kl800.com省心范文网

玉米种子干旱胁迫


PEG 胁迫对两种玉米幼苗可溶性糖和丙二醛 含量的影响

目录
1 引言.............................................................. 1 1.1 植物渗透胁迫生理 ............................................ 1 1.2 本研究目的及意义............................................ 1 2 材料与方法........................................................ 2 2.1 实验材料 .................................................... 2 2.1.1 材料 .................................................. 2 2.1.2 仪器与设备 ........................................... 2 2.2 材料处理 .................................................... 2 2.3 指标测定 .................................................... 2 2.3.1 可溶性糖含量测定 ...................................... 2 2.3.2 丙二醛含量测定 ........................................ 3 3 结果与分析........................................................ 4 3.1PEG 胁迫对两种玉米幼苗可溶性糖含量的影响 ..................... 4 3.2PEG 胁迫对两种玉米幼苗丙二醛含量的影响 ....................... 4 4 结论.............................................................. 5 参考文献............................................................ 7 致谢................................................................ 9

摘要
干旱会影响到植物的生长、发育和植物体内物质的含量。本实验以辽单 37 和吉农大 115 两个玉米品种为实验材料,采用 PEG-6000 模拟干旱的方法,在水 培条件下研究了浓度为 0%、2%、4%、6%、8%和 10%PEG 几个不同梯度胁迫 下玉米幼苗体内可溶性糖和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:两种玉米 品种在不同浓度的 PEG 处理下,随着浓度的加大和处理时间的延长,可溶性糖 含量和丙二醛含量呈现逐渐升高的趋势。从两个品种的对比发现,辽单 37 体内 可溶性糖和丙二醛的含量大于吉农大 115。 关键词:PEG 胁迫;玉米幼苗;可溶性糖;丙二醛

Abstract
Drought will affect plant growth, development and the content of plant material in the body. This experiment with liao dan 37 and ji nongda 115 two maize varieties as experimental material, drought, the method of using PEG - 6000 under hydroponic conditions to study the concentration of 0%, 2%, 4%, 6%, 4% and 6% PEG of maize seedlings under several different gradient stress of soluble sugar and malondialdehyde (MDA) content changes. The results show that the two kinds of maize varieties under different concentrations of PEG treatment, along with the increase of concentration and processing time, soluble sugar content and mda content showed a trend of rising. From the contrast of two varieties, found that the liao dan 37 in soluble sugar and malondialdehyde content than ji nongda 115. Key words: PEG stress; Corn seedling; Soluble sugar; malondialdehyde

1 引言
玉米(学名:Zea mays),中国第一大粮食作物,主产区位于世界第三大玉 米带——中国松辽平原玉米带。水分对玉米影响显著,玉米生长期较短,生长期 内要求温暖多雨。玉米耗水量大,如果降水少,灌溉水源不足,就会减产甚至绝 收。

1.1 植物渗透胁迫生理
渗透调节是植物适应水分胁迫的主要生理机制, 通过渗透调节可使植物在干 旱条件下维持一定的膨压, 从而维持细胞生长、气孔开放和光合作用等生理过程 的进行。聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)是一种惰性的、非离子型的渗透 调节剂,可用来人为模拟水分渗透胁迫[1]。聚乙二醇(PEG),其最大特点是本身 不能穿越细胞壁进入细胞质, 因而不会引起质壁分离,使植物组织和细胞处于类 似于干旱的水分胁迫之中[2]。植物的抗旱性受多种因素的影响,是一个较复杂的 综合性状。迄今为止,已有大量学者利用 PEG 对植物进行模拟干旱处理并测定 其生理指标变化,从而筛选耐旱农作物品种。1979 年首次以 PEG 作为诱导剂和 筛选剂筛选出抗旱的烟草细胞系 [3] ,以后,相继出现很多研究成果:马彪以 PEG-6000 作为耐旱性选择剂初步获得耐旱性甘薯植株[4],彭剑涛等利用烟草叶 片产生的愈伤组织,在含 PEG 的培养基上筛选,获得了对水分胁迫具有抗性的 愈伤组织[5]。孟健男等[6]以强抗寒冬小麦(Triticum aestivum Linn.)品种和弱抗 寒品种为实验材料,研究了 20%PEG-6000 渗透胁迫对小麦苗期叶片和根部的质 膜透性、 保护酶活性和渗透调节物质的影响,探讨这些指标在渗透胁迫时发生的 变化规律,从而为东小麦的引种、优良品种选育及栽培管理提供科学依据。崔江 慧等[7]利用 PEG-6000 对三个高粱品种进行水溶液模拟土壤干旱条件处理,测定 了高粱苗期保护酶系活力和可溶性糖含量变化, 筛选出干旱胁迫下适应性强的高 粱品种。冯慧芳等[8]以 PEG-6000 对四种阔叶幼苗进行处理,对 PEG 模拟干旱胁 迫环境下对其丙二醛(Malondial-dehyde,MDA)、叶绿素、脯氨酸等含量的变 化进行了研究,从而判断其抗旱能力,为干旱胁迫条件下的树种选择提供依据。

