.1 高温胁迫在高温环境下,植物会出现一系列的生理生化变化。

首先,植物的光合作用会受到抑制,叶绿素含量下降,光合酶活性降低。

其次,植物会产生一些抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等,以应对高温引起的氧化损伤。

此外,高温还会导致植物体内蛋白质结构和功能的变化,进而影响细胞膜的稳定性和通透性。

1.2 低温胁迫低温胁迫是植物生长发育的常见问题之一。

植物在低温环境下会产生一系列的抗寒蛋白,如冷凝蛋白、抗冻蛋白等,以增强细胞的抗寒能力。

此外,低温还会导致植物细胞膜的流动性降低,影响物质的运输过程,植物会通过调节细胞膜脂类组成、调节细胞膜脂类酯酶活性等方式来适应低温胁迫。

2. 干旱胁迫2.1 减少蒸腾植物在干旱环境中会通过降低蒸腾作用来减少水分流失。

植物通过关闭气孔,减少气体交换,以减少水分蒸发。

此外,植物还会增加角质层的厚度,减缓水分的蒸发速度。

2.2 合成保护蛋白干旱胁迫会导致植物细胞内部水分的减少,进而影响细胞内的生化反应和蛋白质结构。

植物会合成一些保护蛋白,如脯氨酸、蛋白酶抑制剂等,以减少蛋白质的降解和解聚。

3. 盐碱胁迫盐碱胁迫是指土壤中盐分和碱性成分含量过高,超出植物耐受范围而引起的胁迫现象。

植物在盐碱环境下会积累大量的离子物质,如Na+、Cl-等。

植物通过调节离子的吸收、转运和排泄,以维持细胞内外离子平衡。

此外,植物还会增加抗氧化酶的合成,以减少盐碱环境对细胞的氧化损伤。

总结起来,植物在逆境胁迫下通过调节光合作用、抗氧化系统、膜脂类组成、蛋白质代谢等多个方面的生理生化响应机制来适应和应对逆境的挑战。

这些反应机制的调控不仅能保障植物的生存,还可以促进植物的逆境适应和抗逆能力的提高。

逆境胁迫对植物生理生化指标的影响1

逆境胁迫对植物生理生化指标的影响1

1.1 供应材料。

小麦种子;主要试剂:0.1% HgCl2,TTC,3%磺基水杨酸(SSA),冰乙酸,茚三酮,PBS(pH=7.8) ,0.6%TBA(用0.6% TCA配制), PBS (pH=6.8,内含1mMHA),0.1%Ti(SO4)2[用20%(v/v) H2SO4配制] ,PBS, (pH=5.8,内含0.1mmol/ LEDTA, 1%PVP), POD反应混合液(10 mmol/L愈创木酚,5 mmol/L H2O 2 ,用PBS溶解),PPO反应混合液( 20 mmol/L邻苯二酚,用PBS溶解)5%三氯乙酸,PBS (pH=7.7) ,4 mM DTNB (用0.1M pH=6.8PBS现配)。

主要仪器:分光光度仪,离心机,试管,微量加样器,研钵等。

1.21 Pro脯氨酸是水溶性最大的氨基酸,具有很强的水合能力,其水溶液具有很高的水势。

脯氨酸的疏水端可和蛋白质结合,亲水端可与水分子结合,蛋白质可借助脯氨酸束缚更多的水,从而防止渗透胁迫条件下蛋白质的脱水变性。

因此脯氨酸在植物的渗透调节中起重要作用,而且即使在含水量很低的细胞内,脯氨酸溶液仍能提供足够的自由水,以维持正常的生命活动。

正常情况下,植物体内脯氨酸含量并不高,但遭受干旱等胁迫时体内的脯氨酸含量明显增加,它在一定程度上反映植物受环境干旱胁迫的情况,以及植物对水分和盐分胁迫的忍耐及抵抗能力。

1.22 MDA植物器官衰老或在逆境下遭受伤害,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终分解产物,从膜上产生的位置释放出后,与蛋白质、核酸起反应修饰其特征;使纤维素分子间的桥键松驰,或抑制蛋白质的合成。

MDA的积累可能对膜和细胞造成一定的伤害,它在一定程度上也反映了植物受环境干旱胁迫的情况。

1.23 抗氧化酶植物体内存在着一套负责清除活性氧所产生的抗氧化系统,在植物正常生长情况下,它使活性氧的产生和清除处于动态平衡状态,在逆境诸如干旱胁迫下,这种平衡被打破。

