植物抗寒性鉴定
植物抗寒性鉴定
我国植物种类繁多，分布区域广，在晚秋和早春时期发生的冻害和冷害两种低温危害，常常给越冬作物和果木造成严重伤害。冻害由0℃以下低温造成，冷害由0℃以上低温引起，冷害对植物的伤害程度，除取决于低温外，还取决于低温维持时间的长短。植物抗寒性的强弱决定其生长季节，因此蔬菜作物利用抗寒品种，可以将露地栽培提前，提早供应市场；而选育抗寒性强的果树品种，不仅是寒带果树育种者的主攻方向，而且也是温带甚至热带果树育种者重要育种目标之一。
本实验重点学习实验室间接鉴定果树抗寒性的方法和步骤。
一、试材及用具
1．试材及处理：植物枝条或花朵，将采回的枝条剪成40cm左右的长度，用自来水冲洗数遍（洗掉泥土、灰尘、虫卵），再用蒸馏水冲洗三次，然后用吸水纸吸干水分，最后将枝条末端进行蜡封。将每个品种蜡封后的枝条分成相等的6份，其中一份作为对照，其余每份作为一个低温处理，放于冰箱中（0℃～4℃）保存备用。每次处理时，各取参试品种的一份枝条放于超低温冰箱或程控冰箱内进行低温处理，处理温度梯度为：CK（0℃），-20℃，-25℃，-30℃，-35℃，-40℃。降温速度为4℃/h，达到目的处理温度后维持12h，然后逐步升温，升温速度亦为4℃/h。花朵的处理温度梯度为：CK（0℃），-1℃，-3℃，-5℃，-6℃，-7℃，-8℃。
2．仪器烘箱，发芽箱，培养皿，标牌，电导仪，具塞刻度试管（20ml），恒温水浴锅，温度计，玻璃棒，天平，研钵，石英砂，高速台式离心机，分光光度计，微量进样器，荧光灯（4000lx），容量瓶（250ml、25ml），聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳槽，刻度吸管（10ml、5ml），离心管等。
二、内容说明
植物的抗寒性鉴定可分为田间鉴定和实验室间接鉴定两种方法。
1．田间鉴定田间自然鉴定就是在冻害发生期（早春及晚秋）对受冻的田间植株一定器官、组织以一定的标准进行评价、比较，然后根据冻害情况评价抗寒性。陈学森等（2001）对山东省春季“倒春寒”发生后，受害的核果类果树的花器官的抗寒性进行了调查，选出了当地花期抗寒性较强的红荷包、红丰等杏品种，证明
种间的抗寒力大小顺序是：桃﹥杏﹥李﹥大樱桃。
赵玉田（1993）对不同生态型玉米的抗寒性进行了田间鉴定，测定的项目包括３个抗冷指标：
相对出苗率（%）（RER）：
幼苗干物重（SDW），取地上部三叶期10株幼苗，烘至恒重。
三个抗冷特性以总指数值（TIV）表示，即占各自等级顺序之和。其值反应了低温下种子出苗生长和干物质积累能力。
田间鉴定能最直接的反映不同品种在同一条件下的抗寒性差异。该法直接、简单，可进行大范围、大群体的评价，但受地域、品种数量的限制，只能比较少数几个同一地段的品种之间的抗寒力差异，不能对他们的抗寒能力进行量化。
2．实验室间接鉴定实验室间接鉴定，就是根据作物某些生理生化指标及物理指标间接推断供试材料的抗寒性。
物理指标Lyons和Raison（1970）证明植物低温发生时，生物膜首先发生膜脂的物相变化，膜的外形和厚度发生变化，膜上产生龟裂，因而膜的透性增大，电解质大量外渗。抗寒性强的品种细胞膜透性增大程度轻，抗寒性差的品种与之相反。因此，测量电解质外渗量变化可以比较植物的抗寒性。在黑穗醋栗、梨、猕猴桃（Shaoli Lu，1990）等许多种果树的不同器官，如花、枝、叶等都有相似结论。另外，通过电导率值配以Logistic方程，可以求出半致死温度，确定植物的临界致死温度。
常用差示温度分析来测量深过冷。以DTA法测定，一般植物在零下几度即散热结冰，称为高温散热。经过低温锻炼的抗寒木本植物，在连续降温过程中，可见到有多次散热，第一次在零下几度，主要是细胞外结冰，最后一次散热可达-20～-45℃的低温以下，叫低温散热。在低温散热前一霎那的温度，即深过冷温度，用LTE温度表示。深过冷低温散热时，可出现细胞内结冰而使组织死亡。日本
京都大学S.K.Kang（1998）等对苹果、桃、梨、柿子和葡萄5种落叶果树通过温度分析测定了两种散热HTE和LTE，发现柿子与葡萄仅有LTE，所有树种的低温散热温度与花芽的半致死温度一致。
生理生化指标主要包括超氧物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性测定及同工酶分析、丙二醛（MDA）及可溶性糖含量等方法。
三、方法步骤
（一）质膜透性测定－电导法
近年来的研究表明，在低温伤害尤其冷害中，膜系统常常是最先受到伤害的部位，寒害能使脂膜受损伤，透性加大，细胞内离子（主要是K＋离子）外渗量增多，电导率加大。因此可以用电导仪测定溶液的电导率，求算电解质渗出率（或称伤害率）。伤害率愈高则愈不抗寒，反之则愈抗寒。
1．电解质渗出率的测定
取处理和对照样品各0.5g，放入试管中，加10ml去离子水，置25℃下10h。用玻璃棒搅拌均匀，然后用电导仪测电导值分别为T1和C1。再将试管放入沸水中10min，待其冷却至25℃时，测得处理和对照得电导值为T2和C2，按下式计算电解质渗出率和伤害度：
2．绝对电解质渗出量的测定
有时为了求得电解质的绝对渗出量，需要用分析纯的KCl配成不同浓度的标准液（0.01－10mmol/L），在25℃下测定其电导率值，并绘制电导率（μS/cm）—浓度（mg/ml）标准曲线。由标准曲线查知样品的外渗电导率值相当于KCl的浓度，再折算每克材料的绝对外渗量（mg/g），即
绝对电解质渗出量（mg/g），即
绝对电解质渗出量（mg/g）＝A×B/W
式中，A—根据样品电导率值，从标准曲线中查出的与KCl相当浓度（mg/ml）；
B—浸泡液的体积（ml）；
W—样品鲜重（g）。
2．注意事项
（1）在电导测定中一般应用去离子水，若制备困难可用普通蒸馏水代替，但在测定中设一空白试管，测定样品时要同时测定其空白电导值，按下式计算相对电导度：
