逆境胁迫对植物生理生化指标的影响
(完整)高温胁迫对植物生理的影响
高温胁迫对植物生理的影响摘要, 全:球変暖使得高温成为影n向描物生理的一个重要的那境因子。
本文综述了高温船追下植物在细胞般、叶月-相关生理活动和相应的生理生化效应上的变化悄况。
美键词, 高温M随; 组胞般;光合作用,生理生化效应在助,通因子中,温度是影响植物生长的主要因子。
近年来,随着温室数应的加剧,全球气温上升,高温直接成胁着=一十一世纪农业生产方向。
许多植物面l l ll il着高温胁迫的严峻挑战。
研究高温胁迫对植物生理的影响,将有助于采取有效的描施減轻高温的危害。
1高温胁迫对细胞膜的影响细胞膜系统是热损伤和抗热的中心。
植物对逆境的适应主要在细胞膜系统,特别是质膜和内嚢体膜的特性。
温度逆境不可逆的伤害, 原初反应发生在生物膜系统的类质分子热相交上111。
因为,按照生物艘的流动镶照学说,膜的双分子层脂质的物理状态通常成液晶相,温度过高会转化为液相,温度过低会特化为凝胶相,后两种状态都会影响镶嵌于脂质中层的构型极其功能。
植物对逆境的适应,在于減轻或避免膜脂相变的发生。
植物在高温逆境下的伤害与月青质通性的增加是高温伤害的本质之一12l。
高温打破了细胞内活性氧产生与清除之间的平:衝,造成超氧化物明萬子自由基(02·)、轻自由基(·0H)和丙二酷(MDA)等氧化物的积累,引起膜蛋白与膜内脂的变化。
从而引发了膜透性増大,组胞内电解质外i参,表现在可直接测定的相对电导率的增加上,细胞照受害越严重,其细胞膜热稳定性越弱,反之则强,故可用电导法测定期胞膜热稳定性。
高温胁迫下, 植物叶片相对电导率一般表现出增大,且存在者随胁迫温度和时问的增加而增大的趙势,这也说明植物能忍耐一定的高温,但这种抗热能力也是一定的。
高温会加剧膜月首过氧化作用, 此过程的产物之一是丙=酷, 它常被作为膜脂过氧化作用的一个重要指标。
高温胁迫下大多数植物丙二難含量部表現出增加的趋势。
然而一些研究发現,黄连受高温的適后,其件内丙二酷含量呈下降的趙势,并认为这可能是黄连能够忍耐一定的高温對、境所致13l.2高温胁迫对植物生理活动的影响植物叶片是对高温非常敏感的器富,它又是植物.各种生理活动的主要功能器官,高温引起叶片相关功能的变化, 进而影响了植物的叶録索含量、光合作用和蒸腾作用等生理活动。
逆境胁迫对植物生理生化指标的影响
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。
《植物生物学实验》逆境胁迫水稻幼苗及其生理指标分析
《植物生物学实验》逆境胁迫水稻幼苗及其生理指标分析植物生物学实验是通过一系列的实验操作和分析,来研究植物的生理、生态和分子生物学等方面的知识。
本实验主要通过逆境胁迫处理水稻幼苗,分析逆境胁迫对水稻幼苗生长和生理指标的影响。
实验材料和设备:1.水稻(水稻研究中心提供);2.生理盐水(NaCl)、二氧化硫(SO2)处理液;3.导电仪、光合仪等生理分析仪器;4.显微镜、离心机等常规实验设备。
实验步骤:1.准备水稻幼苗:从生长良好的水稻幼苗中挑选均匀的幼苗作为实验材料。
2.处理逆境胁迫:将水稻幼苗分为3组,每组包含相同数量的幼苗。
第一组为对照组,用生理盐水处理;第二组为盐胁迫组,用不同浓度的NaCl溶液处理;第三组为二氧化硫胁迫组,用不同浓度的SO2气体处理。
将幼苗放置于适当的处理液或腔室中,进行逆境胁迫处理。
3.观察幼苗生长:每天记录幼苗的外观和生长情况,包括株高、根长、叶片颜色变化等。
4.分析生理指标:适当时间点采集幼苗组织,进行一系列的生理指标分析。
例如,测定叶片的相对含水量、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、导电率等指标,来评估幼苗的耐逆性。
5.统计和分析数据:将采集到的数据进行统计和分析,比较不同处理组的差异性,探讨逆境胁迫对水稻幼苗生长和生理指标的影响。
实验结果分析:通过观察和分析数据,可以得出逆境胁迫对水稻幼苗生长和生理指标的影响。