逆境胁迫对植物生长发育的调控机制

逆境胁迫对植物生长发育的调控机制

逆境胁迫对植物生长发育的调控机制植物是生命力非常顽强的生物,它们能够在各种恶劣环境条件下存活并完成正常的生长发育。

逆境胁迫是指植物在生长发育过程中遭受到的不利条件,例如干旱、盐碱、寒冷等。

逆境胁迫对植物的生长发育产生极大的影响,因此,植物通过一系列调控机制来应对逆境胁迫并保持生长发育的正常进行。

首先,逆境胁迫对植物的基因表达产生了重要的影响。

植物在面对逆境胁迫时,会出现一系列与逆境胁迫相关的基因表达变化。

这些基因表达变化涉及到细胞的信号传导、抗氧化系统、转录因子的活性调控等多个方面。

其中,驱动这些基因表达的主要信号通路是植物激素,如乙烯、脱落酸、赤霉素等。

逆境胁迫会导致植物体内激素水平的变化,进而激活与激素信号相互作用的基因表达。

其次,逆境胁迫对植物细胞的代谢过程产生了调控。

逆境胁迫条件下,植物细胞的代谢过程会发生变化,以适应环境条件的变化。

例如,干旱条件下,植物会产生更多的脯氨酸,从而提高细胞的耐旱性;盐碱胁迫下,植物会增加有机酸的合成来调节细胞内的pH值。

此外,逆境胁迫还会影响植物的光合作用、呼吸作用等代谢过程,从而影响植物的能量供应和生长发育。

此外,逆境胁迫对植物激素的合成和信号转导路径也产生了调控。

植物激素在调控植物的生长发育中起着重要作用,而逆境胁迫会影响激素的合成和信号传导路径。

例如,干旱条件下,植物体内脱落酸的合成增加,从而促进植物细胞进入休眠状态,以减少水分的蒸腾和水分流失。

此外,逆境胁迫还会影响植物体内激素的分布和运输,进而影响植物的生长方向和生长速率。

最后,逆境胁迫对植物的细胞结构和形态发生了改变。

植物在面对逆境胁迫时会通过调整细胞结构和形态来适应环境条件的变化。

例如,干旱胁迫下,植物的根系会产生更多的侧根和毛根,以增加植物吸收水分和养分的表面积;盐碱胁迫下,植物的根系会变得更加发达,以增加对盐碱的耐受能力。

此外,细胞壁的合成和降解也在逆境胁迫下发生了变化,进而影响植物的细胞形态和力学性质。

植物学领域植物逆境胁迫响应机制研究与利用

植物学领域植物逆境胁迫响应机制研究与利用

植物学领域植物逆境胁迫响应机制研究与利用在植物学领域中,研究和探索植物逆境胁迫响应机制以及利用这些机制已经成为一个重要的研究方向。

本文将对目前植物逆境胁迫响应机制的研究进展进行综述,并探讨植物逆境胁迫响应机制在农业生产和生态保护中的应用前景。

一、逆境胁迫对植物的影响逆境胁迫是指植物在环境中遭受到一些有害因素的影响,如高温、低温、干旱、盐碱等。

这些胁迫条件会导致植物生长发育受阻、生理代谢紊乱、细胞结构受损以及对病原微生物的易感性增加。

因此,了解和研究植物对逆境胁迫的响应机制具有重要的理论和实践价值。

二、植物逆境胁迫响应机制的研究进展1. 基因调控层面的研究逆境胁迫引起的一系列生理生化反应与基因的调控密切相关。

通过转录组学和基因表达谱研究,科学家们发现了许多与逆境胁迫响应相关的基因,并深入探究了这些基因在植物逆境胁迫响应中的作用机制。

2. 信号转导层面的研究植物逆境胁迫响应的信号转导过程包括外部信号的感知、内部信号传递及响应等环节。

植物逆境胁迫响应的信号转导途径主要包括激素信号转导、钙信号转导、ROS信号转导等。

科学家们通过调控这些信号转导通路的关键基因和蛋白质,实现了对植物逆境胁迫响应的调控。

3. 互作网络层面的研究植物逆境胁迫响应的复杂性决定了单个基因、信号通路的研究并不能完全解释逆境胁迫响应的机制。

因此,科学家们开始从互作网络的角度出发,研究逆境胁迫响应中的基因调控网和蛋白质相互作用网络。

这一研究方法能够揭示植物逆境胁迫响应的整体调控机制和关键节点。

三、植物逆境胁迫响应机制的应用前景1. 农业生产中的利用了解植物逆境胁迫响应机制有助于培育逆境胁迫耐受性较强的新品种,提高农作物的产量和品质。

同时,利用逆境胁迫响应机制还可以开发逆境胁迫相关的抗病虫害药剂和肥料,降低化学农药和化肥的使用量。

2. 生态保护中的应用逆境胁迫是全球气候变化和生态系统破坏等问题的主要表现之一。