（2）CO2在水中的溶解度较高，在测定电导时要防止高CO2气源和口中呼出的CO2进入试管，以免影响结果的稳定性。
（3）温度对溶液电导影响很大，故S1与S2必须在相同温度下测定。
（二）超氧物歧化酶（SOD）测定
超氧物歧化酶（SOD）是一种清除超氧阴离子自由基的酶，普遍存在于植物体内。本实验依据超氧物歧化酶抑制氮蓝四唑（NBT）在光下的还原作用来确定酶活性大小。在有可氧化物质存在下，核黄素可被光还原，被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产生超氧阴离子自由基，超氧阴离子自由基可将氮蓝四唑还原为蓝色的甲月朁，后者在560nm处有最大吸收。而SOD可清除超氧阴离子自由基从而抑制了甲月朁的形成。于是光还原反应后，反应液蓝色愈深说明酶活性愈低，反之酶活性愈高。据此可以计算出酶活性大小。
1．试剂配制
0.05mol/L磷酸缓冲液（pH7.8）
130mmol/L甲硫氨酸（Met）溶液：称1.9399g Met用磷酸缓冲液定容至100ml。750μmol/L氮蓝四唑（NBT）溶液：称取0.06133g NBT用磷酸缓冲液定容至100ml避光保存。
100μmol/L EDTA-Na2溶液：称取0.03721g EDTA-Na2用磷酸缓冲液定容至1000ml。
20μmol/L核黄素溶液：称取0.00753g核黄素定容至1000ml避光保存。
2．酶液提取
称取处理和对照样品各0.5g，加入5ml磷酸缓冲液，冰浴研磨提取，然后15000rpm离心10min，所提上清液为酶液。
3．显色反应
3ml反应液为0.05mol/L磷酸缓冲液1.5ml，750umol.L-1NBT溶液、130mmol/L 甲硫氨酸（MET）溶液、100umol/L乙二胺四乙酸二钠（EDTA-Na2）液、20umol/L 核黄素各0.3ml，蒸馏水0.25ml和0.05ml酶提取液（对照管加蒸馏水）。混匀后将１支对照管置暗处，其它各管于4000lx日光灯下反应20min（要求各管受光情况一致，温度高时间缩短，低时间延长）。
4．SOD活性测定与计算
反应结束后，以不照光的对照管做空白，分别测定其它各管的光吸收，已知SOD 活性单位以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活性单位表示，按下式计算SOD 活性。
式中：SOD总活性以每克鲜重酶单位表示；比活力单位以酶单位/mg蛋白表示；ACK—照光对照管的光吸收值；
AE—样品管的光吸收值；
V—样液总体积（cm3）；
Vt—测定时样品用量（cm3）；
W－样重（g）；
蛋白质浓度单位为：mg蛋白/g样重。
研究表明，当遭受低温胁迫时，引起SOD活性的下降，下降的百分率与品种抗冷性呈负相关，故能反应品种间抗冷能力的高低。
（三）过氧化氢酶（CAT）活性的测定
低温胁迫下，细胞内易产生H2O2破坏膜系统的稳定，而过氧化氢酶（CAT）能把H2O2分解为H2O和O2，从而清除H2O2维护膜的稳定性。研究表明，抗寒性
强的品种有较高的过氧化氢酶活性，且随温度下降，以抗寒性强的品种下降幅度小，与抗寒性呈显著性相关。
CAT酶活性大小可用一定时间内分解的H2O2量来表示。在反应系统中加入一定量（反应过量）的H2O2溶液，经酶促反应后，用标准高锰酸钾溶液（在酸性条件下）滴定多余的H2O2，即可求出被CAT分解的H2O2量：
1．试剂配制
10%H2SO4；0.2mol/L 磷酸缓冲液（pH＝7.8）；
0.1mol/L 高锰酸钾标准液：称取KMnO4（AR）3.160g，用新煮沸冷却蒸馏水配制成1000ml，用0.1mol/L草酸标定；
0.1mol/L H2O2：取30%H2O2溶液5.68ml，稀释至1000ml，用标准0.1mol/L KMnO4溶液在酸性条件下标定。
2．酶液提取
取剪碎的样品2.5g加入磷酸缓冲液（pH7.8）少量，研磨成匀浆，转移到25ml 容量瓶中，将研钵冲洗干净，冲洗液转至容量瓶中，并用同一缓冲液定容，4000×g 离心10min，上清液为酶粗提液。
3．酶液滴定
取50ml三角瓶4个（两个测定，两个对照），测定加入酶液2.5ml，对照为煮死酶液2.5ml；再加入2.5ml 0.1mol/L H2O2，同时计算时间，于30℃恒温水浴中反应10min，立即加入10%H2SO4 2.5ml。然后用0.1mol/L KMnO4滴定，至出现粉红色（30min内不消失）为终点。
4．结果计算
酶活性用每克鲜重样品在10min内分解H2O2毫克数表示。
A－对照KMnO4滴定ml数；
B－酶反应后KMnO4滴定ml数；
V－酶提取液总量（ml）；
a－反应所用酶液量（ml）；
W－样重（g）。
5．注意事项
所用KMnO4溶液及H2O2溶液使用前要经过标定，0.1mol/L H2O2要新配制。（四）过氧化物酶（POD）活性测定及同工酶分析
1．过氧化物酶（POD）活性测定
在过氧化物酶催化下，过氧化氢分解成水和原子氧，原子氧能氧化联苯胺产生一种蓝色的化学物质，该蓝色化合物在波长580nm处有一最大吸收峰。蓝色物质的生成速度（dx/dt）与反应系统中过氧化氢分解速率呈正相关。因此，用分光光度计测出蓝色物质密度的变化（单位时间内反应液中光密度的变化），可以表示过氧化物酶的活性。
（1）试剂配制
0.1M pH8.5 Tris-HCl缓冲液：称取1.211g Tris-HCl溶于80ml蒸馏水，加
36.5%HCl 0.42ml，用NaOH调pH至8.5，定容至100ml。
0.1M过氧化氢：1ml 30%的过氧化氢稀释到100ml。
0.005M 联苯胺醋酸－醋酸钠缓冲液：在200ml容量瓶中，先加入2/3的蒸馏水及2.3ml冰乙酸和184mg联苯胺。在50－60℃水浴中加热溶解，然后加入5.45g 无水醋酸钠。待完全溶解后，冷却，加水定容到刻度线。