在盐胁迫组中,幼苗的株高和根长可能显著减少,叶片可能出现褪绿现象,并且各项生理指标可能发生异常变化;而在二氧化硫胁迫组中,幼苗的生长可能受到抑制,且可能出现叶片黄化和脱落等症状。
实验结论:通过逆境胁迫处理水稻幼苗,可以发现逆境胁迫对水稻幼苗生长和生理指标有一定的负面影响。
这些实验结果有助于我们深入了解植物在逆境环境下的生理适应机制,为进一步的研究提供理论和实验基础。
总结:本实验通过逆境胁迫处理水稻幼苗,分析逆境胁迫对水稻幼苗生长和生理指标的影响。
在实验过程中,我们需要仔细观察和记录幼苗的生长情况,并进行相应的生理指标分析。
干旱胁迫对小麦幼苗的影响
干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响杨万坤 114120238 11应用生物教育A班摘要:用小麦幼苗为实验材料,研究干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响。
试验结果表明:在干旱胁迫(5天)下小麦幼苗中脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶(PPO、POD)、谷胱甘肽(GSH)、ASA的含量都较正常情况下小麦幼苗的含量高。
关键字:干旱胁迫、小麦幼苗、Pro、MDA、H2O2、PPO、POD、GSH、ASA引言:小麦是我国北方地区的主要粮食作物,但是近几年北方地区旱情日益严重,小麦产量安全问题日益突出。
干旱也属于逆境,水分在植物的生命活动中占主导地位,大多数植物遭受干旱逆境后各个生理过程都会受到不同程度的影响。
干旱是我国农业可持续发展面临的主要问题之一, 干旱胁迫对植物的影响是一个复杂的生理生化过程, 涉及到许多生物大分子和小分子【1】。
干旱胁迫对植物的影响主要体现在酶活性、膜系统、细胞失水等,导致细胞代谢紊乱,甚至是细胞死亡。
本次试验测定正常生长的小麦幼苗和干旱胁迫处理小麦幼苗中脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢、抗氧化酶(PPO、POD)、谷胱甘肽(GSH)、ASA的含量变化, 来研究干旱胁迫对小麦的影响,从而找到合适的方法来解决干旱胁迫问题,解决小麦生产安全问题提供理论依据。
1材料与方法1.1材料及处理将小麦种子用0.1% HgCl2消毒10 min后,用蒸馏水漂洗干净,用蒸馏水于26℃下吸涨12 h,然后播于垫有6层湿润滤纸的带盖白磁盘(24cm×16cm)中→于26℃下暗萌发60h,计算发芽率(注意与前面结果比较),选取长势一致的小麦幼苗做干旱5天干旱处理。
5天后用相同的方法分别对实验组和对照组的小麦进行脯氨酸、MDA、过氧化氢、抗氧化酶(PPO、POD)、GSH、ASA的含量的测定。
1.2测定方法1.21玉米种子发芽率的测定各取50粒吸胀的玉米种子→沿胚的中心线切成两半(严格区分两个半粒),进行下列实验:其中50个半粒进行TTC染色(30℃水浴 20 min),另50个半粒进行曙红染色(室温染色10 min)洗净后观察。
逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响
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。
逆境对玉米幼苗生理生化指标的影响
温度对玉米幼苗生理生化指标的影响董向兵(农业与生物技术学院生物科学121)摘要对植物产生伤害的环境称逆境,又称胁迫。
常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。
此次试验研究了高温与低温胁迫对玉米幼苗叶片生理生化指标所产生的影响。
结果表明,相比于完全营养液培养的玉米幼苗,低温和高温胁迫都使得玉米幼苗过氧化物酶活性增加,脯氨酸含量增多,电导率增加,细胞膜透性增大,叶绿素含量降低。
