植物生理学 实验8 植物抗逆性的鉴定
植物的抗逆性
（2）生长受抑
活性氧明显抑制植物生长，且根比芽对高氧 逆境更敏感; 轻度的氧伤害在解除高氧逆境后可恢复生长， 重则不可逆致死
（3）诱发膜脂过氧化作用
膜脂过氧化是指生物膜中不饱和脂肪酸在 自由基诱发下发生的过氧化反应; 膜脂由液晶态转变成凝胶态，引起膜流动性 下降，质膜透性大大增加;
（4）损伤生物大分子
干旱引起直接的水分胁迫；低温、冰冻、盐渍、 高温引起间接的水分胁迫。
2．光合速率下降
任何逆境均引起光合速率下降
3．呼吸代谢发生变化 冻害、热害、盐渍、涝害引起呼吸速率下降；冷 害、干旱时呼吸速率先升后降；病害、伤害呼吸速 率显著增强，且PPP途径增强。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4．大分子物质降解 于合成
各种逆境下，物质的分解大
2．低温诱导蛋白
植物经过低温处理后重新合成的一些特异性 蛋白质，称为低温诱导蛋白（lowtemperature-induced protein）/冷响应蛋 白（cold responsive protein）/冷激蛋白 （cold shock protein）。
冷激蛋白的功能：减少细胞失水和防止细胞 脱水的作用，有助于提高植物对冰冻逆境的 抗性。
一般，膜脂中不饱和脂肪酸所占比例增大， 则抗冷性愈强。
膜脂中不饱和脂肪酸的相变温度顺序：
磷脂酰甘油 (PG) > 磷脂酰乙醇氨(PE) > 磷脂酰胆碱(PC) (PG主要存在于类囊体膜) (2) 膜损坏而引起代谢紊乱，导致死亡。
冷害 各酶之间 活性差异 膜脂相变 （液晶—固晶） 蛋白质变性 或解离
活性氧的氧化能力很强，能破坏植物体内蛋 白质（酶）、核酸等生物大分子。
植物抗逆性和抗病机制研究
植物抗逆性和抗病机制研究植物在生长过程中会面临各种各样的环境压力，如干旱、高温、低温、盐碱、污染等，在这些环境压力下，植物的生长状态和生理功能都会发生变化。
植物如果不能有效地抵抗这些压力，就会出现严重的生长障碍和病害。
因此，研究植物抗逆性和抗病机制是非常重要的。
一、植物抗逆性机制1. 生理响应机制植物在面对外界环境压力时，会通过生理响应机制来调节其生理功能，从而增强其对环境的适应能力。
生物学家发现，植物能够在逆境环境下积累一些特定的代谢产物，如脯氨酸、脯氨酸代谢物、抗氧化物等，通过这些代谢物的积累，植物可以有效地抵御各种环境压力。
此外，植物还可以调节其内源激素水平来促进其生长和抵御逆境。
2. 基因调控机制研究发现，植物在逆境环境下可以调节一些与逆境响应相关的基因表达。
例如，在干旱环境下，植物可以通过表达ABA信号通路相关的基因来增强其对干旱的抵御能力；在高盐环境下，植物则可以通过表达Na+/H+拍卖体基因来增加其排除盐分的能力。
因此，深入研究植物逆境响应的基因调控机制，可以为植物环境适应性研究提供重要的理论和实践指导。
3. 根系生长机制植物的根系生长状况对其环境适应能力有着至关重要的影响。
研究发现，植物在面对逆境时，其根系的生长状态和数量都会发生变化。
例如，植物在干旱环境下会发生深层生长，以更深的地下水层获取水分；在盐碱环境下则会发生根系增强，以吸收更多的生长素和营养。
二、植物抗病机制1. 植物免疫响应植物的免疫响应是指其通过活化免疫相关基因、合成防御相关蛋白和代谢物等方式来抵御病原体侵袭的过程。
研究发现，植物能够在侵染后通过相应的信号通路，如利用水杨酸、乙烯、茉莉酸等信号分子，来触发免疫响应反应。
此外，植物还可以通过抗体介导的免疫响应和细胞内免疫响应等机制来增强其对病原体的抵抗能力。
2. 抗原性蛋白研究发现，植物中存在着许多具有抗原性质的蛋白。
这些蛋白在植物抗病中起着非常重要的作用。
如PR蛋白家族，其代表的PR-1蛋白是植物典型的抗原性蛋白，通过与病原体特定的分子结合来抵御病害。
植物生理学 实验8_植物抗逆性的鉴定