（2）酶液提取
将样品剪碎，称取1g，加入酶提取液（0.1M pH8.5Tris－HCl缓冲液）5ml和少量石英砂，在研钵中磨碎。然后再次加入5ml酶提取液稀释。转入离心管在1500rpm·min-1的速度下离心15min。上清液贮于冰箱中待用。
（3）酶活性测定
测定前，将酶液稀释300～500倍。吸1ml酶液，加入2ml联苯胺醋酸－醋酸钠缓冲剂，在28～32℃水浴中保温3～5分钟。测定时，加入1ml 0.1M过氧化氢，立即摇匀，并转入比色皿中，用分光光度计在波长580nm下测定光密度的变化。从加入过氧化氢起计时，每15s读数一次。
（4）酶活性的计算
过氧化氢与酶液接触后，立即产生蓝色物质，分光光度计上光密度读数不断上升，但随反应时间延长，光密度变化减小。在开始反应的45～60s种之内，光密度
呈直线上升。取第15～45s之间的光密度变化，按下式计算样品中过氧化物酶活性。
E表示酶活性，单位为△O.D./mg F.W./Min。
研究表明，抗寒性强的品种POD活性高于抗寒性差的品种，且随温度下降变幅较缓。
2．化物酶（POD）同工酶分析
用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳技术分离POD同工酶。
（1）贮液的配制
A．30%Acr－0.8%Bis贮液：称取30gAcr和0.8gBis，用50ml重蒸水加热溶解，将溶液用定性滤纸过滤到100ml容量瓶内，定容后盛于棕色瓶中，于0-4℃冰箱中保存。
B．1M Tris-HCl缓冲液（pH值8.8）：称取121.14gTris用重蒸水溶解后倒入1000ml容量瓶中，用浓盐酸调pH值至8.8，最终加水定容至1000ml，然后用滤纸过滤，盛于棕色瓶中，放入0～4℃冰箱保存。
C．1M Tris-HCl缓冲液（pH6.8）：称12.114gTris用重蒸水溶解后倒入100ml 容量瓶中，用浓盐酸调pH值至6.8，最终加水定容至100ml，然后用滤纸过滤，盛于棕色瓶中，放入0～4℃冰箱保存。
D．电极缓冲液：称取141.1g甘氨酸和30g Tris用重蒸水加热溶解后倒入1000ml 容量瓶中，加水定容至1000ml。用时稀释20倍，调pH值至8.3。
E．1%过硫酸铵溶液：称0.5g过硫酸铵溶于50ml重蒸水中，放入0～4℃冰箱，可保存一周。
F．溴酚蓝溶液：称0.2g溴酚兰溶于100ml重蒸水中，配成0.2%。
（2）凝胶板的制备
①分离胶的制备
分离胶浓度多为7%，按照表5－3进行配制。先用刻度吸管准确地吸取30%Acr －0.8%Bis和1M Tris-HCl（pH8.8）于抽滤瓶中，用电动吸引器减压抽气，除去溶液中气泡，抽气毕，再加入1%过硫酸铵溶液和TEMED，摇匀后，小心地
将凝胶加入凝胶板模具内，上面加一水层，在25～30℃的地方进行聚胶，约1h。表5－3 分离胶的配制
TEMED（四甲基乙二胺）也可用DMPN（二甲氨基丙晴）或TEOA（三乙醇胺）替代。
②隔层胶的配制
按表5－4进行隔层胶的配制，用刻度吸管准确吸取30%Acr－0.8%Bis和1M Tris-HCl（pH6.8）于抽滤瓶中，用电动吸引器减压抽气，与此同时，吸去分离胶上层的水层，抽气毕，加入1%过硫酸铵溶液和TEMED，立即灌注隔层胶（凝胶板需要迅速加入蓖子），其中加一水层，约1h可聚合好。
表5－4隔层胶的配制
TEMED（四甲基乙二胺）也可用DMPN（二甲氨基丙晴）或TEOA（三乙醇胺）替代。
（3）加样
装置好垂直板电泳槽，用1%热琼脂封好缝隙。
样品制备：每克鲜样加3.0ml 0.1mol/L的磷酸缓冲液（pH＝7.0），研磨，用纱布粗过滤，滤液离心：4000r/min，（0±2）℃，取上清液作供试酶液。
用10伏/厘米预电泳三分钟后，用微量进样器吸取样品液分别每管加入50微升。
（4）电泳
加样毕，注电极缓冲液入上、下电泳槽，在上槽中加入一滴溴酚蓝。接通电源，上槽为负极，下槽为正极。调节电流为2毫安/厘米（2毫安/管），在冰箱内进行。待溴酚蓝迁移至下端约0.5～1cm处停止电泳，约2h。
（5）染色
将脱下的凝胶，用去离子水冲洗凝胶板后，放入长方型白瓷盘中染色。
A．染色贮液配制
①0.2M醋酸钠溶液：称2.8g醋酸钠溶于100ml重蒸水中。
②5mM硫酸锰溶液：称取0.168g硫酸锰，溶于200ml重蒸水中。
③联苯胺溶液：称0.5g联苯胺，溶于10%冰醋酸250ml中。
④愈创木酚溶液：称1.35g愈创木酚，溶于250ml10%醋酸中。
以上四种溶液放冰箱中长期备用。
⑤0.12%H2O2：凝胶洗出后才加。随配随用。
B．染色配比
①：②：③：④：⑤＝20：2：5：8：5
C．染色
将配好的染色液倒入白瓷盘内凝胶板上，37℃保温30min，酶带呈紫红色。取出漂洗后，7%醋酸中保存。
过氧化物酶同工酶显色2～3d更为清楚，在暗室用透光照相的方法效果较好。也可用280mm波长下用光密度计扫描定量。
（6）同工酶带相对迁移率计算
研究表明，过氧化物同工酶与植物抗寒性的关系极为密切，抗寒性强的品种的同工酶带一般比抗寒性差的品种多1～3条，且随着温度下降变化缓慢。
（五）丙二醛含量的测定
正常情况下由于植物体内活性氧的产生与清除处于平衡状态，不会导致植物伤害。但在低温胁迫环境下，植物器官往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的最终分解产物，常用作测定膜脂过氧化的指标。