关键词玉米幼苗高温与低温胁迫生理生化指标植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用,它的选择透过性是最重要的功能之一。
当植物遭受逆境伤害时,细胞膜会受到不同程度的损坏,膜的透性增加,选择透过性丧失,细胞内部分电解质外泄。
这样当如盐类,有机酸等电解质进入蒸馏水的环境介质中,则会使电导率增大。
在植物胁迫处理过程中,脯氨酸含量会增加,叶绿素含量会下降,这也可以作为测量的指标。
过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶,它与呼吸作用、光合作用以及生长素的氧化都有密切关系,因此,测量过氧化物酶活性也可以反映出逆境对植物生理生化的影响。
一材料与方法将培养的玉米幼苗分别经低温,高温处理,将经低温处理的标记为处理1,高温处理的标记为处理2,分别取完全营养液组,处理1组,处理2组的若干叶片作为实验材料,测定以下指标。
1 植物细胞膜透性的测定(1)用打孔器分别完全营养液组,处理1组,处理2组的叶片上各取30个小圆片,在打孔过程中尽量避开主脉。
(2)取处理1,处理2的叶片各0.2g,取完全营养液组的叶片各0.2g(两份)依次分别放入1.2.3.4四只试管中,每个试管加10ml蒸馏水。
(3)将1号(处理1),2号(处理2),3号(完全营养液组1)试管用真空泵抽气20-30分钟,然后缓慢放入空气,取出试管。
将4号(完全营养液组2)试管称重封上保鲜膜于沸水浴中煮沸10分钟,取出称其重量,加蒸馏水回复其重量。
然后将1,2,3,4,号试管室温下浸提1小时左右,期间经常摇动。
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(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。
5逆境胁迫水稻幼苗及其生理指标分析精品PPT课件
五、实验分组
四个人组成一个小组进行水稻幼苗盐胁迫反 应实验。
每小组设置3个处理:1个对照和2个不同盐浓 度,每处理2个重复,共6份样品。
注预意习每下杯周要实做验好:自应己用的氮标蓝记四、唑写(上NB组T别)或法姓测 名定。植物超氧化物歧化酶(SOD)的活力。
理指标分析
实验二:用氮蓝四唑 (NBT)法测定
代谢破坏:叶绿体解体、光合速率下降;蛋白质合成受抑制、 分解加强,产生有毒物质,对细胞产生毒害。
膜透性改变:高浓度 NaCl 可置换细胞膜结合Ca2 +、K +,膜 结构破坏、功能改变,细胞内K+ 、有机质等外渗。
三、实验试剂与材料
➢ 试剂:氯化钠 ➢ 主要仪器与器皿:电子天平,低温冰箱,烧杯,
容量瓶,量筒,PE手套等。 ➢ 材料:水稻幼苗 ➢ 胁迫方式:盐胁迫,配制浓度0~0.3mol/L。
四、实验步骤
1. 自己设计配制2个不同盐浓度的NaCl溶液并设置对照(CK)。 2. 挑选生长整齐一致的水稻秧苗60-90株,然后随机取10-15株
于1个烧杯中,观测记载描述盐胁迫处理前各杯水稻秧苗的农 艺形态性状(如苗高、叶片颜色、叶片数等)。 3. 各杯分别加入不同浓度NaCl溶液50ml左右(原则:根系要浸 入溶液中),然后放置在实验架上进行盐胁迫处理。 4. 处理12-24 h后(具体应视情况而定),当高盐度处理的秧苗叶 片开始出现卷曲时,观测记载处理后各杯秧苗农艺形态性状 的变化,然后将各杯的秧苗叶片分别剪下、随机称取少量叶 片0.2-0.5g,放入PE手套中并做好标记,置于冰箱冷冻保存备
若盐胁迫强度较小,除盐后,植物生长可以恢复; 若盐胁迫强度较大,除盐后,植物生长不可恢复
植物对盐胁迫的适应
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
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。
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。
干旱胁迫对植物逆境生理生化指标的影响.