当质膜的选择透性被破坏时细胞内电解质外渗，其中包括 盐类、有机酸等，这些物质进入环境介质中，如果环境介 质是蒸馏水，那么这些物质的外渗会使蒸馏水的导电性增 加，表现在电导率的增加上。植物受伤害愈严重，外渗的 物质越多，介质导电性也就越强，测得的电导率就越高 （不同抗性品种就会显示出抗性上的差异。） 本实验采用电导率法测定电解质的相对外渗率，来了解胁 迫情况下植物受害的程度。
伤害率
本次实验测定高温对植物细胞膜的伤害 电导率 K=GQ Q:电极常数（电导仪本身决定） 沸电导率
×100％
3 材料、仪器设备及试剂
（一）材料：梧桐叶片； （二）仪器设备： 1. 电导仪；2.打孔器；3. 真空干燥器； 4. 恒温水浴锅；
表1
电导值 A B
高温对叶片伤害率的影响
处理电导率 平均值Ct 煮沸电导率 平均值C100 伤害率 （Ct／ C100 ）×100
0 10 min
20 min
30 min
40 min
6 实验结果及分析
计算电导率时，取2支试管的平均值
计算伤害率 比较不同处理的叶片细胞透性的变化情况，记 录结果，并加以解释 以伤害率同处理时间的关系作图并分析
4 实验步骤
1) 打取叶圆片：自选叶片，洗净吸干，避开叶脉打取30个叶圆片, 放入1 支试管, 再打取30个叶圆片,放入另1支试管, 依此类推, 每支试管皆放 入30个叶圆片； 2) 试管分别编号为：1A,1B, 2A,2B ……5A,5B，每管加入15ml纯水, 抽真空15min；
3) 水浴处理：5组(1A1B,2A2B ……5A5B)分别在60℃水浴0，10，20， 30，40min，取出后用自来水冷却10分钟；
7 注意事项
植物的抗逆性研究
植物的抗逆性研究过去几十年来，随着气候变化、环境污染和人类活动的不断加剧，植物的抗逆性研究受到了越来越多的关注。
植物的抗逆性是指植物在各种不良环境条件下，能够维持正常生长和发育的能力。
这种抗逆性的研究对于了解植物的适应性和生存能力至关重要，也有助于培育更为抗逆的农作物品种。
一、抗逆性的定义和重要性植物的抗逆性是指植物在面对各种逆境胁迫时，能够保持生长发育的能力，以及在逆境中维持生理功能和生物化学平衡的能力。
逆境胁迫包括高温、低温、干旱、盐碱、重金属污染等。
植物的抗逆性研究对于揭示植物对环境适应的机理，为植物的改良和优化提供理论基础。
二、植物的抗逆性机制植物的抗逆性机制包括形态结构调控、生理调节和分子机制等方面。
形态结构调控主要表现为根系的生长、毛发形成、叶片形态的变化等，这些调控可以使植物更好地适应环境的变迁。
生理调节方面，植物通过调节生长素、激素和抗氧化酶等的合成和积累，来增强自身对逆境的耐受性。
分子机制方面，植物通过转录调控、蛋白质调控和信号传导等方式来实现抗逆。
三、抗逆性研究的方法与应用目前，研究者们通过多种方法来研究植物的抗逆性，包括遗传育种、生物化学分析、分子生物学技术等。
其中，遗传育种是最为直观和有效的方法，通过筛选和选育表现出较高抗逆性的品种，可以为农业生产提供更加适应恶劣环境的农作物。
在实际应用上，植物的抗逆性研究可以为农业生产提供指导，减少逆境引起的作物减产，提高农作物产量和质量。
四、未来的研究方向和挑战尽管在植物的抗逆性研究方面已经取得了一定的进展，但仍然面临着许多挑战。
首先，植物的抗逆性机制是一个复杂的生理过程，需要更深入地理解其分子机制和信号通路。
其次，随着全球气候变化的加剧，新兴的环境胁迫问题以及农作物病虫害的爆发给植物抗逆性研究带来了新的挑战。
因此，未来的研究方向应该着重于植物适应恶劣环境的分子调控机制和抗逆性的遗传改良，以及开发更加精准的抗逆性检测和评价方法。
综上所述，植物的抗逆性研究是一个关键的研究领域，对于深入了解植物适应环境的机理，提高农作物品质和产量具有重要意义。
植物的抗逆性状
植物的抗逆性状植物生长环境是多变的，面对不同的逆境环境如干旱、高温、低温、盐碱、重金属等等，植物需要具备一定的抗逆性状，以适应并生存下来。