在酸性和高温度条件下，可以与硫代巴比妥酸（TBA）反应生成红棕色的三甲川（3,5,5-三甲恶唑2,4-二酮），其最大吸收波长在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TBA显色反应产物的最大吸收波长在450nm，532nm处也有吸收。植物遭受低温胁迫时可溶性糖增加，因此测定植物组织中MDA-TBA反应物质含量时一定要排除可溶性糖的干扰。低浓度的铁离子能够显著增加TBA与蔗糖或MDA显色反应物在532、450nm 处的消光度值，所以在蔗糖、MDA与TBA显色反应中需一定量的铁离子，通常植物组织中铁离子的含量为100～300μg/g DW，根据植物样品量和提取液的体积，加入Fe3＋的终浓度为0.5μmol/L。
A．直线回归法
MDA与TBA显色反应产物在450nm波长下的消光度值为零。不同浓度的蔗糖（0-25 mmol/L）与TBA显色反应产物在450nm的消光度值与532nm和600nm 处的消光度值之差成正相关，配制一系列浓度的蔗糖与TBA显色反应后，测定上述三个波长的消光度值，求其直线方程，可求算糖分在532nm处的消光度值。UV-120型紫外可见分光光度计的直线方程为：
Y532＝-0.00198＋0.088D450……………………………………①
B．双组分分光光度计法
据朗伯-比尔定律：D＝kCL，当液层厚度为1cm时，k＝D/C，k称为该物质的比吸收系数。当某一溶液中有数种吸光物质时，某一波长下的消光度值等于此混合液在该波长下各显色物质的消光度之和。
已知蔗糖与TBA显色反应产物在450nm和532nm波长下的比吸收系数分别为85.40，7.40。MDA在450nm波长下无吸收，故该波长的比吸收系数为0，532nm 波长下的比吸收系数为155，根据双组分分光度计法建立方程组，求解方程得计算公式：
C1（mmol/L）＝11.71D450……………………………………………………②
C2（μmol/L）＝6.45（D532-D600）-0.56D450 …………………………………③
式中C1为可溶性糖的浓度，C2为MDA的浓度，D450、D532、D600分别代表450nm、532nm和600nm波长下的消光度值。
0.6%硫代巴比妥酸：称取硫代巴比妥酸，先加少量氢氧化钠（1mol/L）溶解，
再用10%的三氯乙酸定容。
1．MDA的提取
称取样品１g，加入2ml10%TCA和少量石英砂，研磨至匀浆，再加8ml TCA进一步研磨，匀浆在4000×g离心10分钟，上清液为样品提取液。
2．显色反应和测定
吸取离心的上清液2ml（对照加2ml蒸馏水），加入2ml 0.6%TBA溶液，混匀物于沸水浴上反应15min，迅速冷却后再离心。取上清液测定532nm、600nm和450nm波长下的消光度。
3．计算含量
（1）直线方程法
按公式①求出样品糖分在532nm处的消光度值Y532，用实测532nm的消光度值减去600nm非特异吸收的消光度值再减去Y532，其差值为测定样品中MDA-TBA反应产物在532nm的消光度值。按MDA在532nm处的毫摩尔消光系数为155换算求出提取液中MDA浓度。
（2）双组分分光光度计法
按公式③可直接求得样品提取液中MDA的浓度。
用上述任一方法求得MDA的浓度，根据样品的重量计算测定样品中MDA的含量：
MDA含量变化与植物的抗寒性呈负相关，如果某一品种MDA含量在低温时巨增出现的早，说明抗寒性较差。反之，抗寒性就强。
（六）可溶性糖含量的测定
可溶性糖一方面是原生质代谢可直接利用的原料，另一方面可溶性糖又增加了原生质的浓度，使冰点降低，又可缓冲细胞质过度脱水，保护细胞质胶体不致遇冷凝固，减少细胞内失水和结冰，因而提高植株的抗寒性。
糖在浓硫酸作用下，可经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛，生成的产物可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物，在一定范围内，颜色的深浅与糖的含量成正比，故可用于糖的定量。糖类与蒽酮反应生成的有色物质在可见光区的吸收峰为
630nm，故在此波长下进行比色。
1．试剂配制
蒽酮乙酸乙酯试剂：取分析纯蒽酮1g，溶于50ml乙酸乙酯中，贮于棕色瓶中，在黑暗中可保存数星期，如有结晶析出，可微热溶解。
2．标准曲线的制作
取20ml刻度试管11支，从0～10分别编号，按表5－5加入溶液和水。
表5－5 标准曲线的制作
然后按顺序向试管中加入0.5ml蒽酮乙酸乙酯试剂和5ml浓硫酸，充分振荡，立即将试管放入沸水浴中，逐管均准确保温1min，取出后自然冷却至室温，以空白作参比，在630nm波长下测其光密度，以光密度为纵坐标，以糖含量为横坐标，绘制标准曲线，并求出标准线性方程。
3．可溶性糖的提取
将样品剪碎混匀，称取0.10～0.30g，其3份。分别放入3支刻度试管中，加入5～10ml蒸馏水，塑料薄膜封口，于沸水中提取30min（提取2次），提取液过滤入25ml容量瓶，反复冲洗试管及残渣，定容至刻度。
4．显色测定
吸取0.5ml样品液于20ml刻度试管中（重复2次），加蒸馏水1.5ml，同制作标准曲线的步骤，按顺序分别加入蒽酮，浓硫酸溶液，显色并测定光密度。由标准线性方程求出糖的量，按下式计算样品中糖的含量。
5．注意事项
该法的特点是几乎可以测定所有的碳水化合物，不但可以测定戊糖与已糖，而且可以测所有寡糖类和多糖类，其中包括淀粉、纤维素等（因为反应液中的浓硫酸可以把多糖水解成单糖而发生反应），所以用蒽酮法测出的碳水化合物含量，实际上是溶液中全部可溶性碳水化合物总量。在没有必要细致划分各种碳水化合物的情况下，用蒽酮法可以一次测出总量，省去许多麻烦，因此，有特殊的应用价值，但在测定水溶性碳水化合物时，则应注意切勿将样品的未溶解残渣加入反应液中，不然会因为细胞壁中的纤维、半纤维素等与蒽酮试剂发生反应而增加了测定误差。此外，不同的糖类与蒽酮试剂的显色深度不同，果糖显色最深，葡萄糖次之，半乳糖、甘露糖较浅，五碳糖显色更浅，故测定糖的混合物时，常因不同糖类的比例不同造成误差，但测定单一糖类时，则可避免此种误差。