干旱胁迫对植物生理生化指标的影响摘要:本文以实验室提供的小麦种子作为材料,在实验室种植,评估小麦种子发芽率,并利用PEG 模拟小麦干旱胁迫,通过紫外分光光度计法测定小麦幼苗各生理生化指标综合评价干旱胁迫对小麦生理生化的影响,实验发现,干旱胁迫下,小麦幼苗抗氧化酶系统、脯氨酸、过氧化氢、丙二醛等含量均明显增加,表现出有效的抗旱效应,说明在干旱胁迫下,植物能够通过合成自身所需的以上物质来达到抗旱的作用,而且这些物质可以作为植物抗旱指标来对植株进行抗旱性评价。
关键词:玉米种子小麦幼苗发芽率抗氧化酶(POD 脯氨酸(pro )丙二醛(MDA )H 2O 2引言:虽然地球上的有70%的水分覆盖,但是能够真正的被人类利用的水资源却很少。
近年来,由于环境的恶化以及温室效应的加剧,越来越多的地方出现干旱现象,由于缺水而导致粮食产量的减少,我们需要提高农作物的抗旱性,从而减少生产用水。
小麦是世界上总产量排名第二的粮食作物,因此研究小麦抗旱性,对于实现小麦水资源高效利用和农业可持续发展具有重要意义;通过测定作物抗旱指标可以确定植物的抗旱能力,前人有关小麦抗旱性的研究,围绕抗旱性评价指标、抗旱生理指标等已有较多报道,本实验通过利用前人的研究方法测定小麦多个生理指标进而对这批小麦种子抗旱性综合评价。
一、材料:玉米种子小麦种子小麦幼苗二、方法:(1)、取50粒吸胀的玉米种子或小麦种子→沿胚的中心线切成两半(严格区分两个半粒),进行下列实验:其中50个半粒进行TTC 染色(30℃水浴 20min )另50个半粒进行曙红染色(室温染色10 min)→洗净后观察。
(2)、Pro 的提取:分别取0.1 g实验组和对照组的幼苗→加入3 mL 3%磺基水杨酸(SSA )和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 3% SSA洗研钵→5000 rpm离心10 min →上清液定容至5 mL。
测定:上清液各2 mL →分别加入( 2 mL冰乙酸和2 mL茚三酮试剂→煮沸15 min→冷却后→5000 rpm离心10 min(若没沉淀可略此步骤)→分别测定A520计算:(3)MDA 提取:分别取0.1 g实验组和对照组→加入3 mL 0.1% TCA 和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 0.1%TCA洗研钵→5000 rpm离心10 min →量上清液体积。
水逆境下水稻叶片生理生化指标和耐逆性的研究
水逆境下水稻叶片生理生化指标和耐逆性的研究随着全球气候的变化,水稻种植遇到了越来越多的困难。
特别是气候异常干旱或者异常湿润时,水稻更容易发病并且产量减少。
这就需要研究者们从生理生化层面入手,寻找提高水稻耐逆性的方法。
本文将就水逆境下水稻叶片生理生化指标和耐逆性进行探讨。
一、水逆境下水稻叶片的生理生化指标1、叶片相对水含量叶片相对水含量(RWC)是衡量植物脱水程度的一个重要指标,它可以反映出水分胁迫对植物的影响。
通过测试RWC可以发现水分胁迫对不同品种水稻的影响是不同的。
例如,在干旱条件下,品质较好的水稻具有较高的RWC,这表明它们能够更好地维持水分平衡。
2、抗氧化酶活性氧自由基的积累会引起氧化胁迫,导致植物生长受到负面影响。
因此,抗氧化酶活性是另一个用来评估水稻耐逆性的重要生化指标。
抗氧化酶可以降解并清除氧自由基,防止植物受到氧化胁迫的影响。
研究表明,水稻在水逆境下的抗氧化酶活性降低,是导致其生长受到限制的主要原因之一。
3、膜透性在水逆境下,叶片细胞的膜透性会发生变化,这会导致细胞内部物质的泄漏。
膜透性是反映水份胁迫植物的指标之一,在研究耐逆性时需要加以考虑。
二、提高水稻耐逆性的措施1、选育耐旱水稻品种选育新的耐旱水稻品种是提高水稻耐逆性的核心措施。
耐旱水稻品种的选育需要联合水稻品质、产量和抗病性等多个方面,才能真正提高水稻的生产力和抗旱能力。
如下将展示一个案例:在第一步,通过大规模的水稻种质资源鉴定,挑选出耐旱水稻品种进行深入研究。
在第二步,利用联合遗传学和分子标记技术鉴定耐旱品种的主导基因和分别分析各编码耐旱特性的单个基因。
在第三步,通过基因克隆和表达是耐旱基因的功能进行鉴定。
通过以上步骤,可以快速筛选出僵耐旱水稻基因并且将基因导入到生产耐旱水稻品种中,从而提升水稻抗旱能力。
2、夜间灌溉夜间灌溉可有效提高水稻的耐旱性。
因为在夜间,植物的水分蒸腾率会降低,水分也会尽可能地被吸收。