抗逆性状是指植物在不良环境下仍然能够保持正常生长和代谢功能的一些特征和机制。
本文将从生理、形态和分子水平上介绍植物的抗逆性状。
首先，生理性抗逆性状是植物在逆境环境中通过调节自身代谢和生理过程以适应环境的一种策略。
例如，干旱胁迫下，植物会通过调节水分平衡来应对干旱环境。
植物在根系中生产和积蓄各种适应干旱的物质，如可溶性糖和脯氨酸，以提高细胞内的渗透压，增加细胞对水分的吸引力，保持细胞水分的稳定。
同时，植物会调节根、茎、叶之间的水分传输速率，减少水分流失。
另外，植物还会通过闭气孔降低蒸腾作用，减少水分蒸发量。
其次，形态性抗逆性状是植物在逆境环境中通过生长形态的改变来适应环境的一种策略。
例如，高温胁迫下，植物生长会出现开花时间提前、植株变矮等形态上的变化，以减少蒸腾作用和减轻温度胁迫。
植物在干旱环境中的根系生长也会出现形态上的调整，如增加根毛的数量和长度，增大根系表面积以提高吸水能力。
此外，植物的叶片形态也会受到环境的影响而发生变化，如干旱环境中叶片会变薄、变小，减少叶片表面积，从而减少水分蒸发。
再次，分子性抗逆性状是植物在逆境环境中通过调节基因表达和信号传导来适应环境的一种策略。
植物在受到逆境胁迫时会产生一系列的响应信号，通过信号传导途径来调控基因的表达，以适应逆境环境。
这些途径包括激素信号传导途径、钙信号传导途径、过氧化物酶体信号传导途径等等。
例如，植物在面对盐胁迫时会产生激素乙烯，并通过乙烯信号传导途径来调节离子吸收、水分利用和细胞膜稳定性等关键生理过程，以减轻盐胁迫对植物的伤害。
总之，植物的抗逆性状是植物在逆境环境中适应和生存下来的关键特征。
这些性状包括生理、形态和分子水平上的特征和机制。
通过调节自身的代谢和生理过程，改变生长形态，以及调控基因表达和信号传导等方式，植物能够应对不同的逆境环境。
植物抗逆性检验-丙二醛含量
植物抗逆性检验-丙二醛含量方法一：一、目的通过实验，掌握植物体内丙二醛含量测定的原理及方法。
二、原理丙二醛（MDA）是由于植物官衰老或在逆境条件下受伤害，其组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的。
它的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系。
测定植物体内丙二醛含量，通常利用硫代巴比妥酸(TBA)在酸性条件下加热与组织中的丙二醛产生显色反应，生成红棕色的三甲川（3、5、5－三甲基恶唑2、4－二酮），三甲川最大的吸收波长在532nm。
但是测定植物组织中MDA时受多种物质的干扰，其中最主要的是可溶性糖，糖与硫代巴比妥酸显色反应产物的最大吸收波长在450nm处，在532nm处也有吸收。
植物遭受干旱、高温、低温等逆境胁迫时可溶性糖增加，因此测定植物组织中丙二醛与硫代巴比妥酸反应产物含量时一定要排除可溶性糖的干扰。
此外在532nm波长处尚有非特异的背景吸收的影响也要加以排除。
低浓度的铁离子能显著增加硫代巴比妥酸与蔗糖或丙二醛显色反应物在532、450nm处的吸光度值，所以在蔗糖、丙二醛与硫代巴比妥酸显色反应中需要有一定的铁离子，通常植物组织中铁离子的含量为100－300μg·g－1Dw，根据植物样品量和提取液的体积，加入Fe3＋的终浓度为0.5nmol· L－1。
在532nm、600nm和450nm波长处测定吸光度值，即可计算出丙二醛含量。
三、材料、仪器设备及试剂1. 材料：植物叶片。
2. 仪器设备：离心机，分光光度计；电子分析天平；恒温水浴；研钵；试管；移液管（1ml、5ml）、试管架；移液管架；洗耳球；剪刀。
3. 试剂：10％三氯乙酸；0.6％硫代巴比妥酸（TBA）溶液：石英砂。
四、实验步骤1. 丙二醛的提取称取受干旱、高温、低温等逆境胁迫的植物叶片1g，加入少量石英砂和10％三氯乙酸2ml，研磨至匀浆，再加8ml10％三氯乙酸进一步研磨，匀浆以4000r/min离心10min，其上清液为丙二醛提取液。