三、作业思考题
1．鉴定植物抗寒性的方法有哪些？各有何优缺点？
2．干扰可溶性糖测定的主要因素有哪些？如何避免？
3．过氧化氢酶与哪些生化过程有关？
4．在进行超氧物歧化酶（SOD）活力的测定时，为什么设照光和黑暗两个对照管？影响该实验准确性的主要因素是什么？应如何克服？
2018-2019年度国家冬小麦品种试验旱地组抗旱性鉴定总结
2018-2019年度国家冬小麦品种旱地组 抗旱性鉴定试验总结 全国农业技术推广服务中心 洛阳农林科学院 一、试验目的 为进一步在人工干旱胁迫条件下（旱棚试验）鉴定冬麦区旱地组小麦区试参试品种的抗旱性，及时、准确地鉴定出新育成（或引进）的小麦品种的抗旱性，筛选出适宜我国旱地种植的小麦新品种，为旱地生产、品种利用及审定提供科学依据。根据国家冬麦区小麦区试年会会议精神，在全国农业技术推广服务中心品种管理处的领导下，由我院负责2018-2019年度国家冬小麦品种试验抗旱性鉴定工作。 二、参试品种 2018-2019年度参试品种共48个，其中黄淮冬麦区旱肥A组参试品种13个，黄淮冬麦区旱肥B 组参试品种13个，黄淮冬麦区旱薄组参试品种14个，均以晋麦47为统一对照种；北部冬麦区旱地组参试品种8个，以西峰20为统一对照种。 三、鉴定方法 1.试验设计 小麦品种的抗旱性鉴定方法主要采用旱棚鉴定法。本年度的抗旱性鉴定试验在洛阳农林科学院自动折叠式干旱棚进行鉴定，试验分两个处理：干旱棚内全生育期水分胁迫试验和干旱棚外相邻地块水分非胁迫试验。棚内、棚外两组试验均设三次重复，随机区组排列。棚内试验小区长3.4m，行距0.2m，3行区；棚外小区长2m，宽1.6m，6行区。棚内试验在小麦播种后进行全生育期干旱胁迫处理；棚外试验全生育期以自然降雨为主，在越冬期、拔节期、孕穗期进行补充灌溉。 2.鉴定指标 以小区籽粒产量抗旱指数作为全生育期抗旱性鉴定指标。抗旱指数计算公式： DI =GY S.T2·GY S.W-1·GY CK.W·（GY CK.T2）-1 式中： DI --- 抗旱指数 GY S.T --- 待测品种棚内籽粒产量；
寒害生理与植物抗冷性
寒害生理与植物抗冷性 摘要：植物在长期进化过程中，形成了各种适应冬季低温的生长习性。寒害指由低温引起植物伤害的现象，包括冷害和冻害。植物对低温的适应性和抵抗能力称为抗寒性。 关键词：冷害冻害抗寒性冷驯化 1. 冷害生理与植物抗冷性 1.1 冷害、抗冷性的概念及分类 零上低温时，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍，是植物受伤甚至死亡，0℃以上低温对植物造成的危害称为冷害（chilling injury）。而植物对零上低温的适应能力称为抗冷性（chilling resistance）。在我国，冷害常发生于早春和晚秋季节，主要危害发生在作物的苗期和子粒或果实成熟期，处于开花期的果树遇冷害是会引起大量落花，使结实率降低。根据植物对冷害的反应速度，冷害分为：一、直接伤害。植物受低温影响数小时，最多在一天内即出现伤斑及坏死，直接破坏了原生质活性。二、间接伤害。植物受低温危害后，短时间无异常表现，至少在几天后才出现组织柔软、萎焉，因低温引起代谢失常而造成细胞伤害。 1.2 影响冷害因素 冷害对植物的伤害不仅与低温的程度和持续时间直接有关，还与植物组织的生理年龄、生理状况及对冷害的敏感性有关。温度低，持续时间长，植物受害严重，反之则轻。在同等冷害条件下，幼嫩组织和器官比老的组织和器官受害严重；同一植株生殖生长期比营养生长期对冷害敏感，其中花粉母细胞减数分裂期前后最敏感。 1.3 冷害机制
冷害对植物的伤害大致分为两个步骤：第一步是膜相改变，第二步是由于膜损坏而引起代谢紊乱，导致死亡。 1）膜脂发生相变。在低温冷害下，生物膜的脂类由液晶态变化凝胶态，从而引起与膜相结合的酶解离或使酶亚基分解失去活性。因为酶蛋白质是通过疏水键与膜脂相结合的，而低温使二者结合脆弱，易于分离。相变温度随脂肪酸链的长度而增加，而随不饱和脂肪酸所占比例增加而降低。温带植物比热带植物耐低温的原因之一是构成膜脂不饱和脂肪酸的含量较高。膜不饱和脂肪酸指数，即不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的相对比值，可成为衡量植物抗冷性的重要生理指标。 2）膜的结构改变。在缓慢降温条件下，由于膜脂的固化使得膜结构紧缩，降低了膜对水和溶质的透性；在寒流突然来临的情况下，由于膜体紧缩不匀而出现断裂，因而会造成膜的破损渗漏，胞内溶质外流。 3）代谢紊乱。低温使得生物膜结构发生显著变化，进而导致植物体内新陈代谢的有序性被打破，特别是光合与呼吸速率改变，植物处于饥饿状态，而且还积累有毒的中间物质。 1.4 提高植物抗冷措施及原理 ○1低温锻炼。例如，春季采用温室、温床育苗，在露天移栽前，先降低室温或床温至10℃左右保持1～2天，移入大田后即可抵抗3～5℃的低温。凡经过低温锻炼的植物，膜不饱和脂肪酸含量增加，变相温度降低，透性稳定；细胞内[NADPH]／[NADP+]增高，A TP增加，这些都有助于抗冷性的形成与增强。 ○2化学诱导。使用ABA、CTK、2,4-D、油菜素内酯等提高植物抗冷性。 ○3合理施肥。在低温到来之前，合理调整施肥种类，适当增施磷钾肥，少施或不施速效氮肥。 ○4选育抗冷品种。通过基因工程、细胞工程及杂交育种技术选育抗冷性强的新品种。 2. 冻害与植物抗冻性 2.1 冻害概念、类型及危害 冰点以下的低温使植物组织内结冰引起的伤害称冻害。植物对零下低温的适应能力称抗冻性。植物受冻害时，叶片犹如烫伤，细胞失去膨压，组织变软，叶片颜色变为褐色，严重时导致死亡。主要有两种类型：一是胞外结冰。当环境温度缓慢降低，植物组织内温度降到冰点以下时，细胞间隙的水分开始结冰。大多数植物胞间结冰后，经缓慢解冻后仍能恢复正常生长。二是胞内结冰。当环境温度骤降，植物组织同时还会发生胞内结冰，一般先在原生质内结冰，后在液泡内结冰。胞内结冰一般不发生，一旦发生植物很难存活。
