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1、生物专业植物生理实验论文低温胁迫对菠菜叶片抗寒性的影响颖低温胁迫对菠菜叶片抗寒性的影响王新颖王文岩(东北农业大学、农学院、哈尔滨市、150030)【摘要】:植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正常的情况下,细胞膜对物质具有选择性能力。植物组织受到逆境伤害时,由于膜的功能受损或结构破坏,而使其透性增大,细胞内的盐类或有机物将有不同程度渗出,从而引起组织浸泡液电导率发生变化,通过测定外渗液电导率的变化,就可以反映出质膜的受害程度和所测材料抗逆性的大小。伤害越重,外渗越多,电导率的增加也越大;在过氧化物酶催化下,过氧化氢将愈创木酚氧化成棕褐
2、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。过氧化物酶活性以每毫克蛋白质每分钟内的活性单位来表示。本次实验主要是通过菠菜在低温胁迫条件下,细胞膜遭到破坏,膜透性增大,通过实验使我们了解低温胁迫对菠菜叶片抗寒性的影响。【关键词】:菠菜、低温、抗逆性、外渗电导率、过氧化物酶活性0前言菠菜Spinach是人们经常食用的主要蔬菜。它属于藜科菠菜属的1、2a生草本植物。在华北的大部分地区,耐寒性较强的尖叶菠菜可以安全越冬,因此了解低温胁迫对菠菜的生理影响,探索菠菜的抗寒生理机制,对于通过基因工程手段提高冷敏感植
3、物的抗寒能力,选育抗寒性强的品种及其栽培管理都有重要的意义。为此,研究了菠菜在秋、冬季节随着温度的降低,叶片与根的可溶性糖、游离脯氨酸Pro、丙二醛MDA的含量、超氧化物歧化酶SOD的活性,以期了解菠菜在自然环境低温的冷驯化过程中,这些抗性指标的变化及其与抗寒性之间的关系。[1]虽然植物本身具有一定的抗寒性,可是不同植物种类和品种有不同的抗寒性,不同器官的抗寒性也不一样。植物抗寒性也能通过一些途径提高,这对于避免和减少寒害损失有重要意义。近年来,许多植物的抗寒性研究取得了可喜的进展,主要就抗寒性的生理基础,提高植物抗寒能力的研究以及抗寒育种途径等方面进行阐
4、述[2]。近20年来,分子生物学的迅猛发展,对于揭示植物抗寒机理和提高抗寒力方面起了重要的作用。但总体来说,利用分子生物学技术进行植物抗寒性研究还比较薄弱,有许多急待解决的问题。[3]首先体现在植物的抗寒分子机理特别是信号转导及调控基因的表达,抗冻蛋白的结构特征和生理功能研究得不够深入,还处于开始阶段,而抗寒分子机理研究影响着抗寒基因工程的应用。[4]抗寒基因工程大多是围绕着单个基因研究,而植物的抗寒性是多基因控制的,应该结合多个相关基因进行系统的研究。[5]目前植物的抗寒性研究大多集中在作物、果树、蔬菜上,对于园林观赏植物研究得较少。而现在人们对于热带亚
5、热带观赏植物的需求快速增长,这些植物恰恰由于地域气候的限制并不耐低温,因此观赏植物的抗寒性机理研究,以及如何提高观赏植物抗寒力将是今后重要的研究方向[6]。1材料与方法1.1材料菠菜(Spinach)、市售1.2方法(一)外渗电导率的测定1、取菠菜叶片打孔40片,分成4份,至于4个小烧杯中。2、将两个烧杯中的叶片放入冰箱中冷处理10min。3、取蒸馏水10ml测定电导率(S0)。4、将处理的和未处理的4份叶片分别放入注射器中,吸收10ml蒸馏水,堵住注射器口进行抽气至叶片全部沉入水中。5、将注射器内的蒸馏水和叶片倒入洁净烧杯中,再加入10ml蒸馏水,摇匀后
6、测定电导(St1)。6、测定后,将烧杯中的液体煮沸,冷却至室温,测电导(St2)。过氧化物酶活性的测定取0.5g叶片、加入少量磷酸缓冲液研磨至匀浆,转入离心管中,4000r、离心10min,然后取上清液定容至10ml,备用。测定样品对照pH5.5、0.05molPBSml2.82.80.05M愈创木酚溶液(ml)1.01.02%H2O2ml1.01.0酶液(ml)0.20.22%三氯乙酸(ml)??2.03、470nm波长下测定吸光度,每隔30s记录数值;4、根据测量数据制作制作吸光度时间曲线。1.3生理指标的测定方法过氧化物酶活性的测定:愈创木酚法[7]
7、过氧化物酶是植物体内普遍存在的,活力较高的一种酶,它与呼吸作用、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,它的活力不断发生变化,因此测量这种酶,可以反映某一时期植物体内代谢的变化。在H2O2存在的条件下,过氧化物酶能使愈创木酚氧化,生成茶褐色的4-邻甲基苯酚,该物质在470nm处有最大吸收峰,可用分光光度计测量470nm的吸光度的变化,从而测定过氧化物酶的活力。ΔOD470越大,说明过氧化物酶活力越高,反之亦然,故可通过测470nm处的吸光度变化来测定过氧化物酶的活性[5]外渗电导率的测定:DDS-307电导率仪法[8]植物在遭受低温胁
8、迫后,细胞膜遭到破坏,膜透性增大,从而使细胞内的电解质外渗,以致植