A412V总-1
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2.实验结果及分析
对小麦种子发芽率及经干旱胁迫后小麦中Pro、MDA、H2O2、PPO、POD、GSH的含量的测定,与正常生长的小麦做比较,得出干旱胁迫对小麦部分生理生化指标的影响。
计算分析中需要用到的各项指标单位: Pro含量单位:umol.g-1FW; 可溶性糖含量单位:mmol/L; 丙二醛含量单位: umol/L。 H2O2含量单位: umol.g-1FW; POD活性单位: mol.g-1FWmin-1; PPO 活性单位: U.g-1FW; GSH含量单位: umol.g-1FW;
2.1.小麦种子发芽率测定
2.1.1.小麦种子发芽率的测定结果和计算
随机抽取六十粒种子,对半切开,每组染色60半粒。
TTC染色:具有生命活力的有60半粒(胚红色,胚乳颜色较浅甚至发白); 曙红染色:具有生命活力51半粒(胚乳没被染红),不具生命力的9半粒(胚乳和胚一起被染红)。
表一 TTC染色和曙红染色测定小麦发芽率结果
活性小麦(半粒) *发芽率
TTC染色 60 100 曙红染色 51 85 注: *占计数种子的百分比。 2.1.2.小麦种子发芽率结果分析
从表一实验数据可以看出,用TTC染色测定的小麦发芽率要比用曙红染色的发芽率高。但是在实验中我们是将同一颗种子分成两半,应该不存在发芽率的差异。可能是在实验过程中,由于曙红染色的个体较难分辨而产生结果的误差。两组种子的发芽率都超过了85%,说明这一批种子的生命活力较高。
在实验中,TTC染色中胚被染红和胚乳颜色有一定的差异,而这个差异比较明显。TTC(2,3,5—氯化三苯基四氮唑)是脂溶性光敏感复合物,1894年首次合成用来检测种子的生存能力,1958年开始用来染色检测哺乳动物组织的缺血梗塞。它是呼吸链中吡啶—核苷结构酶系统的质子受体,与正常组织中的脱氢酶反应而呈红色,而缺血组织内脱氢酶活性下降,不能反应,故不会产生变化呈苍白。 曙红染色液进行染色时小麦种子胚乳被染红是死种子的标志。因为胚乳上也有胚乳细胞,每一种活细胞膜都具有一定的选择透过性不易把外界的放进来,但是如果小麦种子失去了活力胚乳细胞死亡,则其细胞膜失去选择透过性胚乳就会被染红。
2.2干旱胁迫对小麦幼苗脯氨酸(pro)含量的影响 2.2.1.干旱胁迫对小麦幼苗Pro含量测定结果 现象:提取液经过离心以后会变红,无沉淀产生。 实验结果和数据处理:
表二 小麦幼苗脯氨酸(pro)含量 OD520 pro含量 实验组 2.892 0.089 对照组 0.049 0.002
2.2.2干旱胁迫小麦幼苗Pro含量变化的影响的分析
实验中经离心后变红,无沉淀产生,可能是因为在本次试验脯氨酸被3 mL 3%磺基水杨酸(SSA)酸化而变红。[3]
从表二可以看出,小麦在干旱胁迫下时的脯氨酸的含量很高,为正常植株中的脯氨酸含量的44.5倍,这说明正常情况下小麦胚芽鞘内脯氨酸含量较低,但当遇到干旱胁迫时小麦胚芽鞘内的含量可以增加数十倍甚至几百倍。这一结果与山东农业科学洪法水李樊和在研究自然干旱胁迫下小麦品种游离脯氨酸与抗旱性的关系所得到的结果一致。[4]
2.3.干旱胁迫下小麦幼苗可溶性糖,MDA的含量测定
2.3.1.干旱胁迫下小麦幼苗可溶性糖,MDA变化情况的结果数据
现象:无悬浮物,无沉淀产生,无明显颜色变化。 实验结果及数据处理
表三 小麦幼苗MDA含量及可溶性糖含量
小麦 MDA含量 可溶性糖含量 实验组 0.116 24.693 对照组 0.070 2.728 2.3.2.干旱胁迫对小麦幼苗可溶性糖,MDA的影响分析
实验说明无沉淀产物产生,对测量其含量无影响。
从表三可以看出,通过对照组对比,实验组可溶性糖和MDA的含量明显增加。在干旱的胁迫下会使植物叶片MDA和可溶性糖大量积累。