通过研究植物逆境胁迫响应机制,可以为生态系统的恢复和保护提供理论和实践指导。

植物逆境胁迫下的营养代谢调控机制

植物逆境胁迫下的营养代谢调控机制

植物逆境胁迫下的营养代谢调控机制植物作为光合生物,通过光合作用从环境中吸收并利用光能,进行二氧化碳的固定,并最终合成有机物质。

然而,在自然环境中,植物往往会受到各种逆境胁迫的影响,如干旱、高盐、低温等。

这些逆境胁迫会破坏植物的生理和代谢平衡,进而影响其生长发育和产量。

为了适应这些逆境环境,植物会通过调控营养代谢来维持其生存。

一、营养代谢的基本特点在正常生长条件下,植物通过光合作用合成的有机物质可以直接被利用来满足其能量和营养需求。

而在逆境胁迫下,光合作用会受到抑制,导致有机物质的供应不足。

植物为了适应这种情况,会通过调节营养代谢来重新分配碳源和氮源,以满足生存所需。

二、碳源的再分配1. 合成和分解淀粉在逆境胁迫下,植物会减少淀粉的合成,而增加其分解。

这是因为淀粉是植物体内的主要碳储备物质,在逆境胁迫下,植物会将其分解为可被利用的蔗糖,从而提供能量。

2. 蔗糖合成和分解逆境胁迫会诱导植物体内蔗糖合成相关基因的表达,从而增加蔗糖的合成。

蔗糖可以作为信号分子在植物体内传递信号,调节多种生理和代谢过程。

同时,逆境胁迫也会促进蔗糖的分解,以提供能量和碳源。

三、氮源的再分配1. 氨基酸代谢调节氨基酸是植物体内的重要氮源,也是蛋白质合成的基础。

在逆境胁迫下,植物会增加氨基酸的分解,以释放氮源用于应对逆境。

同时,植物会抑制氨基酸的合成,减少氮的浪费。

2. 氮代谢相关基因的表达调控逆境胁迫会诱导植物体内氮代谢相关基因的表达。

这些基因编码关键酶,参与氨基酸合成、转运和分解等过程,通过调节这些基因的表达,植物可以调控氮代谢,实现氮源的再分配。

四、逆境胁迫下的调控网络植物在逆境胁迫下,营养代谢调控涉及多个信号分子和转录因子的调节网络。

例如,植物激素脱落酸和脱落酸相关基因可以调节淀粉和蔗糖的合成和分解。

另外,转录因子如DREB和bZIP家族也参与了氨基酸合成和氮代谢的调控。

五、遗传工程在营养代谢调控中的应用通过对营养代谢调控的研究,研究人员可以利用遗传工程手段改良植物的逆境抗性和产量。

模块四逆境胁迫对植物生理生化指标的

模块四逆境胁迫对植物生理生化指标的

模块四逆境胁迫对植物生理生化指标的逆境胁迫是指外界环境对植物产生的不良影响,包括高温、低温、干旱、盐碱、重金属等。

这些逆境胁迫会导致植物生理生化指标的变化,从而影响植物的生长发育和生理功能。

本文将介绍逆境胁迫对植物生理生化指标的影响,并分析其原因。

逆境胁迫对植物生理生化指标的影响主要表现在以下几个方面:1.水分状态与渗透调节:干旱和盐碱逆境胁迫会导致植物体内水分的丧失和渗透调节的破坏。

植物在逆境胁迫条件下会调节活性氧的产生和清除来保持细胞内的稳态,同时还会积累脯氨酸等低分子有机物来调节渗透压平衡。

2.叶绿素含量与光合作用:逆境胁迫会导致植物叶片中叶绿素含量的下降,从而影响光合作用的进行。

高温、低温和干旱胁迫会导致叶绿素降解加快,光合作用受损;而盐碱胁迫则通过离子平衡和渗透调节的失常影响光合作用。

3.抗氧化酶活性与活性氧代谢:逆境胁迫会导致植物体内活性氧的积累,从而引起细胞膜的脂质过氧化和DNA、蛋白质的氧化损伤。

植物为了对抗活性氧胁迫会产生一系列抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等,这些酶的活性可以作为衡量抗氧化能力的指标。

4.渗透物质与保护酶活性:干旱和盐碱胁迫会导致植物细胞内离子平衡的破坏,从而引起细胞的脱水。

植物为了保护细胞正常功能会积累渗透物质如脯氨酸、可溶性糖、脂肪酸等,同时产生保护酶如抗氧化酶、抗脂质氧化酶等来维持细胞正常代谢。

逆境胁迫造成植物生理生化指标的变化主要是由于逆境条件下植物细胞内能量供应和物质代谢的异常。

高温和干旱胁迫会导致植物细胞色素和蛋白质降解加快,从而导致叶绿素含量和抗氧化酶活性的下降;而低温和盐碱胁迫则会影响细胞膜的稳定性和渗透调节的平衡,进而影响细胞代谢和光合作用的进行。