此外,夜间灌溉还可有效减少水的蒸发,从而增加土壤中的水分储留。
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。
5逆境胁迫水稻幼苗及其生理指标分析
盐胁迫对植物叶片SOD酶的影响
(1)在一定盐度的胁迫下,植物叶片中SOD活性随盐浓度的 升高而增强。
(2)SOD酶能有效抑制膜脂过氧化作用,具有一定的保护作 用。因此,盐胁迫的损伤在一定范围内是可以修复。
膜系统的修复与SOD、CAT、POD等抗氧化酶的活性和抗 坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物含量的变化密切 相关。
性之前,要进行酶液加入量的预实 验,以确定最佳酶液浓度。 酶液稀释:取其中一管酶液按1倍、
10倍、100倍稀释。
混合液配制:计算4-5支试管的用
量,按反应体系表中各溶液(除酶
4. 正式实验
准备8支相同型号的试管:6支样品、2支对照。 混合液配制:按8-10支试管的用量配制(同预实验)。 加酶液:各管加入混合液2.95ml,6支分别加入相对应的酶
SOD类型: SOD是含Cu、Zn、Mn、Fe金属元素、能清除超氧阴离子自 由基的酶,其类型有Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD。
SOD测定方法
直接法:脉冲辐射分解法、电子顺磁共振 波法、核磁共振法。
间接法(化学法):邻苯三酚自氧化法、 细胞色素C还原法、羟胺法、黄嘌呤氧化酶 -NBT法、肾上腺素法等。
核黄素:在有氧物质存在下,还原的核黄素与氧 反应产生氧自由基。
氮蓝四唑(NBT):氧自由基将无色(或微黄)的NBT 还原为蓝色甲腙。
甲硫氨酸:电子供体——提供核黄素的还原反应 所需的电子供体,使得核黄素的光激发还原反应 得以进行。
SOD酶O :2 • SOO D2 •通 2 过H 催 化 氧S 自O 由H D 基2 O 歧2 化 O 反2应,生成
容量瓶,量筒,PE手套等。 ➢ 材料:水稻幼苗 ➢ 胁迫方式:盐胁迫,配制浓度0~0.3mol/L。
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本科学生综合性实验报告学号姓名学院专业、班级实验课程名称植物生理学实验教师及职称开课学期2012 至2013 学年上学期填报时间2012 年12 月15 日云南师范大学教务处编印逆境胁迫对植物生理生化指标的影响作者:(,云南昆明650092)摘要:对植物产生危害的环境称为逆境,又称胁迫。
干旱是制约植物生长的主要逆境因素,以小麦幼苗在模拟干旱胁迫下,植株体内的生理生化指标会发生变化。
实验采用PEG处理小麦幼苗,对抗氧化酶;脯氨酸;谷胱甘肽;过氧化氢;可溶性糖;丙二醛在植物体内的含量变化进行了研究,实验通过分光光度计分别在不同的波长中测出吸光率,间接计算出其含量,而通过对正常条件下的和逆境胁迫下一定量小麦体内以上各种物质含量的对比,从而了解小麦体内生理生化指标发生的变化。
关键词:小麦(Triticum aestivumLinn);干旱胁迫;生理生化1 引言干旱是自然界常见的逆境胁迫因素,而且干旱也是植物最容易受到的胁迫之一。
干旱不仅制约植物的生长发育与产量,也会引起植被结构与功能的时空变化。
因此植物对干旱胁迫的适应及机制一直是植物逆境适应策略研究的一个热点【1-3】作物抗旱性的研究方法有多种,适应能力进行了研究:植物对干旱胁迫的适应过程和受伤害程度与干旱胁迫的强度以及植物自身的抗性紧密联系,并从生化代谢、生理功能、形态适应、生长发育以及生物生产力等多种形式表现出来【1-5】。
土壤有效水分状况与植物之间的关系一直是植物生理生态学研究领域的热点问题。
大多数植物在短期或轻度土壤缺水情况下叶片水势下降,气孔关闭。
限制CO2 摄取和光合作用速率:长期严重干旱条件下可限制植物生长,引起形态结构发生变化。
甚至导致植物死亡【6】。
大多实验是在人工控制的干旱或人工模拟干旱条件下进行。
其主要方法是室外盆栽控制水分,苗期室内水培或砂培采用PEG 渗透胁迫、人工控制的温室、气候室和培养箱等。
其中,PEG渗透胁迫法简单易行、条件容易控制、重复性好、试验周期短。
本试验采PEG溶液模拟干旱胁迫的方法,研究干旱胁迫对小麦幼苗发芽率、抗氧化酶、脯氨酸、谷胱甘肽、过氧化氢、可溶性糖、丙二醛等生理生化指标含量的变化,并初步探讨小麦的抗逆机理,期望能够应用于农业生产实践中,为干旱农业生产提供理论依据。