植物生理学实验实验八 植物抗逆性测定
处理电导率
• 伤害率（％）＝
×100％
煮沸电导率
5. 结果与分析
CK 10 min 20 min 30 min 40 min
表1 高温对叶片伤害率的影响
ห้องสมุดไป่ตู้实测 电导值
处理
煮沸后
煮沸后
电导率 实测电导值 电导率
注： 电导率取2支试管的平均值。
伤害率
1) 计算伤害率；
2) 比较不同处理的叶片细胞透性的变化情况， 记录结果，并加以解释；
3) 以伤害率同处理时间的关系作图并分析。
6. 注意事项
✓ 叶片不要用蜡质的，可以用梧桐叶、芭蕉叶； ✓ 水浴和测量前轻摇试管； ✓ 水浴时试管液面要低于水浴锅液面； ✓ 煮沸时单管要分开，否则沸水窜入试管； ✓ 电导仪使用前电极放入纯水中浸泡，开关打开后，不要长时间将
电极放在待测液或水中。 ✓ 注意测量处理电导率后，拿出电极时不要带出叶片，尽量少带出
溶液） ✓ 每次往待测液中插入电极时，都要首先用纯水冲洗电极，并轻轻
拭干。
植物生理学考试
1. 名词解释 10 个（30分）例如：植物激素，热击蛋白。。。 2. 英译中 10 个（10分）例如：ABA, ROS, PCD, CAT, SOD等。。。 3. 选择题 20 个 （20分） 4. 简述题 5 个 （25分） 5. 论述题 1 个 （15分） 6. 附加：实验题 3 个
实验八 植物抗逆性测定
1. 实验目的
➢ 了解实验原理； ➢ 了解电导仪的使用方法； ➢ 了解环境（高温）对电导率的影响；
2. 实验原理
植物细胞膜是细胞与外界环境的一道分界面，对维持细胞的 微环境和正常的代谢起着重要的作用。 在正常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。当植物受 到逆境影响时，如高温或低温，干旱、盐渍、病原菌侵染后， 细胞膜遭到破坏，膜透性增大，从而使细胞内的电解质外渗， 以致植物细胞浸提液的电导率增大。 膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的 强弱有关。
植物抗逆性状鉴定及其功能基因挖掘
植物抗逆性状鉴定及其功能基因挖掘随着气候变化和环境污染的加剧，植物面临着越来越严峻的逆境环境。
为了更好地了解植物抗逆性状并挖掘功能基因，越来越多的研究者开始关注植物抗逆性状鉴定及其功能基因挖掘的研究。
植物抗逆性状是指植物在环境压力下的适应能力，包括耐旱、耐盐、耐寒、耐热等多种性状。
近年来，越来越多的研究表明植物抗逆性状与其生长发育、产量及品质等相关性状密不可分。
因此，开展植物抗逆性状鉴定研究对于提高农作物产量、改善环境污染等具有重要意义。
目前，植物抗逆性状鉴定的方法主要包括生理指标测定、形态指标测量、分子生物学方法等。
其中，生理指标测定主要是通过测量植株的生理参数，如相对水分含量、叶片水势、抗氧化酶活性、光合速率等进行的。
形态指标测量则是通过对植株的形态特征进行评估，如根长、根周径、根表面积等。
但是，以上两种方法有一个共同的缺点，即测定的参数数量有限，无法全面反映植物的抗逆性状。
因此，越来越多的研究者开始采用分子生物学方法进行植物的抗逆性状鉴定。
常用的分子生物学方法包括DNA芯片技术、转录组分析、蛋白质组分析等。
这些方法可以全面地揭示植物在环境压力下的生物学响应，并确定功能基因。
功能基因是指对植物抗逆性状具有重要作用的基因。
通过挖掘功能基因，可以加深对植物抗逆性状的认识，并为后续的植物遗传改良提供有力的理论基础。
目前，功能基因挖掘的方法主要包括转录组学、蛋白质组学、基因组学等。
其中，转录组学是近年来研究植物功能基因最常用的方法之一。
通过高通量测序技术，可以快速、全面地揭示植物对逆境条件的响应，并鉴定差异表达的基因。
一些差异表达基因被认为是与植物的抗逆性状密切相关的功能基因。
除了转录组学外，蛋白质组学也是重要的功能基因挖掘方法之一。
蛋白质是生物体中最重要的功能分子之一，是基因表达的最终产物。
