小麦的水分生理与逆境生理

1、小麦的水分生理与逆境生理学院:农学院班级：种子科学与工程1001班姓名：李娜学号：A01100187东农业大学小麦的水分生理与逆境生理【摘要】水是生命的源泉，是植物生活环境中最重要的条件之一。植物正常的生命活动就是建立在对水分不断地吸收、运输、利用和散失。而植物根系是吸收水分的主要器官，且根系是吸收营养物质、合成及储藏的器官，所以根的生长情况及其活力水平直接影响地上的营养状况及产量水平。然而植物生长的环境并非总是适宜的，自然界中，由于不同地理位置和气候条件以及人类活动等多方面因素，造成了各种不良环境，超出了植物正常生长、发育所能承受的范围，致使植物受到伤害甚至死亡。因此，加强植物抗性生理的研究

2、，探明植物在不良环境下的生命活、活动规律并加以人工调控，对于夺取农业高产稳产就有重要意义。实验室常用TTC法测定植物根系活力，电导法测定植物抗逆性及愈创木酚法对过氧化氢活力酶的测定等。【关键词】小麦、根系活力、膜选择透性、 抗逆性、过氧化物酶活力、愈创木酚法【前言】小麦是世界范围内广泛种植的禾本科植物。是世界上产量第二的粮食作物。小麦作为一种温带长日照植物广泛分布在我国大部分地区。几乎所有冬小麦种植区都有冷害和冻害发生,成为小麦生产上最大的自然灾害之一。低温伤害是农业生产中一种常见的自然灾害,也是西北农作物区域性分布和季节性生长的限定因素。因而农作物抗寒性是选育作物抗逆品种的一个重要生理指标。

3、为了培育出可以抵御寒冷环境的优质小麦品种，我们对小麦的抗寒性进行了研究。我们运用了电导法和愈创木酚法对小麦抗寒性进行测定。植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢其中重要的作用。植物受到逆境影响时，细胞膜通透性增大，细胞内电解质外渗，细胞电导率增大。在存在的条件下，过氧化物能使愈创木酚氧化生成茶褐色的4邻甲基苯酚该物质在470nm处有最大吸收峰值，通过测定其吸光度可以测定过氧化物酶的活力。从而研究植物的抗寒性。对大量农作物的研究表明,一些农作物在低温锻炼过程中,细胞质膜透性、膜保护酶活性和抗氧化剂、蛋白质、碳水化合物、核酸和脂类等代谢物质会发生多种多样的生物化学变化。这些物质参与抗寒的生理过程

4、,在寒冷环境下都具有保护作用,与提高植物的抗寒性密切相关。当冬小麦受到低温胁迫后，细胞膜( 质膜，叶绿体膜以及其他细胞器膜) 发生相变，从液晶状态变为凝胶状态，严重破坏膜的结构，膜透性增大，从而冬小麦叶片细胞膜透性与田间冻害调查的相关性分使细胞内的电解质外渗，以致冬小麦细胞浸提液的电导率增大。低温直接损伤膜结构已被大量的研究结果所证实，冬小麦在低温锻炼后抗寒力的增强，正是由于这种低温锻炼提高了膜的冷稳定性，所以提高膜的冷稳定性是增强冬小麦抗寒性的方法。材料与方法：材料：小麦根系1. 植物根系活力TTC法1、 绘制标准曲线配制0.1%TTC母液（1000微克/每毫升），取10毫升容量瓶5个，用微

5、量注射器或移液管分别加入0.1%TTC溶液50、100、150、200、250微升，再往每个容量瓶中加少许连二亚硫酸钠（保险粉），加蒸馏水定容摇匀，配成每毫升含TTC5.0、10、15、20、250微克/每毫升的标准溶液，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。2、取样反应（1）实验组：称取根尖样品0.3g于三角瓶中，加0.4%TTC溶液和磷酸缓冲溶液各5ml,于三角瓶中保温（37 1h）,加2ml1M硫酸终止反应。（2）空白组：0.3g根尖样品，先加2ml1M硫酸，再加0.4%TTC溶液和磷酸缓冲溶液各5ml,于三角瓶中保温（37 1h）。（3）测定 分别取出根系吸干水后加3ml乙酸乙酯