2、材料与方法2.1、实验材料小麦种子:购于西山种子公司,供实验备用。
(适宜条件下,选购的小麦种子发芽率较高的,所选购的实验材料较理想的,有利于用作实验材料。
)培养条件:室温,充足水分、充足阳光供给,PEG干旱处理。
用水:自来水。
2.2、种子生命力(发芽率)的快速测定将待测种子在适宜水中浸种,以增强种胚的呼吸强度。
使显色迅速。
2.3、其它实验种子处理一致如下;小麦种子→用0.1% HgCl2消毒10 min后→用蒸馏水漂洗干净→用蒸馏水于26℃下吸涨12 h →播于垫有6层湿润滤纸的带盖白磁盘(24cm×16cm )中 → 于26℃下暗萌发60 h → 选取长势一致的小麦幼苗做PEG 干旱处理。
2.4、测定方法2.4.1、种子生命力(发芽率)的快速测定各取50粒吸胀的玉米种子或小麦种子→沿胚的中心线切成两半(严格区分两个半粒),进行下列实验: 其中50个半粒进行曙红染色(室温染色10 min ),另一半进行TTC 染色(30℃水浴 20 min ) ,计算发芽率。
种子发芽率=有生命的种子/测试种子数X100﹪2.4.2、逆境胁迫和脯氨酸(Pro )的积累及测定Pro 的提取:分别取0.1 g 实验组和对照组的胚芽鞘→加入3 mL 3%磺基水杨酸(SSA )和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 3% SSA 洗研钵→5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。
测定:上清液各2 mL →分别加入( 2 mL 冰乙酸和2 mL 茚三酮试剂)→煮沸15 min →冷却后→5000 rpm 离心10 min (若没沉淀可略此步骤) →分别测定A520计算:ε520=3.24/mol.㎝2.4.3、逆境胁迫和丙二醛(MDA )的测定用总显V V V W L A ⨯⨯⨯⨯ε520Pro content = (μmol.g -1FW)MDA 提取:分别取0.1 g 实验组和对照组→加入3 mL 10%TCA 和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 10%TCA 洗研钵→5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。
测定:分别取上清液各2 mL →加入0.6%TBA (用10%TCA 配制) 2 mL →煮沸12 min →冷却后→5000 rpm 离心5 min (视沉淀有无)→分别测定OD450和OD532。
计算:OD450=C1X85.4OD532=C1X7.4+155000XC2其方程得:C1/ (mmol/L) =11.71 OD450C2/ (mol/L) =6.45 OD532-0.56 OD450式中,C1为可溶性糖的浓度;C2为MDA的浓度。
2.4.4、逆境胁迫与H 2O 2的积累及测定H 2O 2提取:分别取0.1 g 实验组和对照组→加入3 mL 50 mM PBS (提取液,pH=6.8,内含1mM HA)和少许石英砂→充分研磨→用2 mL PBS 洗研钵→5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。
测定:分别取上清液各3 mL →加入0.1%Ti(SO4)2 [用20%(v/v) H2SO4配制] 1 mL →摇匀→ 5000 rpm 离心10 min → OD410。
计算:用总显V V V W L A ⨯⨯⨯⨯ε410H 2O 2 content = (μmol.g -1FW)ε410=0.28/mol.㎝2.4.5、植物抗氧化酶活性的(POD 、PPO )的活性测定抗氧化酶的提取:分别取0.1 g 实验材料→加入少许石英砂和3 ml 提取液(50mmol/L PBS, pH6.0,内含0.1mmol/ LEDTA, 1%PVP ) → 充分研磨 →转入离心管中→用2 ml 提取液洗研钵→ 5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 ml →用于测定POD 和PPO 酶活性或分装后转至-20或-80℃保存。
POD 测定:取POD 反应混合液(10 mol/L 愈创木酚,5 mol/L H2O2,用PBS 溶解)2.95 ml ,加入酶液50 ul (空白调零用PBS 取代),立即记时,摇匀,读出反应1 min 时的A470。