PEG模拟干旱胁迫使可溶性糖含量大幅提高。可溶性糖是生物体内重要成分之一,是生物体中的重要能源和碳源[5]。可溶性糖作为渗透调节物质可以降低细胞的渗透势以维持细胞的膨压,防止细胞内大量的被动脱水[6]。
MDA在逆境胁迫条件下,植物往往发生膜脂过氧化作用.质膜相对透性的大小是膜伤害的重要标志之一。MDA 是脂质过氧化的产物之一,其积累是活性氧毒害作用的表现。MDA 含量通常被作为判断膜脂质过氧化作用的指标[7]。细胞膜透性和MDA含量的的变化是植物细胞膜脂透过反应的表现,MDA能与细胞内各种成分发生反应,从而引起细胞内各种膜的损伤,当MDA含量大量增加时,表
明体内细胞受到严重的破坏,膜透性增加,细胞内物质外渗,细胞功能下降[8]。小麦幼苗在PEG溶液干旱处理后其MDA大量积累以增加其抗旱能力。
2.4.干旱胁迫下小麦幼苗H2O2的含量的测定
2.4.1.干旱胁迫下小麦幼苗H2O2含量测定的结果和现象
现象:无明显变化 结果和数据处理:
表四 小麦幼苗过氧化氢的含量
OD410 H2O2含量 实验组 1.155 0.006 对照组 0.475 0.002 2.4.2.干旱胁迫下小麦幼苗H2O2的含量的影响分析
环境胁迫可降低植物叶片对光能的利用能力, 使其吸收的光能中过剩的程度加大而引发光抑 制, 也可诱发植物体内活性氧积累而造成氧化胁迫[6]。由表4可知,小麦在干旱胁迫下,H2O2的含量剧增。经H2O2胁迫锻炼的小麦遭受干旱胁迫时,能使体内O2-及H2O2的含量维持在较低的水平,因而保护了膜、叶绿素、蛋白质等免受氧化伤害。
从表四可以看出,干旱胁迫下小麦的H2O2含量有较大增加,实验组为对照组的三倍,由此,初步判断H2O2胁迫锻炼,提高了小麦幼苗的抗氧化能力,增强了其抗旱性。
2.5.干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化酶的测定
2.5.1.干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化酶的测定的现象及结果
现象:有茶褐色物质生成 结果及数据处理:
表五 小麦幼苗对抗氧化酶POD含量
OD470 POD含量 实验组 1.122 8.072
对照组 0.030 1.985
2.5.2.干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化酶的含量变化分析
过氧化物使愈创木酚氧化,生成茶褐色物质。
由表五可以看出,实验组的POD含量比对照组增加了接近四倍。植物机体内存在抗氧化防御系统,而过氧化酶(POD)则是该系统的主要物质之一。逆境胁迫下,活性氧自由基增加,使植物细胞遭受氧活化胁迫。而POD对于消除细胞的活性氧对细胞膜的伤害,减少膜脂质过氧化,稳定膜的稳定性起到重要作用。此外,在轻度和中度胁迫下。POD活性保持增加,在严重胁迫下POD活性则会开始下降,活性氧的清除系统受到抑制。本实验结果表明,干旱胁迫下的POD活性比正常水平的POD活性强,从而也证明了试验中小麦幼苗处于轻度或者是中度干旱胁迫之下。
2.6.干旱胁迫下小麦幼苗GSH含量的测定
2.6.1.干旱胁迫下小麦幼苗GSH含量测定的现象和结果
现象:无明显现象 结果和数据处理:
表六 小麦幼苗GSH含量
OD412 GSH含量 实验组 0.962 6.083 对照组 0.132 0.835 2.6.2.干旱胁迫下小麦幼苗GSH含量变化的分析
由表二的实验可以看出,干旱胁迫下的GSH大量增加,实验组是对照组的90倍。在干旱胁迫下也一定程度上造成了GSH的积累。GSH是体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂,如与自由基、重金属等结合,从而把机体内有害的毒物转化为无害的物质。GSH含量的增加,在一定程度上,反应了玉米苗在干旱逆境中,也能合成一些产物,增加其抗旱性,以便植物能在干旱逆境中生长。
3.讨论和思考
本次实验通过测量了小麦种子的活性、测定了小麦干旱苗和正常苗的脯氨酸