小麦抗寒性
Wheat cold hardiness can affect blossom time 小麦的抗寒性可影响到开花时间 New research by UC Davis wheat geneticist（遗传学者）Jorge Dubcovsky and his colleagues could lead to new strategies for improving freezing tolerance in wheat, which provides more than one-fifth of the calories consumed by people around the world. The new findings, published June 22 in the Online First issue of the journal Plant Physiology, shed light on（阐明）the connection between flowering and freezing tolerance in wheat. In winter wheat and barley（大麦）varieties, long exposures to non-freezing cold temperatures accelerate flowering time in a process known as vernalization（春化处理，种子催熟法） . These exposures also prepare the wheat to better tolerate freezing, a process known as cold acclimation（适应环境） . In their new study, Dubcovsky and his colleagues at UC Davis, The Ohio State University and in Hungary, demonstrated that when the main vernalization gene, VRN1, is expressed in the leaves, it initiates a process that leads to decreased expression of the freezing tolerance genes. (In genetics, "expression" refers to the process by which information carried by the gene is used to create a protein.) "This system enables wheat and other temperate grasses to respond differently to cool temperatures in the fall than they would to cool temperatures in the spring," said Dubcovsky, a professor in UC Davis' Department of Plant Sciences. Dubcovsky heads UC Davis' wheat breeding program and Wheat Molecular Genetics Laboratory. The lab coordinates a broad-based research program that aims to provide the scientific information needed to develop healthier and more productive varieties of wheat. He noted that a cool temperature in the fall, when plants have low levels of the vernalization gene VRN1, activates the freezing tolerance genes, helping to trigger the plants' acclimation to cold temperatures. This is essential in the fall, when cool temperatures are an indication that winter's freezing temperatures are approaching. "However the same cool temperature in the spring, when high levels of the vernalization gene VRN1 are present in the leaves, results in a weaker response of the freezing tolerance genes," Dubcovsky said. "This avoids initiating the plants' cold-acclimation response, which requires a lot of the plants' energy and is unnecessary in the spring because warmer weather is approaching."