1.2 本研究目的及意义
水分的缺少是影响干旱与半干旱地区作物生产的一个重要的因素, 作物的芽

- 1 -

苗期是对水分缺少较为敏感的时期,水分的缺少会影响到作物的出苗、生长以及 幼苗的成活率, 从而给作物的产量带来较大损失。玉米黄土高原地区的主要粮食 及饲料作物之一。 而影响该地区的作物生产最重要的环境因子是水分不足。尤其 是种子的萌发和成苗时期是作物受水分亏缺影响较大的时期[9]。因此,在干旱或 半干旱地区农业生产中, 作物幼苗的根系对水分的吸收能力及其对水分胁迫的生 理响应和适应机制显得非常重要。基于此,本实验以不同浓度的 PEG-6000 对两 种玉米幼苗进行处理,对 PEG 模拟干旱胁迫环境下丙二醛以及可溶性糖含量的 变化进行了研究, 从而判断其抗旱性。因此来判断植物是否能够适应干旱及半干 旱地区的生长。

2 材料与方法
2.1 实验材料 2.1.1 材料
实验所用玉米幼苗为大小一致,生长健壮的实验苗,培养于牡丹江师范学院 生理生化实验室。

2.1.2 仪器与设备
722 型分光光度计、TGL-16LM 型高速冷冻离心机、移液枪、DB-8D 型恒温 水浴锅、Tp-213 型电子分析天平

2.2 材料处理
将在土内培养一段时间长势良好的幼苗取出,将根部土壤轻轻洗掉,分别放 在 0%、2%、4%、6%、8%和 10%浓度的 PEG 中培养,每个梯度放三到五根玉 米幼苗,分别在 1 天和 7 天取出不同梯度 PEG 培养下的一根幼苗,放在封口袋 中 70℃超低温冰箱中冷冻。培养后测定可溶性糖和丙二醛的含量,每次取样重 复两次。

2.3 指标测定 2.3.1 可溶性糖含量测定
绘制曲线制作:取 20mL 带塞试管,编号,按下表配置系列浓度的葡萄糖标 准液。然后在每只试管中加入 5mL 蒽酮试剂,混匀,盖上塞子,在沸水中煮沸
- 2 -

10 min ,取出,立即用水冷却至室温,在 625nm 波长下,分别测量各管的 OD 值,用 0 号管调零。以 OD 值为纵坐标,葡萄糖含量为横坐标,绘制标 准曲线。
表 2-1 系列浓度的葡萄糖标准曲线的配制 Table 2-1 Series concentration of glucose, the preparation of the standard curve 管号 Tube no. 0 1 2 3 4 5 6 葡萄糖标准液体积(mL) 80%乙醇体积(mL) Glucose standard liquid 80% Ethanol volume product 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 0.2 0 葡萄糖含量 (ug) Glucose content 0 10 20 40 60 80 100

