1、河西學(xué)院NaHCO3脅迫條件下，對玉米幼苗生長及生理生化指標影響 學(xué)院：農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 專業(yè)：農(nóng)學(xué) 班級:農(nóng)學(xué)121班 姓名：郭建瑾 學(xué)號：1251506108 指導(dǎo)教師：張春燕 時間:2014年6月26日NaHCO3脅迫條件下，對玉米幼苗生長及生理生化指標影響郭建瑾（河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 733400）摘要: 目的：研究玉米幼苗對鹽脅迫的生理生化指標的影響，以探索玉米的耐鹽機制。方法：用吉祥1號種類的玉米幼苗為試材，采用室內(nèi)營養(yǎng)液培養(yǎng)，當(dāng)植株具有45片真葉時進行0.025mol/L和0.05mol/L NaHCO3脅迫處理,測定NaHCO3對玉米植物的生理生長指標如細胞膜透性，游離

2、脯氨酸含量，MDA含量，過氧化物酶活性的影響。結(jié)果 與營養(yǎng)液處理的幼苗相比，0.05mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）,0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）。營養(yǎng)液處理幼苗細胞過氧化物酶活性增大極顯著（P<0.01）,0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗過氧化物酶活性增大極顯著（P<0.01）。與完全營養(yǎng)液處理的幼苗相比，0.005mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）,0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01

3、）。0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞內(nèi)脯氨酸含量增大極顯著（P<0.01），營養(yǎng)液處理幼苗細胞內(nèi)脯氨酸含量增大極顯著（P<0.01）。關(guān)鍵詞:NaHCO3；玉米幼苗；細胞膜透性；游離脯氨酸含量；MDA含量；過氧化物酶活性NaHCO3 stress conditions, the impact on corn seedling growth and physiological and biochemical indexAbstract: objective : to study the physiological and biochemical characteris

4、tics of maize seedlings to salt stress, to explore the salt tolerance mechanism of maize. methods : with auspicious 1 species of maize seedlings as test materials, adopting indoor hydroponic, when the plants have 4, 5 true leaf to 0.025 mol/L and 0.05 mol/L NaHCO3 stress treatment, determination of

5、NaHCO3 on maize plant physiological growth indexes such as the cell membrane permeability, free proline content, MDA content and peroxidase activity. results (1) compared with the nutrient solution treated seedlings, 0.05 mol/LNaHCO3 treated seedlings cell permeability increased significantly (P <

6、; 0.01), 0.025 mol/LNaHCO3 treated seedlings cell permeability increased significantly (P < 0.01). (2) the nutrient solution processing seedlings increased cell peroxidase activity significantly (P < 0.01), 0.025 mol/LNaHCO3 treated seedlings peroxidase (pod) activity increased significantly (

7、P < 0.01). (3) compared with the complete nutrient solution treated seedlings, 0.005 mol/LNaHCO3 treated seedlings cell permeability increased significantly (P < 0.01)引言：土壤的鹽堿化問題嚴重制約了植物的生長、發(fā)育與繁殖。種子萌發(fā)和幼苗生長階段是一個植物種群能否在鹽堿等不利環(huán)境下定植最關(guān)鍵的時期,對于大多數(shù)植物來說,種子萌發(fā)期往往抗逆性很強,而幼苗生長階段則十分脆弱,所以種子的萌發(fā)并不意味著獨立的成苗。為此,本文以玉

8、米為研究對象,主要探討種子萌發(fā)期和幼苗生長初期對鹽脅迫的耐受性差異和對鹽脅迫的生理響應(yīng)。1. 材料與方法：1.1藥品與設(shè)備：（1）設(shè)備：電導(dǎo)儀；電子秤；真空泵；電爐；燒杯；試管；分光光度計；冷凍離心機；水浴鍋；天平；研缽； 離心管；鑷子；移液管；漏斗；容量瓶。（2）藥品：20mmol/L磷酸二氫鉀；0.05mol/L pH7.8磷酸鈉緩沖液 ；5三氯乙酸溶液；0.5的TBA溶液；100ug/ml脯氨酸溶液；2.5% 酸性茚三酮；3磺基水楊酸溶液；冰醋酸1.2實驗材料的培養(yǎng)與處理：以吉祥一號玉米種作為研究對象，將玉米幼苗在光照充足，溫度為1725條件的實驗室內(nèi)用穴盤育苗法培養(yǎng)。用完全營養(yǎng)液進行培

