稀土铈对盐胁迫小麦幼苗逆境指标的影响开题报告

1. 研究目的与意义

我国是一个农业大国，小麦是我国目前盐碱地主要栽培作物之一。盐碱化土地影响植物正常吸收营养、阻碍植物生长。

近年来，土壤盐渍化已经成为制约我国农业发展的一个重要非生物逆境因素。土壤中含有较多的盐分，且以氯化钠为主。因此研究农作物的盐害以及其生理生化指标的变化规律，有助于采取相应的措施来减轻土壤盐碱化对植物的伤害。

稀土是具有生理活性的化学元素,直接或间接影响植物光合作用和植物吸收养分等一系列植物生理活动,有利于植物生长量的增加,改善果实品质和增强植物对不良环境的抵御能力。

2. 研究内容和预期目标

本课题是模拟盐碱地以及稀土铈修复盐胁迫的小麦，研究小麦一些生理指标的变化，分析这些条件下对小麦生长的影响。

检测研究小麦幼苗的相关生理指标有：丙二醛（mda）含量、脯氨酸含量、硝酸还原酶活性、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、根系活力、氧自由基产生的速率、叶绿素含量等。用不同浓度的稀土铈处理盐溶液中的小麦幼苗，预期通过连续几个星期对相关指标的测量，分析小麦在稀土铈修复盐胁迫影响各个指标的变化并制作曲线图，分析盐碱地对小麦生长情况的影响以及稀土铈能对盐胁迫小麦有多大的修复防护作用，用科学理论的数据来探索稀土铈处理后能增强植物对盐碱地的防护能力。

3. 研究的方法与步骤

配制硝酸铈溶液、NaCl溶液，选取小麦种子分组进行处理。每天定时观察。

1．MDA含量和可溶性糖含量测定

原理及方法：在酸性和高温条件下，丙二醛可与硫代巴比妥酸（TBA）反应生成棕色的物质，在532nm处有最大吸收波长，但该反应会受到可溶性糖的极大干扰。为了排除可溶性糖的干扰，通常加入低浓度Fe3=。采用双组分光光度计法可分别求出MDA和可溶性糖的含量。根据Lambert-Beer定律，通过代数方法，计算出一种组分由于另一种组分存在时对OD值的影响，最后得到MDA的含量。

实验步骤：①MDA的提取：取经过处理的叶片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：c=6.45×10-6×A352-0.56×10-6×A450，再计算出每克样品中MDA的含量。

④将结果记录于表中：

⑤结果分析

2.过氧化物酶活性的测定

原理及方法：过氧化物酶广泛分布于植物的各个组织器官中。在有过氧化氢存在下，过氧化物酶能使愈创木酚氧化，生成茶褐色物质，可用分光光度计测量生成物的含量。

实验步骤：①粗酶液的提取：称取植物材料1g，加5mL20mmol/LKH2PO4，于研钵中研磨成匀浆，以4000r/min离心15min，收集上清液保存在冷处，残渣再用5mLKH2PO4溶液提取一次，合并两次上清液。

②酶活性的测定：取光径1cm比色杯2只，于1只中加入反应混合液3mL，KH2PO41mL，作为较零对照，另1只中加入反应混合液3mL，上述酶液1mL立即开启秒表计时，于分光光度计470nm波长下测量OD值，每隔1min读书一次。以每分钟OD变化值表示酶活性大小，即以A470/[min·mg蛋白质]表示

③将结果记录于表中：

⑤结果分析

3.Pro含量的测定

原理及方法：在酸性条件下，茚三酮与脯氨酸的反应生成红色化合物，其含量与色度呈正比，可用分光光度计测定，此法有专一性。

实验步骤：①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制作标准曲线：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，于波长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

4.硝酸还原酶活性的测定

原理及方法：硝酸还原酶（NR）是植物氮素同化的关键酶，与作物吸收和利用氮肥有关。它催化植物体内的硝酸盐还原为亚硝酸盐：

产生的NO2-可以从组织内渗透到外界溶液中，并积累在溶液中，测定NO2-含量的增加，即表示该酶活性的大小。

NO2-含量的测定用磺胺比色法。在酸性溶液中产生的亚硝酸盐与对–氨基苯磺酸（或对–氨基苯磺酰胺）反应产生重氮，再与α–萘胺（或萘基乙烯二胺）偶联形成紫红色的偶氮化合物。生成的红色偶氮化合物在540nm波长下有最大吸收峰，可用分光光度法测定，利用标准曲线确定溶液中NO2-含量。

实验步骤：①取0.3-0.4g叶子分别置于含有下列溶液的50mL三角烧瓶中(1)0.1mol/LpH7.5磷酸缓冲液5mL 蒸馏水5mL，（2）0.1mol/LpH7.5磷酸缓冲液5mL 0.2mol/LKNO35mL，然后将三角烧瓶置于真空干燥器中，接上真空泵抽气，放气后叶子沉于溶液中，将三角烧瓶置于30℃温箱中，避光保温作用30min，然后分别吸取反应液1mL以测定NO2-含量

②NO2-含量的测定：保温30min结束后，吸收反应液1mL于一试管中，加入磺胺试剂2mL，混合摇匀后再加入α–萘胺试剂2mL，再次混合摇匀，静置30min，用分光光度计进行测定，记下OD值，从标准曲线上读出NO2-含量

③标准曲线的制作：吸取不同质量浓度的NaNO2溶液（0.5、1、2、3、4、5μg/mL）1mL于试管中，加入磺胺试剂2mL及α–萘胺试剂2mL，混合摇匀静置30min，立即于分光光度计比色，以OD值为纵坐标，NaNO2质量浓度为横坐标，绘制浓度曲线

④将结果记录于表中：

⑤结果分析

4. 参考文献

[1]何跃君,薛立.稀土元素对植物的生物效应及其作用机理[j].应用生态学报,2005，16(10):1983-1989.

[2]倪嘉赞.稀土生物无机化学[m].北京:科学出版社,1995:13-37.

[3]孙永媛,肖凯,王冬梅,等.不同小麦品种苗期的耐盐性鉴定及其相关生理参数研究[j].河北农业大学学报,2010,33(6):84-90.

5. 计划与进度安排

合理安排实验进度：

1.2022-12-25选题，接受任务；

2.2022-12-26—2022-03-6完成开题准备；