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。当前，全球盐碱地面积已达 9.5108hm2。中国盐渍土总面积约1 亿hm2，其中现代盐渍化土壤约0.37亿hm2，残余盐渍化土壤约0.45 亿hm2，潜在盐渍化土壤约0.17 亿hm2。土壤盐渍化问题可谓触目惊心。但更值得警觉的是，土壤盐渍化总是发生在干旱、半干旱地区的绿洲地带和经济比较发达的沿海地区、各大河流三角洲和土壤肥沃的冲积平原，其生态破坏性和对人类生存的危害显而易见。据联合国环境规划署（UNEP）的调查统计，在旱地土壤退化中，因土壤盐渍化造成的土地荒漠化达110 万hm2 以上，仅次于风蚀和水蚀，居第三位。土壤盐渍化已经，并还在成为危及人类生存的重大资源与环境问题。土壤盐渍化这一古老的生态灾难再一次向人类提出了严峻警告。人类与盐渍土之间的斗争历史是悠久的。总结已有经验，人类治理和利用盐渍土不外乎两种途径：一是基于对盐渍土本性的探索和认识，通过工程的、化学的、物理的和生物的措施，治理和改良盐渍土，使其适应更多作物的生长；二是通过对植物抗盐机理的深入研究，使其适应盐渍土的环境。对第一种途径的探索和尝试，可以说人类付出了巨大的努力，目前对盐渍土的形成机理、发生发展规律已经有了深刻的了解，工程治理盐渍土在某些地区取得了巨大的成功。然而，盐渍土治理过程中，人们发现抬高地面、淡水压碱、淡水洗盐等工程治理措施的应用，受到气候、水文条件的严重限制，它只适合降水较大和淡水资源丰富的地区，而且投资巨大，易造成土壤反盐。经历长期、反复的探索和实践之后，第二种途径越来越引起人们的重视和青睐。除了引种育种方面的研究，针对盐分对植物的伤害及植物对盐渍环境的适应机理及外源调控研究越来越受到学者们的重视，从而减缓土壤盐渍化对农业的伤害。 植物根系是活跃的吸收器官、合成器官和贮存器官、根的生长情况极其活力水平直接影响地上部的营养状况及产量水平；植物细胞的细胞质由一层质膜包围着，这种质膜具有选择透性的独特功能。植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。质膜受到不同程度的损伤，其表现往往为细胞膜透性增大，细胞内部分电解质外渗，外液电导率增大。该变化可用电导仪测定出来。细胞膜透性变得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱，反之则抗性愈强；在正常环境条件下生长的植物，体内游离脯氨酸的含量较低，但在逆境条件下，植物体内游离脯氨酸的含量可显著增加。脯氨酸亲水性极强，能稳定原生质胶体及组织内的代谢过程。因此通过测试植物体内游离脯氨酸的含量作为植物抗逆性的指标。 |
2. 研究内容和预期目标
土壤中可溶性盐含量过高对植物造成的危害称为盐害。习惯上把含NaCl和Na2SO4为主的土壤称为盐土。盐胁迫何以直接影响植物质膜组分，透性，离子运输等，还可以引起某些营养元素的缺失干扰植物的代谢，继而直接影响到植物细胞的活性。严重者可以导致植物的死亡。本实验通过采用模拟盐胁迫环境进行实验，选择辣椒作为实验对象，幼苗期作为实验时段，通过不同NaCl浓度下Hoagland's营养液培养出来的辣椒幼苗与正常Hoagland's营养液培养出来的辣椒幼苗进行对比试验，通过特定的试验方法，测量辣椒幼苗的这些逆境生理指标：主根长、苗高、根系活力、叶片细胞浸提液电导率、细胞有丝分裂指数、MDA含量和可溶性糖含量等，研究不同盐浓度对辣椒幼苗细胞的毒害。以期能从中了解盐胁迫对植物的毒害机理。并找出提高植物抗盐性的方法。为解决全球土地盐渍化贡献一份力量。
3. 研究的方法与步骤
1. NaCl的处理 本实验使用分析纯的NaCl溶液，在营养液中添加分析纯NaCl,并使营养液中NaCl的浓度分别达到0(对照)、25、50、75、100mmol L-1 , EC值分别为: ( 1. 78 0.10)、( 3. 900. 15)、( 5. 90 0. 15)、( 7. 85 0. 15)、( 9. 60 0. 15)mS cm- 1如下表表示：