测定:吸取样品提取液 1mL 于试管中,再加蒽酮试剂 5mL,用上述同样方 法,在 625nm 处测得 OD 值,以 0 号管调零。由标准曲线查的提取液中的糖含 量,然后根据每 mL 提取液含有 5mg 干样品中的糖,在进行样品中的糖含量。 可溶性糖的提取:取植物叶片在 110℃烘箱烘 15min,然后调至 70℃过夜。 干叶片磨碎后称取 50 ㎎样品倒入 10mL 刻度离心管内加入加入 40mL80%乙醇, 置于 80℃水浴中不断搅拌 40min ,离心,收集上清液,其残渣加 2mL80%乙醇 重提一次,合并上清液。在上清液中加 10 ㎎活性炭,80℃脱色 30 min, 80%乙 醇定容至 10mL,过滤后取滤液测定。 结果计算,按下式计算测试样品的糖含量: 可溶性糖含量(%)=[CV/(W*106)]*100% C:回归方程中求得糖的量 V:植物样品稀释后体积 W:植物取样重量

2.3.2 丙二醛含量测定
取 0.3g 玉米叶片, 加 5%TCA (三氯乙酸) 5mL, 研磨后所得匀浆在 4000r/min 下离心 10min。取上清液 2mL,加 0.67%TBA(硫代巴比妥)2 mL,混合后在 100℃水浴上煮沸 30min,冷却后再离心一次。分别测得上清液在 450nm、532nm 和 600nm 处的吸光度值,并按公式算出 MDA 浓度,再算出单位鲜量组织中的 MDA 含量(umol/g)。 结果计算,按下式计算测试样品的丙二醛含量:
- 3 -

C/umol/L=6.45(A532-A600)-0.56A450 A450、A532、A600 分别代表 450nm、532nm、600nm 波长下的吸光度值。

3 结果与分析
3.1PEG 胁迫对两种玉米幼苗可溶性糖含量的影响
可溶性糖是一种重要的渗透调节物质,植物在逆境胁迫条件下,可溶性糖含 量增加,它对细胞膜和原生质体有一定保护作用,还起到保护酶类的作用 [10]。 图 3-1 为不同浓度 PEG 处理的辽单 37 和吉农大 115 两个玉米品种幼苗在第一天 和第七天体内可溶性糖含量的变化曲线。由图可知,曲线呈逐渐上升的趋势,说 明随 PEG 浓度增高,糖的积累量增加。第七天的可溶性糖含量大于第一天说明 处理时间越长,可溶性糖含量积累越多。经过 PEG 处理的辽单 37 玉米幼苗体内 可溶性糖含量大于吉农大 115。
4.5 4 3.5
可溶性糖含量%

辽单37一天 辽单37七天 吉农大115一天 吉农大115七天

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 2 4 6 8 10 PEG浓度%

图 3-1 PEG 胁迫对辽单 37 和吉农大 115 两种玉米幼苗体内可溶性糖含量的影响 Figure 3-1 Impact on Liaodan 37 and 115 Jinongda two soluble sugar content of corn seedlings in PEG stress

3.2PEG 胁迫对两种玉米幼苗丙二醛含量的影响
MDA 是植物在受到伤害时细胞膜发生膜脂过氧化作用而形成的最终分解 产物。MDA 是膜脂过氧化作用的主要产物之一,其含量可以表示膜脂过氧化作 用的程度[11]。从而表明膜系统受伤害的程度。水分胁迫下 MDA 积累越多,表明
- 4 -

组织的保护能力越弱[12]。脂膜过氧化作用是由于细胞受逆境胁迫时细胞内的自 由基增加,导致膜被氧化。在水分胁迫时,植物体内产生的活性氧化物使膜脂过 氧化,引起 MDA 的积累。图 3-2 为不同浓度 PEG 处理的辽单 37 和吉农大 115 两个玉米品种幼苗在第一天和第七天体内丙二醛含量的变化曲线。由图可知,辽 单 37 玉米幼苗在第一天和第七天体内的丙二醛含量分别大于吉农大 115 第一天 和第七天玉米幼苗体内的丙二醛含量,说明辽单 37 的抗旱性弱于吉农大 115。 两个品种玉米幼苗体内的丙二醛含量随着 PEG 浓度的增加和处理天数的增加而 增多。
0.008 0.007
丙二醛含量(umol/g)