因此，通过蛋白质组学的方法，可以直接鉴定与植物抗逆性状相关的蛋白质，并进一步挖掘其功能基因。
基因组学则是更加全面地研究功能基因的方法。
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录结果，并加以解释 ? 以伤害率同处理时间的关系作图并分析
7 注意事项
? 整个过程中，叶片接触的用具必须绝对洁净 （全部器皿要洗净），也不要用手直接接触叶 片，以免污染。
?水浴加热隔 3分钟摇一次，测量前也要摇匀； ? 煮沸时单管要分开，否则沸水窜入试管； ? 每次往待测液中插入电极时，都要首先用纯水
1. 电导仪；2.打孔器； 3. 真空干燥器； 4. 恒温水浴锅；
4 实验步骤
1) 打取叶圆片：自选叶片，洗净吸干，避开叶脉打取 30个叶圆片, 放入1 支试管, 再打取30个叶圆片, 放入另1 支试管, 依此类推, 每支试管皆放 入30个叶圆片；
2) 试管分别编号为：1A,1B, 2A,2B ……5A,5B ，每管加入15ml 纯水,
抽真空15min ； 3) 水浴处理：5组(1A1B,2A2B ……5A5B) 分别在60℃水浴0，10 ，20，
30，40min，取出后用自来水冷却10 分钟；
高温处理 0
10
20
时间（min）
重复1管号 1A
2A
3A
重复2管号 1B
2B
3B
30
40
4A
Hale Waihona Puke 5A4B5B
4) 测量电导率：用电导仪测定浸泡溶液的电导率（分组单独 领取电导仪，详细使用方法分组指导）；
实验九 高温胁迫对植物 细胞膜的伤害
1. 实验目的
■ 学习电导仪法测定膜相对透性的方法 ■ 理解逆境对植物膜透性的影响
2. 实验原理
? 植物细胞膜起调节控制细胞内外物质交换的作用，它的选 择透性是其最重要的功能之一。
? 当植物受到逆境影响时，如高温或低温，干旱、盐渍、病 原菌侵染后，细胞膜遭到破坏，膜的透性增加，选择透性 丧失，细胞内部分电解质外渗，以致植物细胞浸提液的电 导率增大。
? 本实验采用电导率法测定电解质的相对外渗率，来了解胁 迫情况下植物受害的程度。
伤害率
? 本次实验测定高温对植物细胞膜的伤害 ?电导率 K=GQ
?Q:电极常数（电导仪本身决定） ?G:实测电导值
处理电导率
?伤害率（％）＝煮沸电导率 ×100 ％
3 材料、仪器设备及试剂
（一）材料：梧桐叶片； （二）仪器设备：
? 膜结构破坏的程度与逆境的强度、持续的时间、作物品种 的抗性等因素有关。因此，质膜透性的测定常可作为逆境 伤害的一个生理指标，广泛应用在植物抗性生理研究中。
? 当质膜的选择透性被破坏时细胞内电解质外渗，其中包括 盐类、有机酸等，这些物质进入环境介质中，如果环境介 质是蒸馏水，那么这些物质的外渗会使蒸馏水的导电性增 加，表现在电导率的增加上。植物受伤害愈严重，外渗的 物质越多，介质导电性也就越强，测得的电导率就越高 （不同抗性品种就会显示出抗性上的差异。）
5) 煮沸电导率：测过电导率的10 支试管再放入100 ℃沸水浴 中15min ，以杀死植物细胞，使细胞内溶物全部泄露出来， 取出试管后用自来水冷却10min ，测其煮沸电导率。
电导仪的使用方法
? 电源开关“开”，预热； ? 打开（测量/校正）拨至“测量”；（补偿/一般）拨至
“一般”；（×1/ ×10 -2 ）拨至“×1”；量程范围选 “×10 3”，使待测值介于0.1 ～0.999 之间。 ? 每次往待测液中插入电极时，都要首先用纯水冲洗电极， 并用吸水纸轻轻拭干。
5 数据记录与处理
表1 高温对叶片伤害率的影响
0 10 min 20 min 30 min
电导值 AB
处理电导率 煮沸电导率
平均值Ct
平均值C100
伤害率 （Ct／ C 100 ）×100
40 min
6 实验结果及分析
?计算电导率时，取 2支试管的平均值 ? 计算伤害率 ? 比较不同处理的叶片细胞透性的变化情况，记