值得注意的是,不同植物对逆境胁迫的响应能力以及表现出的生理生化指标变化是有差异的。

有些植物对逆境胁迫具有较强的耐受性,能够通过调节渗透调节物质来适应逆境环境;而有些植物则对逆境胁迫较为敏感,容易受到损害。

植物逆境胁迫反应实验报告

植物逆境胁迫反应实验报告

植物逆境胁迫反应实验报告实验目的:探究植物在逆境胁迫下的生理、生化和分子生物学反应。

实验材料:1. 拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株;2. NaCl溶液;3. 高糖溶液;4. 高温环境;5. 低温环境;6. RT-PCR实验仪器。

实验步骤:1. 选取健康生长的拟南芥植株,将其分为对照组和胁迫处理组。

对照组植株在正常条件下生长,胁迫处理组植株分别暴露于高盐、高温和低温环境中。

2. 监测植株在胁迫处理下的表型变化,包括株高、根长、叶片形态等指标的变化。

3. 采集对照组和胁迫处理组的拟南芥植株样品,分析其生理指标,如叶绿素含量、相对电导率、叶片相对含水量等。

4. 提取样品中的总RNA,并通过RT-PCR技术检测特定基因的表达水平。

选取与逆境胁迫相关的基因,如抗氧化酶基因、脱水胁迫相关基因等。

5. 比较对照组和胁迫处理组的基因表达差异,分析逆境胁迫对植物基因表达的影响。

实验结果及讨论:1. 在高盐胁迫条件下,拟南芥植株的根长、叶片形态等指标呈现明显的减小趋势。

其叶绿素含量下降,表明叶片光合作用受到抑制。

同时,胁迫处理组中抗氧化酶基因的表达显著增加,说明植物在高盐胁迫下会增加抗氧化能力来应对氧化损伤。

2. 在高温胁迫条件下,拟南芥植株的生长速度明显降低,株高和根长减小。

同时,其叶片相对含水量下降,相对电导率上升,暗示植物细胞与组织受到脱水和离子渗透的影响。

在高温胁迫下,拟南芥植株的热耐受性相关基因的表达水平上调,表明植物在高温胁迫下会增强自身的热适应能力。

3. 在低温胁迫条件下,拟南芥植株的生长速度也明显降低,株高和根长减小。

与此同时,其叶绿素含量下降,表明植物光合作用受到抑制。

胁迫处理组中脱水胁迫相关基因的表达增加,暗示植物在低温条件下可能受到脱水的影响。

4. 通过RT-PCR技术的结果显示,与逆境胁迫响应相关的基因在胁迫处理组中的表达水平明显上调,与对照组相比存在显著差异。

结论:本实验结果表明,逆境胁迫对拟南芥植株生长和生理状态产生了明显的影响。

植物酸碱逆境胁迫的生理响应与分子机制

植物酸碱逆境胁迫的生理响应与分子机制

植物酸碱逆境胁迫的生理响应与分子机制随着环境污染和气候变化的日益严重,植物对于不同的酸碱逆境和胁迫都会做出不同的生理响应和分子机制。

这些逆境和胁迫会直接影响植物的生长和生产力,因此研究植物在酸碱逆境和胁迫下的生理响应和分子机制非常重要。

本文将详细介绍植物在酸碱逆境和胁迫下的响应和机制。

一、植物在酸性环境下的响应和机制在酸性环境下,植物会面临土壤酸化和酸雨的影响,从而引起植物生理正常的平衡受到打破。

当植物遭受到酸性环境的影响,它会产生一个直接的响应:产生一些特殊的离子通道或向细胞质中释放酸性化物质,来保持细胞的内部酸度平衡,并且形成一定的适应性。

此外,植物在酸性环境下的生理响应还包括开展储存一些酸类物质的生物化学反应,以促进植物在酸性土壤和酸雨中的生存。

研究发现,植物可以通过促进酸类物质生产、促进离子平衡等反应来适应酸性环境。

二、植物在碱性环境下的响应和机制植物在碱性环境中的响应和机制与在酸性环境中的响应和机制有所不同。

在碱性环境中,植物面临着根际pH升高的问题,这可能影响到根系发育和吸收,导致缺钙等问题。

植物可以通过一系列生理和代谢反应适应长时间的碱性压力下生长。

有研究表明,植物在碱性环境下会产生更多的根系、根毛和氧化酶,来增加根部的吸收面积和活性,增加子弟的生长量和抗碱能力,适应碱性土壤和水源。

另外,植物还会开展某些新的酸碱之间的互补反应,以恢复细胞内部的酸碱平衡。

三、植物在其它胁迫下的响应和机制不仅仅是酸碱逆境,植物还会受到其它胁迫的影响,如盐碱化、干旱、高温、紫外线等。

在这些胁迫下,植物需要适应相应的环境,以保证自己的生存和生产力。