0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0 2 4 6 8 10 PEG浓度%

辽单37一天 辽单37七天 吉农大115一天 吉农大115七天

图 3-2 PEG 胁迫对辽单 37 和吉农大 115 两种玉米幼苗体内丙二醛含量的影响 Figure 3-2Maize Seedlings malondialdehyde in PEG stress on Liaodan 37 and 115 in two Jinongda

4 结论
干旱在世界上已越来越引起人们重视,在我国北方的一些省区,干旱往往给 农业生产带来严重损失。 关于植物(作物)抗旱性的研究已有过不少报道[13,14]。植 物的抗旱性是一个复杂的综合性状,它受多种因素影响,而各因素间又存在微妙 的关系, 其重要性也不甚相同。 本实验测定了玉米幼苗中可溶性糖和丙二醛两个 生理指标。 可溶性糖是一类具有渗透调节功能的小分子有机化合物,而渗透调节 可能是植物在干旱胁迫下主要的适应机制,尤其是在低水势下更可能如此 [15]。 本研究中,随着 PEG 浓度增加,玉米幼苗体内的可溶性糖含量逐渐增加。辽单

- 5 -

37 比吉农大 115 可溶性糖积累量多。MDA 是一种高活性的脂膜过氧化物,它能 交联脂类、糖类、核酸及蛋白质[16],强烈地与细胞内各种成分发生反应[17],通 过影响细胞膜透性及膜蛋白而影响细胞对离子的吸收和积累及活性氧代谢系统 的平衡[18]。因而抗旱性较强的品种出现膜脂过氧化的程度比抗旱性较弱的品种 低。实验结果表明:辽单 37 体内的丙二醛含量积累大于吉农大 115。可溶性糖 与丙二醛这两个指标均受干旱的影响,干旱可以引起这两种物质积累量的增加。 两个玉米品种也分别受到干旱的影响,但是二者耐旱性有所不同,根据实验数据 判断辽单 37 的抗旱性可能高于吉农大 115,但是两个指标的数据不足以断定, 测定更多的植物体内各项指标, 综合评定才能选出优良的抗旱品种,提高农业的 种植产量。 折线图中出现个别拐点,可能是由于培养玉米幼苗时实验室温度较低 导致的。

- 6 -

参考文献
[1]乌兰巴特.聚乙二醇预处理对沙粒种子萌发的影响[J].内蒙古农业科技,2006,2(2):42-43. [2]ATREE S M, FOWKE L C. Embryogeny of gym-nosperms: advances in synthetic seed technology ofconifers[J].Plant Cell, Tissue and Organ Culture,1993,35:1~35. [3]JAMES W H, MURRAY W N. Osmotic adjustment oftobacco cells and plants to and penetrating and nonpene. [4]马彪.甘薯悬浮细胞辐射诱变及突变体筛选[D].北京:中国农业大学,1998. [5]彭剑涛,向结.利用组织培养技术获得烟草抗性材料的研究[J].种子, 2002(2):26-30. [6] 孟健男 , 于晶 , 苍晶 . 胁迫对两种东小麦苗期抗旱生理特性的影响 [J]. 东北农业大学学 报,2011,42(1):40-44. [7] 崔江慧 , 李宵 , 常金华 .PEG 模拟干旱胁迫对高粱幼苗生理特性的影响 [J]. 中国农学通 报,2011,27(9):160-165. [8] 冯 慧 芳 , 薛 立 , 任 向 荣 .4 种 阔 叶 幼 苗 对 PEG 模 拟 干 旱 的 生 理 响 应 [J]. 生 态 学 报,2011,31(2):0371-0382. [9] Deng X. P, Eco-physiological adaption and yield improvement of spring wheatundhuer different waterand nutrient management in the loess plateau,China. 2004, Tottori University: Tottori Japan. [10] 方志红,董宽虎.NaCl 胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响 [J]. 中国农业通 报,2010.26(16):147-149 [11]ShuMY,FanMQ.Effectofosmotic stress and Calciumonmembrance-lipid peroxidation and the activity ofde enzymes in fir seedling[J].Forest Research,2000,13(4):391-396. [12]王海燕,喻理飞,龙秀琴,张玉武.不同水分条件下几种藤本植物幼苗的生理生化响应 [J].贵 州科学,2011,29(1):34-39. [13]黎裕.作物抗旱鉴定方法与指标[J].干旱地区农业研究,1993,(1):92-99. [14]刘学义.作物抗旱性鉴定方法评述[J].经济作物科技,1985,(1):124-136. [15]Hu X S,Wang S J. A review of studies on water stress and drought tolerance in tree species. Scientia Silvae Sinicae, 1998, 34(2): 77-89. [16]Yu FM, Yan LY, LiuY Y, LiY C. The physiological influence on graftedwatermelon ofdifferentstocks. JournalofHebeiNormalUniversity of Science& Technology, 2002, 16(4): 34-36.(4): 34-36.
- 7 -

