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Last revision on 21 December 2020干旱胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响摘要：以小麦幼苗为试验材料，研究干旱胁迫对小麦生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶（PPO、POD）、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸（ASA）的含量的影响。

试验结果表明：在干旱胁迫下除发芽率下降外，小麦幼苗的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶（PPO、POD）、谷胱甘肽(GSH)的含量都比正常情况下小麦幼苗的含量多。

关键词：干旱胁迫小麦幼苗生理生化指标引言：植物体生存在自然环境中，其水热条件随时都变化，对植物多少会产生一些影响。

凡是对植物产生伤害的环境都被称为逆境，也称胁迫。

干旱也属于逆境，水分在植物的生命活动中占主导地位。

大多数植物遭受干旱逆境后各个生理过程都会受到不同程度的影响。

如生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶（PPO、POD）、谷胱甘肽(GSH)等发生变化。

小麦的生长不仅受到自身遗传物质的控制，还受到众多环境因子的影响，如光、温、水和土壤营养物质等。

世界上约有70%的小麦播种面积分布在干旱、半干旱农业区，干旱对小麦的生理、生化都产生重要的影响，进而影响小麦的生长发育、产量和品质。

因此，为了减小环境对小麦生产的影响，有必要从小麦的各项生理生化指标含量的变化，来研究干旱胁迫对小麦的影响。

本次实验是研究吸胀12小时萌发一周后，干旱处理一周的小麦其生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶（PPO、POD）、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸（ASA）含量的变化。

一、材料与方法1、材料及处理将吸胀12小时的小麦种子在有6层湿润滤纸的带盖白磁盘（24cmX16cm）培养基中生长7天，7天后将其中一部分幼苗干旱生长7天，7天后用相同的方法分别对实验组和对照组的小麦进行脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶（PPO、POD）、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸（ASA）的含量的测定。

2、测定方法[1](1)小麦种子发芽率的测定各取50粒吸胀的小麦种子→沿胚的中心线切成两半（严格区分两个半粒），进行下列实验：其中50个半粒进行TTC染色（30℃水浴20 min），另50个半粒进行曙红染色（室温染色10 min）根据两种方法的染色情况，分别计算发芽率。

(2)脯氨酸(Pro)含量的测定①脯氨酸(Pro)的提取：分别取实验组和对照组的胚芽鞘→加入3 mL 3%磺基水杨酸（SSA）和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 3% SSA 洗研钵→5000 rpm离心10 min →上清液定容至5 mL。

②脯氨酸(Pro)的测定：上清液各2 mL →分别加入2 mL冰乙酸和2 mL茚三酮试剂→煮沸15 min→冷却后→5000 rpm离心10 min （若没沉淀可略此步骤）→分别测定A520,将测得的结果用公式 Pro content = 用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε520计算出正常和干旱生长小麦的胚芽鞘的脯氨酸含量。

(3) 丙二醛(MDA)含量的测定①丙二醛(MDA)的提取：分别取 g 实验组和对照组→加入3 mL10%TCA 和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 10%TCA 洗研钵→5000rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。

②丙二醛(MDA)的测定：分别取上清液各2 mL →加入%TBA （用10% TCA 配制） 2 mL→煮沸12 min→冷却后→5000 rpm 离心5 min→分别测定OD 450和OD 532将测得的OD 450和OD 532的数据带入下列公式OD 450=C 1xOD 532 = C 1 x +C 2X155000C 1：可溶性糖的浓度，C 2：MDA 的浓度 解方程计算出C 1可溶性糖的浓度，C 2MDA 的浓度。

(4) 过氧化氢(H 2O 2)含量的测定①过氧化氢(H 2O 2)的提取：分别取 g 实验组和对照组→加入3 mL50 mM PBS (pH=，内含1mM HA)和少许石英砂→充分研磨→用2 mLPBS 洗研钵→5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。

②过氧化氢(H 2O 2) 含量的测定：分别取上清液各3 mL →加入%Ti(SO 4)2 [用20%(v/v) H 2SO 4配制] 1 mL→摇匀→ 5000 rpm 离心10 min → OD 410将测得的OD 410值带入下列公式H 2O 2 content = 用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε410（）计算出H 2O 2酶的含量。

(5) 抗氧化酶（PPO 、POD ）的测定①抗氧化酶（PPO 、POD ）的提取：分别取实验材料→加入少许石英砂和3 ml 提取液（50mmol/L PBS, ,内含0.１mmol/ LEDTA, 1%PVP ） → 充分研磨 →转入离心管中→用2 ml 提取液洗研钵→ 5000 rpm离心10 min →上清液定容至5 ml →用于测定POD 和PPO 酶活性或分装后转至-20或-80℃保存。

②POD 测定：取POD 反应混合液（10 mmol/L 愈创木酚，5mmol/L H 2O 2,用PBS 溶解） ml ，加入酶液50ul （空白调零用PBS 取代），立即记时，摇匀，读出反应2 min 时的A 470。