盐碱化是植物面临的常见胁迫之一,可以通过调节盐分浓度、调节根系和地下穴虫的吸收效率、调节植物的代谢反应等方式适应盐碱环境。

在干旱胁迫下,植物会产生保护性维持水分的生理反应,如旱敏感基因的调控和增加根部和叶片的水分保持力等。

高温环境下,植物也会产生一定的适应反应,如调控细胞生理和酸碱平衡的平衡,以及传递信号和应对环境的生物学分子机制等。

植物逆境胁迫下的生理代谢调控机制

植物逆境胁迫下的生理代谢调控机制

植物逆境胁迫下的生理代谢调控机制植物作为自养生物,在其生命周期中会面临各种逆境胁迫,包括高温、低温、干旱、盐碱等。

为了适应这些环境变化,植物拥有一系列的生理代谢调控机制。

本文将重点讨论植物在逆境胁迫下的生理代谢调控机制,从而探索植物对抗逆境的生存策略。

一、逆境信号转导通路植物在逆境胁迫下,通过一系列信号转导通路来感知逆境信号并做出相应的调节。

最常见的途径是通过植物激素介导的逆境信号转导。

例如,植物可以通过ABA(脱落酸)这一激素来调节干旱胁迫下的生理代谢。

ABA的合成和信号转导通路的激活,能够促使植物关闭气孔、积累低分子物质(如蛋白质、可溶性糖分等)以应对干旱胁迫。

二、调节光合作用与呼吸代谢逆境胁迫会导致植物的光合作用受阻,进而影响其能量获取和物质合成。

为了应对这一问题,植物会调节光合作用与呼吸代谢。

在逆境胁迫下,植物会通过合成相应的酶类来增强光合作用的效率。

同时,植物还会调节呼吸代谢,减少二氧化碳的损失,避免受到温度和水分胁迫的进一步伤害。

三、抗氧化系统的活化逆境胁迫会导致植物产生大量的活性氧自由基(ROS),进而造成细胞膜的氧化损伤和蛋白质的氧化破坏。

为了对抗这些有害物质,植物会通过活化抗氧化系统来保护细胞的正常功能。

抗氧化系统主要由抗氧化酶和非酶抗氧化物质组成,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和维生素C等。

这些抗氧化物质能够中和ROS,防止细胞氧化损伤。

四、次生代谢物质的积累植物在逆境胁迫下会合成一系列的次生代谢物质,以抵御外界的不利影响。

这些次生代谢物质包括类黄酮、多酚类化合物等,它们具有抗氧化、抗真菌和抗寄生虫等功效。

通过积累这些次生代谢物质,植物能够增强自身的抵抗能力,提高逆境胁迫下的生存率。

总结:植物在逆境胁迫下通过一系列生理代谢调控机制来适应环境变化。

这些机制包括逆境信号转导通路、调节光合作用与呼吸代谢、活化抗氧化系统以及次生代谢物质的积累等。

通过这些调节机制,植物能够提高逆境胁迫下的生存能力及适应性,保证其正常的生长与发育。

生理学

生理学

逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响摘要:当植物处于逆境的环境中时,会破坏植物的某些结构,而在其同时,植物也会对逆环境做出抵抗去适应环境。

在逆境中,植物的叶绿素合成会受阻所以其叶绿素的含量会相应的减少,而其酶的活性也会在一定程度上受到抑制,再次,其中的丙二醛与可溶性糖均会发生相应的含量变化;植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。

在正常情况下,细胞膜对物质的具有选择透性能力。

当植物受到逆境影响时,如高温或低温、盐渍、病原菌浸染后,细胞膜遭到破坏,膜透性增大,从而使细胞内的电解质外渗,以至于植物细胞浸提液的电导率增大。

膜透性增大的强度与逆境胁迫强度有关,也与植物抗逆性的强弱有关。

本次实验即是测定植物在逆境中的叶绿素、丙二醛、可溶性糖含量的变化以及其酶活性与细胞透性的改变。

关键字:逆境胁迫、叶绿素、丙二醛、可溶性糖、含量、细胞透性、酶活性、生理生化、影响、材料与方法:八角金盘叶片、打孔器、试管、研钵、水浴锅、离心机、比色皿、分光光度计、振荡器、TAB试剂、高纯水、10%TCA、蒽酮试剂等。

一、对叶绿体色素含量的影响:(一)、实验目的:1、学会测量叶绿素的含量的方法;2、测量植物叶绿体色素在逆境中的含量变化。

(二)、实验原理:分光光度法:根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收,利用分光光度计在某特定波长测定其吸光度,即可用公式计算出提取液中各色素的含量。

