玉米缺素的验证观察实验

玉米缺素的验证观察实验

摘要：植物生长需要矿质营养，其中必须元素有17种，大量元素有N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cl、Mo、Cu、Ni植物在生长过程中如果缺乏某些营养元素会表现出相应的缺素症状。本次实验给植物进行缺N、P、K、Ca、Mg、Fe并观察其缺素症状。此实验有可以指导生产，及时了解作物所缺营养元素，可以及时施肥，可以提高生产。通过观察缺素症状，可以进一步分析各营养元素对植物生长产生影响的机制。

关键词：营养元素；玉米缺素；机制。

引言

玉米是我国主要粮食作物之一。对玉米基因与蛋白表达的研究，对发展我国农业、畜牧业具有十分重要的意义。为了提高玉米的产量和品质,在农业栽培技术和作物育种上开展各种研究的同时,掌握作物个体发育中对外界环境条件营养物质需要也是极为重要的。

关于玉米一生各时期所需要的营养和缺素症状已有大量的报导,但多集中于宏观上的观察，偏重于地上叶器官形态和根部形态的研究。关于缺素造成生理和结构上的变化则报道的较少,且仅限于某一元素缺乏时(如缺锌) 的报道。少有进一步的进行基因表达和蛋白水平上的研究。

如果能够顺利分离到各种元素缺乏的应激蛋白，并根据其蛋白序列找到相应的基因，那么就可以为进一步利用基因工程改进玉米品种，提高玉米抗逆性打下基础。

Chapin 等人认为,在植物体内存在着一个胁迫反应的中心系统,它可以被多种环境胁迫所激活(包括营养供应不正常) 。近年来,胁迫研究的重要性已在生物学的许多领域渐渐显示出来,逆境胁迫下,植物体内正常的蛋白质合成被抑制,但往往也会诱导出若干新的蛋白质—诱导蛋白质。

随着分子生物学的发展，人们对植物抗逆性的研究不断深入，现已发现多种因素如高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等能诱导形成新的蛋白质(或酶)，这些蛋白质统称为逆境蛋白(stress protein)。逆境蛋白的产生是基因表达的结果，逆境条件使一些正常表达的基因被关闭，而一些与适应性有关的基因被启动。从这个意义上讲，也是植物对多变外界环境的主动适应和自卫能力。为了能够更好的指导农业生产,本次试验主要是验证缺素症状,及时的进行施肥。

1 材料与方法

1.1材料

九单42号玉米种子，由东北农业大学生命科学学院植物生理教研室提供。

1.2方法

1.2.1配制大量元素储备液和微量元素储备液各1000ml，用储备液配制缺素营养液和完全培养液。

大量元素储备液配方：

大量元素储备液的配置（以下各化合物的质量浓度分别配置贮备液1000mL）试剂成分浓度/(g.l-1)

Ca(NO

3)

2

*4H

2

O 236

kNO

3

102

MgSO

4*7H

2

O 98

KH

2PO

4

27

K 2SO

4

88

CaCl

2

111

NaH

2PO

4

24

NaNO

3

170

Na

2SO

4

21

EDTA-Na2 7.45

FeSO

4

5.75

表一

微量元素储备液配方：

微量元素贮备液（下面试剂共溶于100ml蒸馏水）贮备液/ml 质量/g

H 3BO

4

2.86

MnCl

2*4H

2

O 1.81

ZnSO

4*7H

2

O 0.22

CuSO

4*H

2

O 0.08

H2Mo0

4*9H

2

O 0.09

表二

缺素与完全营养液配方，各配1000ml，并将pH调至5~6。

培养液的配置（各配1000ml,并将PH调至5-6）

贮备液/ml 完全缺N 缺P 缺K 缺Ca 缺Mg 缺Fe

Ca(NO

3)

2

5 —— 5 5 —— 5 5

kNO

3

5 —— 5 —— 5 5 5

MgSO

4

5 5 5 5 5 —— 5

KH

2PO

4

5 5 ———— 5 5 5

K 2SO

4

—— 5 5 ————————

CaCl

2

—— 5 ——————————

NaH

2PO

4

—————— 5 ——————

NaNO

3

—————— 5 5 ————

Na

2SO

4

—————————— 5 ——

EDTA-Fe 5 5 5 5 5 5 ——微量元素 1 1 1 1 1 1 1

表三

1.2.2首先，对玉米进行浸种处理，将种子放人25℃的温箱催芽2 d，长出3片真叶，去胚乳，用不同的缺素处理。将玉米幼苗放入烧杯中，加入完全培养液、缺Fe、缺N、缺P、缺Mg、缺Ca、缺K、的营养液各250ml，在18℃培养，每7 d更换一次培养液，按时通气，经过15 d的培养，对其进行形态观察。

2、结果与分析

2.1 缺N现象

图一

现象：植物生长矮小，枝叶变黄，叶片小而薄，叶片早衰甚至干枯。

结果分析：植物在生长发育过程中缺氮时，细胞的许多生理生化活动受到影响，如一些重要物质（如蛋白质、核算等）的合成受阻，功能蛋白的活性降低，细胞的生长分列减缓等等。