分四批培养种子，每批之间间隔四天。每批播种三百粒。将种子置于25℃光照培养箱中催芽，待种子发芽后于盆中浇灌Hoaglands营养液进行无土栽培，待幼苗长出两片真叶时开始向实验组营养液中加入不同浓度的NaCl溶液进行培养。五天后取自上而下第二片真叶进行实验。每批种子测两个指标，每个指标进行三次平行实验取平均值。 2.根系活力的测定 原理及方法:TTC是一种氧化还原色素，溶于水中呈无色溶液，但可被根系细胞内的琥珀酸脱氢酶等还原，生成红色的不溶于水的TTF，因此，TTC还原强度可在一定程度上反映根系活力。 实验步骤：①标准曲线的制作：配制0,0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的TTC溶液，各取5ml放入刻度试管中，各取5ml乙酸乙酯和少量Na2S2O4(2mg),充分震荡后产生红色的TTF，转移到乙酸乙酯层，待有色液层分离后，补充5ml乙酸乙酯，震荡后静置分层，取上层乙酸乙酯液，以空白作为对比，在分光光度计上于485nm处测定各溶液的OD，绘制标准曲线。 ②TTC还原量的测定：称取根样品0.2g,浸没于盛有0.4%TTC和66mmol/L磷酸缓冲液（pH=7）的等量混合液10mL的烧杯中，37℃保温3h，加入1mol/L硫酸2mL终止反应。取出根，提取TTF，分光光度计测定OD。 ③计算：TTC还原强度=TTC还原量（g）/根重(g) 时间（h） ④将结果记录于表中: 不同浓度NaCl处理对辣椒幼苗根系活力（mg TTCg-1 FWh-1）的影响 3.辣椒幼苗表观品质（苗高、主根长）的测定 在不同处理时间（12h,36h,60h,84h）分别测量辣椒苗高、主根长这两个性状，每处理统计3 株幼苗。 4.细胞质膜透性的测定 方法：用电解质渗透率代表处理对细胞膜的伤害度。分别切取不同浓度处理下幼苗的1cm 长度根尖10 个，用蒸馏水冲洗3 遍去除表面离子，吸干水分后放入含10 ml DDW 的试管中25℃浸泡2h，用电导仪测定溶液的初始电导值（EC0），然后将试管置于沸水浴中加热15 min使样品失活，冷却到25℃后补充水分至10 ml 测总电导值（EC1），计算相对电导度[REC(%)＝（EC0/ EC1）100%]表示电解质渗透率。 5. NaCl对辣椒幼苗根尖细胞有丝分裂和微核率的影响 一个正常细胞在进行有丝分裂过程中，中期细胞的染色体排列在赤道板上，纺锤丝附着在这中期染色体上，然后通过纺锤丝的牵引作用，将中期染色体均等地拉向两极，形成两个后期细胞，但经过NaCl处理后，不同浓度不同处理时间辣椒根尖细胞正常有丝分裂会受影响，有的还会有微核现象。 有丝分裂指数指一个细胞群体中正在进行有丝分裂的细胞的百分数。 根据不同浓度NaCl处理和对照根尖的有丝分裂指数。 6. 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记录数据结果 |
4. 参考文献
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5. 计划与进度安排
合理安排实验进度： 1、2022年12月6日-2022年2月15日 按照指导教师要求，查阅相关文献； 2、2022年2月16日-2022日2月28日 与指导老师见面 ，汇报所查阅文章概况；接受任务； 3、2022年3月1日-2022日3月21日 根据任务书撰写开题报告；进行预实验，熟悉相关实验方法；以上工作在课余完成。 4、2022年3月22日-2022日5月31日 进行相关数据的测定；完成毕业论文初稿撰写。 5、2022年5月31日-2022日6月16日 完成修改，定稿、答辩。 |