9、養(yǎng)，如圖16， 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 圖6圖1 為玉米種子剛剛萌發(fā)。圖2 為種子萌發(fā)一天后的生長情況。圖3 為種子萌發(fā)3天后的生長狀況。圖4 為玉米已有3片真葉時清晨吐水的現(xiàn)象。圖5 為玉米已有34片真葉時的發(fā)育狀況。圖6 為穴盤內(nèi)部分幼苗的整體發(fā)育狀況。當(dāng)植株具有45片真葉時進行NaHCO3脅迫處理： 0.025mol/LNaHCO3 0.05mol/L NaHCO3 完全培養(yǎng)液作對照處理，每種處理方法用5個穴，每個穴有4株幼苗，脅迫處理8天。1.2實驗方法:1.2.1 植物細胞膜透性的測定分別取0.025mol/L和0.05mol/L NaHCO3處理的幼苗葉片各0.2g,完全營養(yǎng)

10、液培養(yǎng)下的幼苗各0.2g(2份) 分別放入4只試管中。試管號1(完全營養(yǎng)液組)2（完全營養(yǎng)液組）3（處理1）4（處理2）蒸餾水（ml）10101010稱重，管口封上保鮮膜于沸水浴中煮沸10分鐘，取出稱其重量，加蒸餾水回復(fù)其原重量。真空干燥器中用真空泵抽氣20-30分鐘，以抽出細胞間隙中的空氣，然后緩慢放入空氣，從真空干燥器中取出試管。室溫下浸提1h左右，期間經(jīng)常搖動，以有利于電解質(zhì)外滲。1.2.2過氧化物酶活性測定稱取0.025mol/L和0.05mol/L NaHCO3處理的幼苗葉片和對照組各1g,加5ml 20mmol/L 磷酸二氫鉀,在研缽中研磨成勻漿，以4000r/min離心15min

11、,收集上清液保存在冷處，殘渣再用5ml 磷酸二氫鉀溶液提取一次，合并兩次上清液。取光徑1cm比色杯2只，于1只中加入反應(yīng)混合液3ml, 20mmol/L 磷酸二氫鉀1ml,作為較零對照，另一只中加入反應(yīng)混合液3ml,上述酶液1ml(如酶活性過高，可是當(dāng)稀釋)，立即開始秒表計時，于分光光度計470nm波長下測量OD值，每隔1分鐘讀數(shù)一次。1.2.3 植物組織MDA含量測定取3種樣品0.5g（W），加入2ml預(yù)冷的0.05mol/L pH7.8的磷酸緩沖液，冰浴研磨成勻漿，轉(zhuǎn)移到5ml刻度離心試管，將研缽用緩沖液洗凈，清洗液也移入離心管中，最后用緩沖液定容至5ml。4500rpm，4度，離心10m

12、in，上清液即為MDA提取液，測量提取液的體積（V）。吸2ml（V2）的提取液于刻度試管中（空白為2ml緩沖液），加入3ml 0.5的TBA溶液，將試管放入沸水浴中煮沸10 min（自試管內(nèi)溶液中出現(xiàn)小氣泡開始計時）。到時間后，立即將試管取出并放入冰浴中。4500rpm，4度，離心10min，取上清液并量其體積（V1）。上清液于532nm、600nm波長下測定吸光度。1.2.4 植物體內(nèi)游離脯氨酸的測定1.2.4.1標準曲線制作(1)用100ug/mL脯氨酸配制成0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10ug/mL的標準溶液。(2) 取標準溶液各2ml,加2ml 3磺基水楊酸、2ml冰醋酸和

13、4ml 2.5%酸性茚三酮試劑于具塞試管中，置沸水浴中顯色1h,冷卻后加入4ml甲苯，蓋好蓋子于旋渦混合儀上振蕩0.5min,靜置分層，吸取紅色甲苯相，以0號管為對照在波長520nm處測定OD值，以O(shè)D值為縱坐標，脯氨酸質(zhì)量濃度為橫坐標繪制標準曲線，求線性回歸方程。1.2.4.2樣品測定稱取植物葉片0.5g, 剪成小碎片，加入5ml 3磺基水楊酸5ml于試管中，在沸水浴中提取10min,冷卻，取上清液待測。取2ml上清液，分別加入2ml蒸餾水，2 ml冰醋酸和4ml 2.5% 酸性茚三酮，與上述制作標準曲線一樣進行顯色、萃取和比色，最后從標準曲線查得脯氨酸含量。1.2.5數(shù)據(jù)分析與處理：實驗數(shù)

14、據(jù)用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析處理，結(jié)果以平均值±標準差(Mean±SD)表示，P<0.05表示顯著差異，P<0.01差異極顯著。采用單因素分析法。結(jié)果2.1植物細胞膜透性的測定：分組電解質(zhì)的相對外滲率（）（完全營養(yǎng)液，抽真空）38.80.025mol/LNaHCO3處理43.9*0.025mol/LNaHCO3處理51.96*P<0.05,*P<0.01表1 幼苗在0.025mol/L和0.05mol/LNaHCO3處理下的透性Table 1 Seedlings in 0.025 mol/L and 0.05 mol/LNaHCO3 pe

