专题3植物逆境胁迫时生理特征的变化植物的抗旱性是植物在干旱

专题3、植物逆境胁迫时生理特征的变化植物的抗旱性是植物在干旱环境中生长、繁殖或生存,以及在干旱解除后迅速恢复生长的能力。通过从生理角度对植物抗旱性比较可以为抗旱育种与栽培生产提供参考一定程度上的参考。近年来，气候全球性恶化所引发干旱的周期越来越短, 程度越来越重。对粮食生产构成了严重的威胁。我国是水资源十分短缺的国家之一，干旱缺水地区面积占全国国土面积52%，受旱面积达200～270 万公顷, 其中完全没有灌溉条件的旱耕地有4133.3万公顷，仅靠改进耕作栽培技术，是不太现实的，那就让我们必须从作物上来解决这个问题。一是直接提高作物产量的遗传潜力；另一方面是改良各种非生物和生物胁迫因素的抗逆性，比起前者，后者的潜力和可行性受到广泛的关注和重视。玉米和高粱是我国北方的主要耕种作物，其在畜牧业、工业上也发挥了重要的作用,因此本实验想通过对它们的生理抗旱性测试比较，来更好地指导农业生产，保证国家粮食安全。

实验目的：

1、研究不同种类逆境对不同种类植物的影响；

2、研究不同种类植物对不同逆境的应激性和适应能力程度。

实验原理：

在自然界中，植物并不是总是生长在适宜的条件下，经常会遇到不利于植物生存和生长的环境条件，凡是对植物生存与生长不利的环境因子，总称为逆境（stress environment）。逆境有自然的、人为的、化学的、物理的和生物的，例如大气污染、盐碱、低温、干旱和病虫害等。任何一种使植物内部产生潜在有害变化的环境因子，称为胁迫（stress）；植物受到胁迫而发生的相应变化称为胁变（strain）。胁变有两种，胁迫解除后可恢复正常的胁变称为弹性胁变（elastic strain）即可逆伤害；胁迫解除后不能恢复正常的胁变称为塑性胁变(plastic strain)，实际上是不可逆伤害，然而在一定范围内植物对塑性胁变是可以忍受，但超过一定范围，植物将会死亡。植物对各种不利的环境因子都具有一定的抵抗或忍耐能力，这种能力称为抗逆性（stress resistance）,简称抗性。抗性是植物对环境的适应性反应，是一种遗传特性，是在不良环境（特指逆境）条件下逐步形成的，这种抗逆遗传特性在特定不良环境诱导下，植物逐步获得的过程，称为抗性锻炼。植物可能通过抗性锻炼提高抗逆性。植物对逆境的抵抗主要有两种方式，避（逆）性和耐（逆）性。避逆性（stress avoidance，有人译为御逆性），目前还没有比较好的定义，它的有实际含义是植物通过物理障碍或生理生化途径完全排除或部分排除逆境对植物体产生的直接有害效应来抵抗逆境的方式。耐逆性

（stress tolerance）是指植物虽然经受逆境的直接效应，但可通过代谢反应阻止，降低或修复逆境效应造成的损害，来抵抗逆境的方式，这种抗逆性是在保持正常或较正常的生理活动条件下的抗逆性。

实验材料

1、材料

从附中校园采集肥沃土壤，与购买的有机土壤混匀后，分别向每个花钵中加入一定量的土壤，然后每个花钵中播种2-3粒植物种子（小麦、玉米、蚕豆等由各个实验小组自己决定），播种后喷洒营养液，并将花钵置于恒温光照培养箱（光照度60，12h；黑暗8h）中，定期喷洒营养液。

2、处理方法

当幼苗长至10cm高度时，停止营养液喷洒，对幼苗进行相应的逆境处理。如干旱处理方法：采用5%、10%、15%、20%PEG6000处理，模拟水分胁迫，48h后开始实验。

3、指标的测定

1、质膜透性；

2、叶绿素含量测定；

3、MDA含量测定；

4、pro含量测定；

5、POD酶活性的测定

1.3 实验方法

质膜透性的测定参考附一

叶绿素含量测定参考附二

MDA含量测定参考附三

pro含量测定参考附四

POD酶活性的测定参考附五

附一、植物细胞质膜透性的测定

实验目的

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。

实验原理

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、O3）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。

实验材料、仪器设备

1.材料：植物叶片。

2.仪器设备：电导仪；电子天平；冰箱；真空泵；真空干燥器；恒温培养箱；电炉；50ml 烧杯；50ml量筒；小镊子；纱布；表皿；滤纸条；镜头纸；剪刀；玻棒；胶头滴管；瓷盘。实验步骤

1.清洗用具

所用玻璃用具均需先用洗衣粉清洗，然后用自来水、蒸馏水洗3次，干燥后备用。

2.实验材料的准备及处理

选取叶龄相似的植物叶片，剪下后用湿布包住。实验时用自来水将供试叶片冲洗，除去表面沾污物，再用蒸馏水冲洗1～2次，用干净纱布轻轻吸干叶片表面水分，然后剪成约1cm2的小叶片（或用直径为1的打孔器钻取小园片），注意除掉大叶脉。将剪下的小叶片混合均匀，快速称取鲜样三份，每份1g，分别放入编号为A、B、C的三个烧杯中。作如下处理：A杯放入冰箱0℃以下作低温处理，处理15～30min后取出（供试叶片也可以在实验前低温处理好待用，处理温度及时间依不同植物叶片耐寒性而定），加入蒸馏水50ml。

B杯常温处理，加入蒸馏水50ml。

将A、B二杯放入真空干燥器，用真空泵抽气20—30min（以抽出细胞间隙中的空气），然后缓缓放入空气，从真空干燥器中取出A、B杯。

C杯加入蒸馏水50ml，称重，盖上表皿，置于电炉上煮沸10～15min（煮沸时间依不同植物叶片而定），冷却后再称重并加蒸馏水至原重量，继续浸泡叶片。

将A、B、C三杯放置室温下浸提1 h左右（经常摇动，以有利电解质外渗）。然后将叶片从杯中夹出进行下一步测定。