6、和少量石英砂研磨，过滤，用少量乙酸乙酯洗涤残渣2-3次，过滤，用乙酸乙酯定容10ml,取红色上清液在485nm比色，以空白作对照，记录吸光值，查标准曲线求出TTC还原量。2. 植物抗逆性电导法（1）实验组：称取一定部位上生长叶龄相似叶片0.5g（或打孔20片）于小烧杯中，一份做20低温处理15分钟，处理后蒸馏水冲洗，擦干，剪成1小段的，加20ml蒸馏水，用注射抽气使叶片下沉，浸泡10分钟（期间要多次摇动），测电导率（）用微波炉煮沸，测电导率（2）空白组：称取一定部位上生长叶龄相似叶片0.5g（或打孔20片）于小烧杯中，一份在室温下作对照，处理后蒸馏水冲洗，擦干，剪成1小段的，加20ml蒸馏水，

7、用注射抽气使叶片下沉，浸泡10分钟（期间要多次摇动），测电导率（）用微波炉煮沸，测电导率（）（3）测空白蒸馏水3过氧化物酶愈创木酚氧化法（1） 酶液的制备称取0.5g叶片剪碎，放入研钵中加适量的磷酸缓冲液（PH=5.5）研磨成匀浆，将匀浆全部转入离心管中4000rpm，离心10分钟，取上清液定容至10ml。（2） 过氧化物酶活性测定酶活性测定的反应体系包括2.9ml 0.05mol磷酸缓冲液1.0ml 2%、1.0ml0.05mol愈创木酚和0.01ml 酶液，用加热煮沸5分钟后的酶液作对照。反应体系加入酶液后，立即于37水浴中保温15分钟，并加入2.0ml20%的三氯乙酸，终止反应，然后于4

8、70nm波长下测定吸光值。结果与分析：1、 TTC法将结果带入公式进行计算TTC还原强度（ug/g.h）=TTC还原量（ug）根重（g）时间（h）对照值实验值1实验值2实验组均值OD490值0.0000.0250.0310.028查标准曲线得相应TTC含量为9.2 ug/ ml脱氢酶的活力ugTTC/(g.h)=PV/(mt)=408.9结论：TTC还原量能表示脱氢酶的活力，并作为根系活力的指标，样品OD值越大，还原量越大，其脱氢酶活性越强，根活力也就越强。2、电导法将结果带入公式进行计算相对电导率L=（）（）伤害率（%）=（）*(1)常温=52.3 =35720下处理=85.2 =452 =

9、4.5=18.0%=13.6%伤害率（%）=5.1%结论：植物组织受到寒害时，细胞膜通透性增大，细胞内无机盐等外渗，从而使组织浸泡液电导率发生变化。伤害越大，外渗越多，电导率越大。由此可用电导率的大小比较作物间抗逆性的强弱。3、1以每分钟内变化0.01为1个过氧化物酶活性单位（u）:过氧化物酶活性=(*)/(0.01*W*t) 常温-20A4700.3820.1430.3880140 平均值0.3850.141常温 过氧化物酶的活性=(0.385*10)/(0.01*0.5*0.1*15)= 513u-20 过氧化物酶的活性=(0.141*10)/(0.01*0.5*0.1*15)= 188u

10、2讨论：（1）测量各组叶片电导率计算伤害了率，大体相似，却不尽相同，造成伤害率不同的原因是因为抽气前损伤到叶片，影响测量结果不相同。所以所取叶片尽量一致，不要弄伤叶片。（2）实验所使用的试剂和用具必须绝对洁净，不要用手接触叶片，会对实验结果产生干扰。使实验准确度降低。（3）实验过程中避免各种试剂污染，影响实验效果。（4）在过氧化物酶催化下，过氧化氢将愈创木酚氧化成棕褐色产物，此产物在470nm处有最大吸收峰值，故可通过测470nm下的吸光值变化测定过氧化物酶的活性。分光度度值越大，酶活性越强。（5）冷却时间要充分，否则容易导致酶活性没有充分失活或钝化，从而常温与冷冻条件下过氧化氢酶活性相差较小，误差较大。（6）磷酸缓冲液模仿细胞内PH环境，保持酶活性，使酶促反应顺利进行。总结:根系作为植物的主要