[17]Shen B. Studies on physiology of leafsenescence of Indica-Japonica hybrid rice during grain filling. ActaAgriculturae Shangha,i 2003, 19(4): 21-24. [18]Yuan L, Karim A L, Zhang L Q. Effects ofNaCl stress on active oxygen metabolism and membrane stability inPistacia veraseedlings. ActaPhytoecologica Sinica, 2005, 29, 985-991.

- 8 -


赞助商链接

干旱胁迫对玉米生长的影响

很明显玉米干旱胁迫植株 水分大幅度减少, 而根冠比比对照组要大,因为干旱迫使玉米根向更深的泥土扎 进,所以其根系相对来说比较发达。这是对干旱环境的一种适应...

干旱胁迫

干旱胁迫_理学_高等教育_教育专区。干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响摘 要: 以玉米种子为材料,使用 TTC 染色和署红染色对严格区分两个半粒的 50 粒玉米种子...

干旱胁迫对4个玉米品种幼苗叶片总黄酮含量和其他生理指...

干旱胁迫对4个玉米品种幼苗叶片总黄酮含量和其他生理指标的影响 - 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 干旱胁迫对 4 个玉米品种幼苗叶片总黄酮含 量和其他生理...

开题报告江田田

附件8 本科毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)题目 题目类型 系别 实验 生命科学与工程系 彭 江田田 浩学号 水杨酸浸种在干旱胁迫下对玉米种子萌发的影响题目...

干旱胁迫对玉米叶片的影响

郭相平[19]等采用聚乙二醇(PEG 6000)进行模 拟干旱胁迫,将玉米品种‘农大108’在五叶期进行PEG 6000浓度分别为0、40、82g/L干旱 胁迫,胁迫持续五天。结果表明...

腐胺和精胺浸种对干旱胁迫下小麦种子萌发和胚根生长的...

腐胺和精胺浸种对干旱胁迫下小麦种子萌发和胚根生长的影响 - 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 腐胺和精胺浸种对干旱胁迫下小麦种子萌发 和胚根生长的影响 ...

干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响

干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响 云南师范大学教务处编印 干旱胁迫对小麦幼苗...玉米种子只需做 12h 的吸胀处理即可(种子发芽率的测定为本实验增 加的内容,...

干旱胁迫下植物内生菌提取物对玉米萌芽期抗旱性的影响_...

干旱胁迫下植物内生菌提取物对玉米萌芽期抗旱性的影响 - 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 干旱胁迫下植物内生菌提取物对玉米萌芽期 抗旱性的影响 作者:...

干旱胁迫对玉米的影响及对抗机制

通过研究干旱对玉米的影响,选育抗旱品种,对 提高玉米产量有重大意义。 关键词:干旱胁迫 玉米植株 机制 干旱已成为旱农区玉米生产的一个主要限制因素,旱灾使玉米种植...

种子引发课题组实验步骤

以未进行引发处理的种子作对照 2 种子干旱胁迫下吸胀发芽 选取籽粒饱满、 均匀度一致的郑单 958 玉米种子进行培养,未进行引发处理 的种子作对照,种子使用 0.1%...