茉莉酸对盐胁迫小麦生长的影响开题报告

 2022-02-20 19:37:26

1. 研究目的与意义

盐胁迫是影响作物生长的主要非生物因子之一,作物在土壤盐渍化严重的地区生长可能导致其产量下降甚至颗粒无收。目前我国的土壤盐渍化面积不断扩大,从而导致巨大的经济损失。在盐胁迫的影响下,植物体内会发生一系列生理生化反应,其中包括了离子平衡、水势、矿质营养、气孔状况和光合效率等的改变,利用外源物质提高幼苗抗盐性和改善植物光合效率已在许多植物上得到应用。

小麦是小麦属植物的统称,是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物。小麦是全世界三大谷物之一,在我国小麦的年产量已经超过1.2亿吨,是人们重要的食物来源。在小麦的生长过程中遭遇盐胁迫将严重影响小麦的产量。目前研究表明, 盐胁迫对生长的抑制与盐胁迫诱导植物产生大量活性氧(reactive oxygen species, ros)密切相关, 因为过量的ros可以与脂膜、细胞色素以及蛋白质等发生反应, 从而导致细胞膜系统被破坏, 蛋白质及核酸等生物大分子变性, 酶活性丧失, 新陈代谢严重受到干扰。降低ros过量累积对细胞膜的伤害, 从而缓减盐胁迫对植物的伤害。近年来发现多种外源化学物质能够诱导植物产生抗盐性,而其中就包括了茉莉酸甲酯。

茉莉酸 (jasmonic acid,ja),是一种广泛存在于植物界的化合物。研究结果表明,茉莉酸调控许多基因的表达,一部分基因与植物发育有关,其中包括了种子的萌发和生长。茉莉酸调控的另一部分基因与植物自身防御系统有关,其中就包括了植物的耐盐能力。因此,研究茉莉酸与小麦耐盐能力的关系,有助于采取相应的措施来减轻高盐对小麦生长的危害。

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2. 研究内容和预期目标

本研究实验材料为小麦种子和幼苗,通过分析外源JA处理后,种子萌发、植株生长形态参数及生理生化指标的变化,研究加入JA的盐胁迫下小麦的生长情况,明确JA对小麦耐盐性的影响。

通过本次实验,使我们能够简单了解适量的茉莉酸与小麦对不同浓度的盐胁迫之间的关系,从而为解决因土地盐渍化导致小麦产量减少提供新的解决办法。

3. 研究的方法与步骤

1.茉莉酸对盐胁迫小麦种子萌发的影响

将小麦种子用蒸馏水洗,选取籽粒饱满的小麦种子,以75%酒精表面消毒10min,试验共设6个处理:以蒸馏水作为对照组(CK),盐胁迫处理浓度分别设置为0,0.7%,1.0%,1.3%和1.6%(T1、T2、T3、T4、T5)。将小麦种子用JA溶液浸种24h,CK用等量蒸馏水浸种处理,将浸种后的种子在不同处理浓度NaCl溶液中进行发芽试验,CK组在等量的蒸馏水中进行发芽试验。采用纸上发芽床法,在洗净、烘干的培养皿中铺上适量脱脂棉,将处理溶液分别加入培养皿内,然后整齐排入30粒种子,加盖。在25℃的恒温培养箱内,在黑暗中发芽。每个处理重复3次。称重法补充蒸发的水分,保持溶液的浓度恒定。在发芽试验第7天应用计数法分别查出每个培养皿中小麦萌发的个数(以芽长超过种子长度的1/2为发芽标准),计算发芽率。

2.茉莉酸对盐胁迫小麦幼苗的影响

小麦发芽后,当幼苗长至两片真叶时,选取生长一致的健壮幼苗使用JA处理。试验共设6个处理:以蒸馏水作为对照(CK),NaCl溶液处理浓度分别设置为0,0.7%,1.0%,1.3%和1.6%(T1、T2、T3、T4、T5)。2天后叶面喷施JA强化处理,每处理喷施60 mL。CK用等量蒸馏水代替。强化处理后3天,每隔3天浇1次营养液,胁迫处理15天后测定相关生理生化指标。

3.SOD活性测定——邻苯三酚自氧化法

超氧化物歧化酶(SOD)是一种含金属离子的保护酶。主要功能是催化超氧物阴离子自由基(O2﹣)发生歧化反应,生成H2O2和O2,从而清除O2﹣对细胞的毒害。用测定SOD活性。

步骤:

①SOD提取: 称取0.5g小麦叶片,加入6ml磷酸缓冲液,在冰浴下研磨成匀浆,在3℃下12000r/min离心20min后,取上清液,64℃水浴中热击20min,再置于16℃下,5000r/min离心15min,取上清液即为SOD提取液。