③PPO 测定：取PPO 反应混合液（ 20 mmol/L 邻苯二酚，用PBS溶解），加入酶液 ml （空白调零用PBS 取代），立即记时，摇匀，读出反应 2 min 时的A 410。

将测得的A 470和A 410数据带入公式 POD activities=用总显V V V tW A ⨯⨯⨯⨯ε470（）PPO activies=用总V V t W A ⨯⨯⨯01.0410计算出PPO 和POD 的值(6) 谷胱甘肽(GSH)含量的测定①谷胱甘肽(GSH)的提取：分别取 g 实验组和对照组的胚芽鞘→加入3 mL 5%三氯乙酸（TCA ）和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 5%TCA 洗研钵→ 5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。

②谷胱甘肽(GSH)含量的测定：上清液各1 mL → 分别加入2 PBS(pH= → 1 mL 2 mM DTNB → 25 ℃5 min→测定A 412将测得的A 412值带入公式GSH content=将GSH 的值计算出来 (7)、ASA 含量的测定①ASA 的提取：分别取实验组和对照组的胚芽鞘→加入3ml5%三氯乙酸（TCA ）和少许石英砂→充分研磨→用2ml5%三氯乙酸（TCA ）洗研钵→5000rpm 离心10min →上清液定容至5ml②ASA 的测定：上清液各（空白用5%TCA 代替）→→摇匀→分别加入%TCA 、44%磷酸和4%联吡啶→摇匀→加入3%→37℃15min →测定A525将测得的A 525值带入公式用 总 显 V V V W L A 412GSH content=将ASA 的值计算出来二、实验结果 1、小麦发芽率的结果两种方法测得的小麦发芽率不同，TTC 法测得的小麦种子成活26粒，发芽率为52%，而署红法测得的小麦种子成活47粒，发芽率为94%。

产生这种现象的原因是我们当时在做实验时不知道胚的具体位置，导致在切的时候没有沿胚切成两半，所以染色的结果刚开始是错误的。

后面我们问了老师胚的位置，所以用署红法测得的结果基本接近实际。

可能我们在数的时候有的因染色的部位少没有严格的区分导致结果没有达到100%。

但是从结果可以看出，小麦的发芽率还是很高的。

2、干旱胁迫对小麦胚芽鞘脯氨酸（Pro ）含量的影响和分析实验测得：正常生长OD=干旱生长OD=从图中可以看出，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262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[2]。

3、干旱胁迫对小麦胚芽鞘丙二醛（MDA ）含量影响用 总 显 V V V W L A525实验测得：正常生长OD450= OD532=干旱生长OD450= OD532=由表格可以看出干旱胁迫下生长的小麦胚芽鞘内所含的可溶性糖和MDA量比正常生长的小麦所含量高。

这一结果与山东农业大学研究生吴耀领再做抗旱性与丰产型小麦对干旱胁迫的响应所得到得结果一致[3]。

4、干旱胁迫对小麦胚芽鞘过氧化氢（H2O2）含量影响。

实验测得：正常生长OD410=干旱生长OD410=从图中可以看出干旱情况下的含量为 .g-1FW,正常情况下的为 .g-1FW，可以看出来干旱下的含量是正常生长的4倍多，这一结果与高方胜所作的土壤水分对番茄植物体内过氧化氢酶含量的含量变化相符，在干旱胁迫下植物体内的氧化酶含量升高相一致[4]。

5、干旱胁迫对抗氧化酶（PPO、POD）含量的影响实验测得：POD正常生长A470=干旱生长A470=PPO正常生长A410=干旱生长A410=结果表明，在干旱生长下的过氧化酶的含量比正常生长下要高很多，说明干旱胁迫下的POD和PPO活性比正常水平的POD和PPO活性强，从而在干旱生长时过氧化酶大量积累。

6、干旱胁迫对谷胱甘肽（GSH）含量的影响和分析实验测得：正常生长OD412=干旱生长OD412=从图中可以看出，实验组GSH含量对照组含量，实验组和对照组的含量存在差异，实验组GSH含量远比对照组的高。

说明干旱胁迫使GSH 含量升高。

7、干旱胁迫对抗坏血酸（ASA）含量的影响和分析实验测得：正常生长OD525=干旱生长OD525=从图中可以看出，干旱生长下抗坏血酸（ASA）的含量比正常生长下抗坏血酸的含量高很多，说明小麦在正常情况下ASA的含量很低，但是当遇到干旱胁迫时，植株的ASA大量积累。

三、结果分析与讨论本实验表明: 在干旱胁迫下, 小麦幼苗生长受到一定抑制作用,生理生化指标发生一系列变化,具体表现为：小麦幼苗胚芽鞘中脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗氧化酶（PPO、POD）、谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸（ASA）的含量在干旱胁迫下含量较正常情况下的明显升高。

1、干旱胁迫下脯氨酸（Pro）含量的变化：干旱胁迫下脯氨酸增加的原因为: ①脯氨酸脱氢酶活性降低, 使脯氨酸氧化减弱; ②干旱抑制了蛋白质的合成, 脯氨酸的利用降低, 使其在植物体内积累增加。