植物杂交种鉴定的方法综述
Open Journal of Nature Science 自然科学, 2018, 6(3), 170-173 Published Online May 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/8d9400299.html,/journal/ojns https://https://www.360docs.net/doc/8d9400299.html,/10.12677/ojns.2018.63026 A Review of Methods in Plant Hybrids Identification Zhie Liu College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan Hubei Received: May 4th, 2018; accepted: May 22nd, 2018; published: May 29th, 2018 Abstract Hybridization is extremely prone to occur in nature, especially in the plant kingdom, which plays an important role in shaping the diversity of plants. Therefore, it is extremely significant to select suitable methods for identifying hybrids, and to have a certain understanding of the formation of hybrids and the conservation of species, which has an essential guiding significance. This article summarizes two methods of morphological identification and molecular marker aiming to provide reference for follow-up research. Keywords Hybridization, Identification, Methods, Review 植物杂交种鉴定的方法综述 刘志娥 武汉大学生命科学学院，湖北武汉 收稿日期：2018年5月4日；录用日期：2018年5月22日；发布日期：2018年5月29日 摘要 杂交在自然界极易发生，尤其在植物界，其在塑造植物的多样性中具有重要作用，因而选择合适的方法鉴定植物杂交种显得极其重要，对了解杂交的形成及在物种保育上具有一定的指导意义。本文简要综述了形态鉴定和分子标记两种鉴定方法，以期为后续研究提供借鉴。
植物抗寒机理研究进展
植物学通报1997,14(2):1～8 Ch inese Bulletin of Bo tany 植物抗寒机理研究进展Ξ 沈 漫 王明庥 黄敏仁 (南京林业大学林木遗传和基因工程重点实验室,南京210037) 摘 要 本文综合概述了国内外有关植物抗寒机理研究的动态,主要讨论了植物抗寒性与细 胞膜系、酶系多态性及抗寒基因表达与调控之间的相关性。此外,亦提出了有关植物抗寒机制 研究领域值得深入研讨的问题。 关键词 植物抗寒性;细胞膜系;酶系;抗寒基因 AD VANCES IN RESEARCH ON CH I LL ING- RESISTANCE M ECHAN IS M S OF PLANTS Shen M an W ang M ing2x iu H uang M in2ren (F orest T ree and Genetic E ng ineering Op en ing L abora tory,N anj ing F orestry U n iversity,N an jing210037) Abstract T h is paper gives a general statem en t abou t the p resen t developm en t of ch illing2re2 sistan t m echan is m s of p lan ts at hom e and ab road,and it deals m ain ly w ith the relati on s be2 tw een the ch illing2resistance of p lan ts and cell m em b rane system,enzym e system diverisity and ch illing2resistan t gene exp ressi on and con tro l.In additi on,the paper po in ts ou t som e p rob lem s w o rth delib rating deep ly in the research field of p lan t ch illing2resistance. Key words Ch illing2resistance of p lan ts,Cell m em b rane system,Enzym e system diversity, Ch illing2resistan t gene 植物对环境变迁及不良环境有足够的适应性和抗抵能力,这种抗逆性既受系统发育的遗传基因所控制,又受个体发育中生理生态所制约。温度作为重要的环境因子之一,在植物遗传背景限制的前提下,对植物某些生长发育过程起着决定性作用。至今低温寒害对植物的伤害还没有找到根本的解决途径。因此,探索植物抗寒性的生理机制及其遗传因素,不仅在基础理论上具有重要意义,在解决生产实际问题上也具有广泛的应用价植。 近年来,国内外从细胞和分子生物学方面来研究植物的抗寒性,取得了一些重要结果,似乎找到了深入研究的突破口。为便于对植物低温反应和抗寒机制有一个较全面的了解,本文对这一领域的研究概况和进展作一个综述。 Ξ“八五”国家科技攻关课题《美洲黑扬胶合板林纸浆材新品种选育研究》一部分。