②邻苯三酚自氧化速率测定:取5mlTris-HCl缓冲液,25℃水浴20min,加入20μl邻苯三酚试剂,于325nm下测其OD值,每30s记一次,记录3min,计算每分钟的变化速率,记为Ao。

③样品的测定:取5mlTris-Hcl缓冲液,加入20μlSOD提取液,置25℃水浴20min,加入20μl邻苯三酚试剂,325nm下测其OD值,每30s打印依一次,记录3min,计算每分钟的变化速率,记为As。

④结果计算

SOD酶活性(U/ml)=

公式中:V——加样体积(实验中为20μl)

n——样品稀释倍数(实验中稀释250倍)

0.5——抑制自氧化反应速率的50%

⑤将结果记录于表中:

⑥结果分析

4.MDA含量测定——硫代巴比妥酸法

步骤:

①MDA的提取:称取0.5g小麦幼苗叶片,加入1mL10%三氯乙酸(TCA)和少量石英砂研磨,再加入4mL三氯乙酸充分研磨,将匀浆液转入离心管,于4000r/min离心10min,上清液即为MDA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结果计算:

CMDA(μmol/L)=6.45A532-0.56A450

公式中:A450——450nm波长下测得的吸光度值

A532——532nm波长下测得的吸光度值

CMDA——反应混合液中MDA的浓度。

提取液中MDA浓度(μmol/L)=

MDA含量(μmol/g)=

④将结果记录于表中

⑤结果分析

5.叶绿素含量测定——用叶绿素计测定

步骤:

① 叶绿素测定的整个实验过程中,需要用叶绿素计测定不同小麦叶片的同一片区域,本实验选择在距小麦幼苗叶尖2~3cm处测定。每个平行对照组选择不同的叶片测10~15次叶绿素含量,求平均值作为一个数据,每组做3个平行。

②将结果记录于表中

③结果分析

6.脯氨酸(Pro)含量测定

步骤:

①脯氨酸提取:准确称取不同处理的待测植物叶片各0.5g,分别置大管中,然后向各管分别加入5ml3%的磺基水杨酸溶液,研磨提取,匀浆移至离心管中,在在沸水浴中提取10min,(提取过程中要经常摇动),冷却后3000r/min离心10min,取上清液待测。

②标准曲线制作:用100μg/ml脯氨酸配制成0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10μg/mL的标准溶液。取标准溶液各2mL,加2mL3%磺基水杨酸,2mL冰醋酸和4mL2.5%酸性茚三酮试剂于具塞试管中,置沸水浴中显色1h,冷却后加入4mL甲苯,盖好盖子于漩涡混合仪上振荡0.5min,静置分层,吸取红色甲苯相,波长520nm处测定OD值,以OD值为纵坐标,脯氨酸质量浓度为横坐标,绘制标准曲线。

③各取2mL上清液,分别加入2mL蒸馏水,冰醋酸和4mL2.5%酸性茚三酮,与上述制作标准曲线一样进行显色,萃取和比色,最后从标准曲线查得脯氨酸含量。

④将结果记录于表中

⑤结果分析

7.可溶性糖含量的测定——蒽酮比色法

步骤:

①标准曲线制作。

②可溶性糖提取:称取0.3g新鲜小麦叶片,剪碎混匀,放入具塞试管中,加入10ml蒸馏水,在沸水浴浸提30min,将提取液过滤入25ml容量瓶,再加入10ml蒸馏水,沸水浴浸提30min,提取液过滤入同一25ml容量瓶,最后漂洗,定容至刻度。

③显色:取0.5ml提取液,依次加入1.5ml蒸馏水,0.5ml蒽酮乙酸乙酯溶液和5ml浓硫酸,振荡后,立即沸水浴,逐管保温1min,自然冷却至室温,在630nm处测吸光度,记录数据。

④ 结果计算

最后通过标准曲线求出可溶性糖的含量(μg),按下方公式计算出被测小麦幼苗叶片的糖含量:

可溶性糖含量(%)=

公式中:C——标准曲线上求得的糖含量(μg)

V总——提取液总体积(ml)

V测——吸取样品液的体积(ml)

N——稀释倍数

W——样品鲜重(g)

⑤将结果记录于表中

⑥结果分析

4. 参考文献

[1] 王玉萍,董雯,张鑫等 水杨酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发及幼苗生理特性的影响[j]. 草业学报, 2012,21(1):213-219

[2] 赵萍萍.逆境胁迫下外源调节因子对小麦幼苗生长的影响[d].河南师范大学,2013.

[3] 师超, 徐朗莱 盐胁迫诱导小麦根尖细胞的氧化伤害及死亡 [d] 南京农业大学生命科学学院 2010

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5. 计划与进度安排

2022-2022-1学期

1. 17周(2022-12-25) 接受任务;

2022-2022-2学期

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