15、rmeability under processing*P<0.05,*P<0.01圖1 幼苗在0.025mol/L和0.05mol/LNaHCO3處理下的透性Fig 1 Seedlings in 0.025 mol/L and 0.05 mol/LNaHCO3 permeability under processing由圖1表1可知：細胞膜透性：0.05mol/LNaHCO3處理>0.025mol/LNaHCO3處理>完全營養(yǎng)液，與營養(yǎng)液處理的幼苗相比，0.05mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）,0.025mol/LNaHCO3

16、處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）。2.2過氧化物酶活性測定重復(fù)組處理液123avgA470/（min. mg）0.025mol/LNaHCO30.5130.3770.2660.38530.36380.05mol/LNaHCO30.5140.4510.3930.45260.4214*營養(yǎng)液0.5860.4850.4200.4970.4632*P<0.05,*P<0.01表2 幼苗在0.025mol/L和0.05mol/LNaHCO3處理下的過氧化物酶活性Table 2 seedlings in 0.025 mol/L and 0.05 mol/LNaHCO3 tr

17、eatment of peroxidase activity*P<0.05,*P<0.01圖2 幼苗在0.025mol/L和0.05mol/LNaHCO3處理下的過氧化物酶活性Fig 2 seedlings in 0.025 mol/L and 0.05 mol/LNaHCO3 treatment of peroxidase activity由圖2表2可知：過氧化物酶活性：完全營養(yǎng)液處理>0.05mol/LNaHCO3處理>0.025mol/LNaHCO3處理。營養(yǎng)液處理幼苗細胞過氧化物酶活性增大極顯著（P<0.01）,0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗

18、過氧化物酶活性增大極顯著（P<0.01）。2.3 MDA測定：處理重復(fù)MDA含量（nmol·g-1） 0.05mol/LNaHCO3 1 0.5052 0.504 3 0.503平均 0.504* 0.025mol/LNaHCO31 0.5002 0.5003 0.501*平均 0.500 營養(yǎng)液1 0.4992 0.5023 0.501平均 0.501*P<0.05,*P<0.01圖3 幼苗在0.025mo

19、l/L和0.05mol/LNaHCO3處理下MDA含量Table 3 seedlings in 0.025 mol/L and 0.05 mol/LNaHCO3 MDA content under processing*P<0.05,*P<0.01表3 幼苗在0.025mol/L和0.025mol/LNaHCO3處理下MDA含量Fig 3 seedlings in 0.025 mol/L and 0.025 mol/LNaHCO3 MDA content under processing由圖3 表3得出：MDA含量：高濃度處理>低濃度處理>完全營養(yǎng)液,與完全營養(yǎng)液處理的

20、幼苗相比，0.005mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）,0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞透性增大極顯著（P<0.01）。2.4游離脯氨酸：*P<0.05,*P<0.01表3 幼苗在0.025mol/L和0.025mol/LNaHCO3處理下游離脯氨酸的含量Fig 3 seedlings in 0.025 mol/L and 0.025 mol/LNaHCO3 processing under the free proline content。由表3可以得出：植物體內(nèi)游離脯氨酸含量：低濃度處理>完全營養(yǎng)液處理>

21、高濃度處理。0.025mol/LNaHCO3處理過的幼苗細胞內(nèi)脯氨酸含量增大極顯著（P<0.01），營養(yǎng)液處理幼苗細胞內(nèi)脯氨酸含量增大極顯著（P<0.01）。3.討論：3.1植物細胞膜透性的測定：植物細胞的細胞質(zhì)由一層質(zhì)膜包圍著，這種質(zhì)膜具有選擇透性的獨特功能。；完全營養(yǎng)液處理；0.025mol/LNaHCO3處理；0.005mol/LNaHCO3處理的幼苗相對外滲率依次增大，透性依次增大，受害愈重，抗性愈弱。3.2過氧化物酶活性測定：過氧化物酶與呼吸作用，光合作用及生長素的氧化有密切關(guān)系，0.025mol/LNaHCO3處理；0.05mol/LNaHCO3處理；完全營養(yǎng)液處理的幼苗過氧化物酶活性依次增大。這可能是由于完全營養(yǎng)液的濃度和元素的配合更不利于植株的生長，而0.025mol/LNaHCO3處理相比完全營養(yǎng)液更適宜植株生長3.3 MDA測定：植物受到逆境脅迫或衰老時，體內(nèi)會發(fā)生一系列的生理變化，如活性氧代