根据朗伯-比尔定律,某有色溶液的吸光度A与其中溶质浓度C 和液层厚度L成正比,即:A=αCL 其中α比例常数,当溶液浓度以百分浓度为单位、液层厚度为一厘米时,α为该物质的吸光系数。

(三)、操作方法:1、取0.1—0.2g给定植物叶片样品即八角金盘叶片,加入少量石英砂放入研钵中研磨;2、待磨至液体无明显大叶片时用95%的乙醇定容至25ml;3、过滤或者离心,测OD652nm记录分析实验结果。

(四)、实验结果计算与分析:处理温度叶片质量/g光波长652n m 叶绿素总量/ m g/g.F W-1常温(25℃)0.1300.21123.523-5℃0.1300.11713.042计算公式:叶绿素含量(㎎/g·FWˉ1)=色素浓度×提取总量/样品重(g)CT(浓度)mg/L=OD652×1000÷34.5处理过叶片CT(浓度)mg/L= OD652×1000÷34.5=0.117×1000÷34.5 =3.391(mg/L)正常叶片CT(浓度)mg/L= OD652×1000÷34.5=0.211×1000÷34.5=6.116(mg/L)叶绿素含量(mg/(g·Fw))=色素浓度×提取总量×稀释倍数÷样品(1000g)处理过叶片叶绿素含量(mg/(g·Fw))=3.391×25×20÷(0.130×1000) =13.042(mg/(g·Fw))正常叶片叶绿素含量(mg/(g·Fw))=6.116×25×20÷(0.130×1000) =23.523(mg/(g·Fw)结果分析:在逆环境中,植物的叶绿素的合成会受到一定程度上的阻碍,所以其含量会相应的减少,导致其吸光度会比正常情况下生长的叶片小。

植物逆境胁迫对生长发育的影响及其机制研究

植物逆境胁迫对生长发育的影响及其机制研究

植物逆境胁迫对生长发育的影响及其机制研究植物是一类能够自主合成营养物质的生物,通常利用光合作用将二氧化碳和水转化为糖类,为自身的生长和发育提供营养能量。

但是在自然界中,植物常常面临许多环境胁迫,如水分亏缺、高温、低温、盐碱、重金属污染等,这些逆境胁迫都会对植物的生长发育产生不利影响。

一、逆境胁迫对植物生长发育的影响1. 水分亏缺对植物生长发育的影响水分是维持植物正常生理代谢的必要条件之一,缺水会严重影响植物生长发育。

当土壤中水分越来越少时,植物根系的水吸收速度会降低,水分供应不足,导致植物缺水,进而影响其正常的水分代谢和光合作用,使得植物叶片受到损害,叶面积缩小,叶片厚度减少,植株生长缓慢,甚至会引发植物死亡。

2. 高温对植物生长发育的影响高温对植物生长发育的影响主要表现在以下几个方面:首先是影响光合作用,使得光合作用速率降低,导致糖类合成减少。

其次是影响蒸腾作用,蒸腾受到抑制,植物体内水分供应不足,毒素积累,导致植物生长发育受到影响。

最后,高温环境下,植物体内酶系统活性下降,蛋白质和氨基酸含量减少,影响植物正常代谢,进而影响植物生长发育。

3. 低温对植物生长发育的影响低温是植物生长发育的重要限制因素之一,当环境温度低于一定值时,植物处于不适宜生长的环境中。

低温环境下,植物细胞膜的流动性减弱,细胞结构变得紧凑,导致植物细胞功能异常,糖类合成减少,影响植物生长发育。

此外,低温环境还会促进植物体内高渗透物质的合成和积累,导致毒素堆积,进而影响植物正常代谢。

4. 盐碱胁迫对植物生长发育的影响盐碱胁迫是指土地中盐分浓度过高或土壤PH过低,影响植物正常生长发育的一种逆境因素。

在高盐环境下,土壤中的水分含量减少,植物体内水分供应不足,毒素堆积,导致植物叶面积缩小,叶片以及幼嫩器官发育迟缓,植物生长缓慢,甚至会引起植物死亡。

此外,盐碱胁迫还会导致植物质量变差,甚至影响植物产量。

二、逆境胁迫对植物生长发育的机制研究1. 水分逆境对植物生长发育的机制在水分逆境的环境下,植物为了适应环境中的逆境条件,启动了一系列的逆境相关基因表达,以增强其应对逆境的能力。

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逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响20093391 魏晓明农学0901摘要:对植物产生伤害的环境称为逆境,又称胁迫。

常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。

逆境会伤害植物,严重时会导致植物死亡。

逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏,酶活性受影响,从而导致细胞代谢紊乱。

有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领,在生理上,以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质(如脯氨酸含量)、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。