PPO 测定:取PPO 反应混合液( 20 mol/L 邻苯二酚,用PBS 溶解)2.9 ml ,加入酶液0.1 ml (空白调零用PBS 取代),立即记时,摇匀,读出反应 1 min 时的A410。
计算:以每分钟A 值变化0.01所需要的酶液的量为一个活力单位(U ),则:ε470=26.6mM -1㎝-12.4.6、逆境胁迫和谷胱甘肽(GSH)的含量测定 GSH 的提取:分别取0.1 g 实验组和对照组的胚芽鞘→加入3 mL 5%三氯乙酸(TCA )和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 5% TCA 洗研钵→ 5000 rpm 用总V V t W A ⨯⨯⨯01.0410PPO activities = (U.g -1FW) 用总显V V V t W A ⨯⨯⨯⨯ε470POD activities = (μmol.g -1FWmin -1)离心10 min →上清液定容至5 mL 。
测定:上清液各1 mL (空白用5%三氯乙酸代替) → 分别加入2 mL0.1M PBS (pH=7.7) → 1 mL 2 mM DTNB → 25 ℃5 min →测定A412。
计算:ε412=13.6mM -1㎝-12.4.7、逆境胁迫和抗坏血酸(ASA)的含量测定 ASA 的提取:分别取0.1 g 实验组和对照组的胚芽鞘→加入3 mL 5%三氯乙酸(TCA )和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 5% TCA 洗研钵→ 5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。
测定:上清液各0.8 mL (空白用5% TCA 代替) → 分别加入0.8 mL 0.15 M NaH2PO4 (pH=7.4) 和蒸馏水→ 摇匀 → 分别加入 0.8 mL 5% TCA 、44%磷酸和4%联吡啶 → 摇匀 → 加入3%FeCl3 0.8 mL → 37 ℃ 15 min → 测定A525。
计算:ε525=16.5 mM -1㎝-13、结果与分析3.1、种子生命力(发芽率)的快速测定用总显V V V W L A ⨯⨯⨯⨯ε412GSH content = (μmol.g -1FW) 用总显V V V W L A ⨯⨯⨯⨯ε525ASA content = (μmol.g -1FW)小麦的种子经过曙红染色,不具有生命力的由无色变为红色。
其中50粒小麦种子中,6粒被染成红色,由此可以计算出发芽率:种子发芽率=有生命的种子/测试种子数X100﹪种子发芽率=44/50X100﹪=88﹪小麦的种子经过TTC染色,具有生命力的由无色变为红色。
其中50粒小麦种子中,28粒被染成红色,由此可以计算出发芽率:种子发芽率=有生命的种子/测试种子数X﹪种子发芽率=28/50X100﹪=56﹪数据分析:相同的小麦种子在曙红染色和TTC染色所测定的种子发芽率分别为88%和56%,差异较大。
分析其原因主要有两个发面,一个原因是曙红染液滴加的过少,以至部分不具有生命力的小麦种子着色较浅;另一个原因是曙红染色时间过短,部分不具生命力的小麦种子着色较浅,从而影响实验的数据结果。
3.2、逆境胁迫和脯氨酸(Pro)的积累及测定在酸性条件下,脯氨酸和茚三酮发生反应生成红色化合物,此化合物在520nm处有较高吸收峰。
数据如下:小麦在干旱胁迫下和正常环境下脯氨酸的含量比较OD520 (mol.g-1FW)对照组0.094 0.290实验组 1.223 3.775由上图表可知:通过对照组与实验组小麦叶片中脯氨酸含量的对比,实验组小麦叶片脯氨酸含量远远高于对照组小麦叶片脯氨酸含量。
实验研究表明:表明小麦幼苗经过干旱胁迫下,植物体通过蛋白质的降解、从头合成和降低脯氨酸脱氢酶活性等途径合成脯氨酸,导致脯氨酸(Pro)的大量积累。
游离脯氨酸可能作为一种调节或者是信号分子来激活很多反应以适应逆境过程【7】。
脯氨酸也是植物遇到逆境的一种可靠的指示器【8】。
脯氨酸的积累还与自由基的非酶清除有一定的相关性,Alia等【9】。
发现离体线粒体中,脯氨酸可减少高光强诱导下自由基的产生。
在向日葵上的研究表明,干旱胁迫下各品种的脯氨酸含量均显著高于对照。
本试验结果与此研究结果相符。