1. 研究目的与意义
土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和生态问题。我国是盐碱地大国,面积排在世界第三。我国盐碱地主要分布于西北、华北、东北和滨海地区,盐碱荒地和影响耕地总面积超过5亿亩,其中具有农业发展潜力的占中国耕地总面积10%以上。
因此,研究盐碱胁迫下植物的抗性响应,开发与利用这些盐碱地进行作物种植对于改善我国生态环境,促进我国农业的可持续发展具有十分重要意义。
水杨酸作为一类新型植物生长调节物质,可以由植物自身合成,合成量较低,在植物开花、侧芽萌发、性别分化等生长发育过程中起非常重要调节作用。且在诱导植物对低温、重金属、干旱和盐碱等非生物胁迫中产生一定抗性。
2. 研究内容和预期目标
土壤中过量的盐碱会导致土壤物理和化学性质的改变,进而使大部分农作物生长环境受到影响。在盐碱胁迫下,由 于细胞内na 大量积累,使植物体内活性氧清除系统受到破坏,影响了超氧化物歧化酶(sos)、过氧化氢酶(cat)、过氧化物酶(pod)等对活性氧产生与清除的平衡关系。使得活性氧含量增加,活性氧清除系统不能及时清除过氧化氢,或氧化氢首先攻击膜系统,启动膜脂过氧化,破环膜结构,使植物生长缓慢,抑制代谢反应,严重时可能出现死亡。
通过模拟土壤盐碱条件,选择大麦作为实验对象,用不同浓度盐、碱和水杨酸处理,通过特定的实验方法,测定大麦幼苗的逆境指标:mda含量、sod活性、和游离脯氨酸含量以及能体现大麦生长状态的根长,芽长等数据,研究不同浓度盐和碱对大麦幼苗逆境指标的影响。
作为外源物质的水杨酸,参与植物逆境胁迫主要通过增加植物含水量,增强植物细胞膜稳定性等来提高植物对盐碱的耐受能力。在胁迫条件下,施加外源水杨酸能增加相关抗氧化酶的活性,有效缓解盐碱对大麦的伤害,缓解大麦在盐碱下所遭受的氧化伤害,提高其抗盐碱性,增加盐碱地种植作物的可行性。
3. 研究的方法与步骤
组别 | 处理方式 |
对照组(CK) | 蒸馏水 |
第二组 | 40mmol·L-1盐碱 |
第三组 | 0.05mmol·L-1 SAⅠ |
第四组 | 盐碱 SAⅠ |
第五组 | 0.1mmol·L-1 SAⅡ |
第六组 | 盐碱 SAⅡ |
第七组 | 0.15mmol·L-1SAⅢ |
第八组 | 盐碱 SAⅢ |
上表是本实验大麦处理的方式,首先用20、40、60mmol/L的盐碱溶液培养大麦种子,每组设三次重复,三天后测大麦种子的发芽率与发芽势。十天左右测大麦组织SOG活性以及丙二醛含量。
SOD活性测试:
原理及方法:SOD有保护生物体免受活性氧伤害能力,依据超氧化物歧化酶抑制氮蓝四唑(NBT)在光下的还原作用来确定酶活性大小。在有可被氧化物质存在下,核黄素可被光还原,被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产生,可将氮蓝四唑还原为蓝色化合物,该化合物在560nm处有最大吸收,而SOD可清除从而抑制蓝色化合物的形成。因此光还原反应后,反应液蓝色愈深说明酶活性愈低,反之酶活性愈高。
仪器设备:分光光度计;恒温水浴锅;离心机;研钵;容量瓶;移液管;试管;EP管;胶头滴管;洗耳球;比色皿;移液枪;玻璃棒;石英砂;恒温水浴锅
实验步骤:①酶液提取:取组织0.5g于预冷的砚体中,加1ml0.05mol/L磷酸缓冲液(PH:7.8)在冰浴下研磨成浆,加缓冲液使终体积为5ml。取2~3ml于10000rpm下离心10min,上清液即为SOD粗提液。 ②显色反应:取5ml试管7支,3支试管为测定管,另4支为对照管,加入下列各种溶液,1.5ml 0.05mol/L磷酸缓冲液、0.3ml 130mmol/L Met溶液、0.3ml 750μmol/L NBT 溶液、0.3ml 100μmol/L EDTA-Na、0.3ml 20μmol/L 核黄素、0.1ml 酶液、0.2ml 蒸馏水溶液,总体积为3.0ml。混匀后将1支对照管置于暗处,其他各管置于4000lx日光灯下反应20min,各管受光情况一致。
③蛋白浓度的计算:蛋白浓度=(c*v)/(a*w)
c:通过标准曲线查得的每管中蛋白含量(mg) v:样液体积(ml)
a:测定时提取样液体积用量 w:样重(g)
④SOD活性与计算:至反应结束,以不照光的对照管作空白,在560nm下分别测定其他各管的光密度值,SOD活性单位以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活性单位表示。按下式计算,SOD总活性=【(A-B)*v】/(A*0.5*W*a)
A:不照光对照管的光密度值 B :样品管光密度值
v:样液总体积(ml) a:测定时样品用量 W:样重(g)
MDA含量测定:
实验步骤:①MDA的提取:取经过处理的材料1g将其剪碎,加入10%三氯乙酸(TCA)2mL和少量石英砂,研磨,进一步加入8mLTCA充分研磨,匀浆液以4000离心10min,上清液即为样品提取液。
②显色反应及测定:吸取2mL提取液,加入2mL0.6%TBA液,混匀,在试管上加盖塞,置于沸水浴中沸煮15min,迅速冷却,离心。取上清液测定532nm和450nm处的OD值,对照管以2mL水代替提取液。
③根据公式计算:
C1/(mmol/L)=11.71OD450
C2/(μmol/L)=6.45OD532-0.56OD450
C1为可溶性糖的浓度;C2为MDA的浓度。
4. 参考文献
[1] 黄希莲,陈菊.水杨酸对盐胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长影响[j].黔南民族师范学院学报.2012,(2):116-119
[2] 邵长安,闫志坚,白健慧.外源水杨酸对盐碱胁迫下燕麦抗氧化酶活性的影响[j].北方农业学报,2019,47(1):13-17
[3] 赵世杰,许长成,邹琦. 植物组织中丙二醛测定方法的改进[j].植物生理学通信,1994,30(3):207-210
5. 计划与进度安排
合理安排实验进度:
1.2022-2022-1学期
(1)17-19周:确定选题,查阅相关文献资料;
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