关键词:逆境胁迫,抗逆性,相对电导率,脯氨酸,丙二醛,样品,细胞膜透性,过氧化物酶活性,叶绿素,可溶性糖。

前言:植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用,它的选择透性是其最重要的功能之一。

当植物遭受逆境伤害时,细胞膜受到不同程度的破坏,膜的透性增加,选择透性丧失,细胞内部分电解质外渗。

膜结构破坏的程度与逆境的强度、持续的时间、作物品种的抗性等因素有关。

因此,质膜透性的测定常可作为逆境伤害的一个生理指标,广泛应用在植物抗性生理研究中。

当质膜的选择透性被破坏时细胞内电解质外渗,其中包括盐类、有机酸等,这些物质进入环境介质中,如果环境介质是蒸馏水,那么这些物质的外渗会使蒸馏水的导电性增加,表现在电导率的增加上。

植物受伤害愈严重,外渗的物质越多,介质导电性也就越强,测得的电导率就越高(不同抗性品种就会显示出抗性上的差异)。

在植物胁迫处理过程中,叶绿素含量会下降,可以把叶绿素含量下降看作是胁迫发展中由功能性影响到器质性伤害的一个中间过程。

过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶,他与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切关系,在植物生长发育过程中,他的活性不断变化,因此测量这种酶,可以反映某一时期植物体内代谢的变化。

植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状,常以糖含量作为重要指标。

植物为了适应逆境条件,如干旱、低温,也会主动积累一些可溶性糖,降低渗透势和冰点,以适应外界环境条件的变化。

植物器官衰老时,或在逆境条件下,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛(MDA)是其产物之一,通常利用它作为脂质过氧化指标,表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。

植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。

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、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,以至于植物细胞侵提液的电导率增大。

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。

1 材料与方法1.1供试材料取生长状况相同的健康八角金盘叶片,随机取若干叶片置于冰箱中低温胁迫处理一段时间,另一组置于常温阴凉的室内,待低温胁迫处理完毕,将两组叶片分别取出,作为实验材料。

1.2实验设计与方法将经过低温胁迫处理过的叶片标记为样品A,未经处理的叶片为样品B(1)叶绿体含量的测定。

①分别取样品A与样品B叶片的剪碎样品(去掉叶中脉)各0.18g.②将样品分别放入研钵中,加入少量石英砂和碳酸钙及95%的乙醇2~3ml,待研磨成匀浆,将提取液过滤至25ml棕色容量瓶中,用少量95%乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次,最后连同残渣一起倒入漏斗中。

③用滴管吸取乙醇,将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中,直至滤纸和残渣中无绿色为止。

最后用乙醇定容至25ml,摇匀。

④把叶绿体色素提取液A和B分别离心3分钟后,分别倒入光径1cm的比色皿内。

以95%乙醇为空白,在波长652nm下测定吸光度。

⑵相对电导率的测定。

①用相同的打孔器分别在样品A和样品B上各取30个小圆片,在打孔过程中应尽量避开叶脉。

②将样品A的30个小圆片置于大试管1中,将样品B的30个小圆片置于大试管2中,分别向两试管各加入15ml的蒸馏水。

③将试管1和2置于37℃的恒温振荡锅中振荡40分钟后冷至室温后在电导仪下测电导率。

④测过电导率之后,再将两试管放入100℃沸水浴15分钟,以杀死植物组织,取出后用自来水冷却10分钟,在室温下测其煮沸电导率。

⑶过氧化物酶活性的测定。

①分别取1.0g样品A和B,将其剪碎研磨至匀浆,分别过滤至两个50ml的容量瓶中,用蒸馏水定容,分别全部装入离心管中,在每分钟4000转的条件下离心3分钟。

②各取0.1ml的离心提取液(上层清液),分别加入0.05mol/L 磷酸缓冲液2.9ml,2%H2O2 1.0ml,0.05mol/L愈创木酚1.0ml。

③将上述溶液分别置于比色皿中,在470nm的波长下测定吸光度,每隔1分钟测一次,每种样品测三次吸光度。

⑷丙二醛含量的测定。

①分别取1.66g样品A和样品B,再分别加入少量10%三氯乙酸(TCA),研磨充分后再用刻度管加TCA至溶液10ml,将溶液在每分钟4000转条件下离心3分钟。

②各取2ml离心上层液,分别再加入硫代巴比妥酸(TBA)2ml,充分混合后分别置于沸水浴中15分钟,冷却后再离心一次。

③分别测定②中上清液在532nm,600nm处的吸光度值,并以2ml的TCA作比色的空白对照,根据公式,算出MDA 浓度。

⑸可溶性糖含量的变化。

①分别取1.0g的剪碎A样品和B样品,置于两试管中,各加入10ml蒸馏水,放在沸水浴中15分钟。

②将上述溶液过滤,用蒸馏水反复漂洗试管及残渣并定容至50ml。

③各取②中相应提取液0.1ml,再分别加入5ml蒽酮试剂,置于沸水浴中1分钟,冷却后在620nm的波长下分别测其吸光度,以蒽酮试剂作比色皿的空白对照。

2 结果与分析。

2.1数据记录和处理实验一其中一次吸光度A652,色素浓度C T,C T= A652X1000/34.5色素总量=色素浓度x提取总量/样品重实验二其中相对电导率=处理电导率/煮沸电导率用相对电导率来反映植物的伤害率,室温下纯水的电导率为0.084,实验三以每分钟A470变化0.01为1个过氧化物酶活性单位(U)。

过氧化物酶活性{U/(g.min)}=△A470x V T/WxV S x0.01xt式中:△A470为反应时间内吸光度的变化;W为叶片鲜质量(g);t 为反应时间(min);V T为提取酶液总体积(ml);V S为测定时取用酶液体积(ml)。

实验四其中A 532-A 600=155000XCXL算出MDA 浓度(u mol/L ),进一步算出单位质量组织中MDA 含量(u mol/g )。

式中A 532和A 600分别表示532nm 和600nm 波长处的吸光度值。

L 为比色杯厚度(cm ),一般为1cm 。

实验五在620nm的波长下,样品A 的吸光度为0.428,样品B 的吸光度为0.958,2.2 实验结果分析注:图表中相应数据做了一定倍数的扩大,以便于绘制图表,反映出不同样品间各物质的差异,从而了解植物在低温胁迫下生理生化代谢的变化。

(其中色素总量x10-1(mg/g);伤害率为图表中的实际数据,无单位;酶活性x10-3{U/(g.min)};MDA 含量x10-9(umol/g));从实验五数据可知,低温胁迫处理的叶片吸光度低,说明细胞内积累的可溶性糖较多,致使吸光度降低。

从图表中可以看出,经过胁迫处理的叶片细胞通透性增加,色素及电解质分子外流,使色素加速流出,电解质流出,使电导率增大,代谢活动受到抑制,过氧化物酶活性降低,膜脂过氧化作用减少,丙二醛MAD含量减少,细胞开始积累可溶性糖。

3 小结与讨论从实验中我们可以看到在低温胁迫处理下,引起的一系列生理生化指标的差异性变化,相比于未作处理的样品B,经过低温胁迫处理的样品A色素浓度明显增大,电导率大,过氧化物酶的活性较低,MDA含量减少。

通过实验,我们看到,经过低温胁迫处理的八角金盘叶片细胞膜的透性增大,使大量色素和电解质流出细胞外,实验中色素浓度和电导率都比未经处理的叶片明显较大,这是细胞透性增大的依据,从实验三中,我们可以看到,样品A的过氧化物酶活性为0.0015,样品B的过氧化物酶活性为0.0100,样品A的过氧化物酶活性明显降低,说明此时植物体内代谢变慢,在此,我们不能排除低温对酶活性的暂时钝化。

从实验二可以看到,样品A的伤害率(%)为37.2,样品B 的伤害率(%)为8.3,排除实验操作过程中的机械损伤,样品A 的实际伤害率(%)为28.9(计算方式为37.2-8.3),实验说明,低温不仅影响细胞膜的透性,也会造成细胞结构和物理机械性损害,给细胞组织造成伤害。

由实验四可知,样品A的MDA含量(u mol/g)为 4.43x10-9。

样品B的MDA含量(u mol/g)为6.92x10-9,其中样品A的MDA含量明显小于样品B,又由于两种样品为同类植物,排除不同植物种类的抗逆性差异,植物器官衰老时,或在逆境条件下,往往发生膜脂过氧化作用,MDA是其产物之一,通常利用它作为脂质过氧化指标,表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱,样品A在低温胁迫下,MDA含量反而降低,说明在胁迫过程中,细胞膜结构和膜脂含量发生变化,使膜脂过氧化作用不能顺利进行,此过程中仍不能排除低温胁迫对酶活性的影响。

植物为了适应逆境条件(如干旱、低温等),也会主动积累一些可溶性糖,降低渗透势和冰点,以适应外界环境条件的变化。

实验五以样品在620nm的波长下的吸光度为观察可溶性糖变化的指标,可溶性糖含量越多,吸光度越小,实验五中,样品A 的吸光度为0.428,样品B的吸光度为0.958,说明样品A中可溶性糖的含量增加。

综上实验,我们可以看出,八角金盘类植物抗逆性较差,在低温胁迫处理后,细胞膜透性增大,低温对植物造成不可恢复的伤害大,过氧化物酶的活性降低,细胞代谢减慢,膜结构及成分(如膜脂)发生变化,使得膜脂过氧化作用产生障碍,在逆境条件下,细胞开始大量积累可溶性糖,以度过不良环境。

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