低温对小麦抗寒性的影响
冷害对小麦抗寒性的影响 【摘要】概述了水稻低温的危害, 冷害的生理基础、遗传机理、并展望了水稻孕穗期耐冷性的研究前景。 关键词：低温危害、冷害生理、遗传机理 1.水稻低温的危害 1.1水稻低温冷害的概念 水稻低温冷害是指水稻遭遇发育所需最低临界温度以下的温度, 造成水稻的生理损伤, 导致水稻不能正常生长发育而使产量降低。水稻生育期中有4个时期最易受冷害影响, 分别是芽期、苗期、孕穗期和开花灌浆期, 其中孕穗期冷害与水稻产量具有密切的关系。孕穗期冷害是指水稻进入生殖生长到开始抽穗开花期间受到低温的影响, 导致花粉发育不正常继 而影响正常开花授粉形成空壳的一种冷害[4]。这类冷害常在日本东北部及北海道、菲律宾北部、印度北部山区、印度尼西亚山区、尼泊尔、美国加利福尼亚州和我国的东北、云贵高原粳稻区及长江中下游地区的晚稻中发生. 1.2水稻低温冷害类型 水稻在生长发育过程中，经常会遇到低温和光照不足，由此引起种子发芽不良、烂秧、幼苗生长缓慢、不育、成熟不良，最终导致产量减少。根据发生特点可将水稻冷害划分为障碍型冷害、延迟型冷害和混合型冷害［3］。 1.延迟型冷害主要是指发生在水稻营养生长时期的冷害,能造成生育延迟。其特点是在较长的时间内遭受较低温度的危害,导致生长、抽穗和开花延迟,虽然开花和授粉(受精)正常,但不能充分灌浆和正常成熟。 2.障碍型冷害主要是指发生在水稻生殖生长时期的冷害,即在生殖器官分化到抽穗、开花时期遭受短时期的异常低温造成的危害。它能使花器的生理机制受到破坏,造成颖花不育,形成大量空壳而严重减产。 3.混合型冷害它指延迟型冷害和障碍型冷害在同一年度中发生。生育初期遇低温,延迟生育和抽穗,孕穗、抽穗、开花期再遇低温,造成不育或部分不育,既有部分颖花不育,又延迟成熟,形成大量空秕粒,导致产量大幅度减少。作物低温冷害在整个作物生长季的每个阶段都有可能发生，不同时期低温冷害的影响和损失又有较大区别。根据冷害发生时期分类，还可以把低温冷害分为前期冷害、中期冷害、后期冷害。显然，也可能有前、中、后期都出现冷害的情况(尽管可能性很小)，相当于混合型冷害。 材料机及方法：
植物抗寒性研究进展
植物抗寒性研究进展 摘要:综述了近年来植物在抗寒性研究方面的进展情况,并对该项研究的前景进行了展望? 关键词:抗寒性;植物;生理生化;CBF Reserch Progress on tCold Resistance of Plant Abstract:This paper reviewed the progress of the study of cold resistance of plant in recent years,and had a brief prospect on this project. Key words:cold-resistance; plant; physiological and biochemical; CBF 温度是影响植物生长发育的重要环境因子之一,严格地限制了植物的分布区域,影响其生物产量?低温伤害是农业生产中经常发生的自然灾害,不仅限制农作物的地理分布,而且严重影响农作物的品质和产量,甚至造成农作物大面积死亡?迄今为止,尚没有解决低温伤害的根本办法[1]? 只有对植物的低温伤害机理有了全面而又深刻的认识,才能更好地解决低温伤害问题?植物抗寒机理的研究,是一个非常复杂的过程?植物抗寒性研究,最初集中于生理生化方面,随着科技的进步,又逐步转向了更加深入的分子水平的研究? 1植物抗寒生理生化研究 在最初的生理生化研究中,主要探索了寒害和冻害对细胞和组织造成损伤的机理?相应的生理生化变化?植体内某些生化物质与抗寒性的关系以及细胞结构成分(如细胞膜和质体)与抗寒性间的关系等? 1.1膜系统与植物的抗寒性 植物膜系统与其抗寒性紧密相关?从一定意义上讲,细胞的基本骨架是一个生物膜系统?生物膜是植物细胞的物质和能量合成?分解及转运过程中必不可少的部分,它的结构?性质及成分的变化,都直接或间接影响细胞的物质及能量代谢[2]? 质膜首先接收外界刺激,然后通过一系列的反应,引起细胞发生一系列生理生化反应,并且质膜的组成成分与其抗寒性有密切关系?Lyons提出的“膜脂相变”学说认为,当植物遭受低温伤害时,生物膜首先发生膜脂物相的变化,由刚开始的液晶相变为凝胶相,膜脂上的脂肪酸链也由无序排列变成了有序排列,膜的外形和厚度同时发生变化,继而膜上产生龟裂,导致膜的透性增大?膜结合酶的结构改变,从而
大同市常见四种绿化灌木抗寒性比较
大同市常见四种绿化灌木抗寒性比较 摘要:植物的正常生长发育需要一个适宜的温度环境，低于一定的温度，植物就会受到低温的胁迫或者冻害，甚至引起植株死亡。但在低温的胁迫下，植物体内也会发生一系列的生理生化反应来消除或降低低温的伤害作用。本文综述了寒害和冻害发生的生理机理，从生理指标方面论述了植物与抗寒性的关系、各项生理指标的测定方法以及对未来研究的展望。 关键词：抗寒性、生理指标 1 绿化灌木简介 水蜡、紫叶小檗、小叶黄杨、小叶丁香是大同市绿化中常见的四种灌木。 水蜡是木犀科女贞属的植物，是一种落叶灌木，在北方各地广泛栽培，适应性较强，喜光照，稍耐荫，耐寒，对土壤要求不严格，适合做盆景或造型树等。 紫叶小檗是小檗科小檗属的植物，落叶灌木，适应性强，喜阳，耐半阴，但在光线稍差或密度过大时部分叶片会返绿。耐寒，但不畏炎热高温，耐修剪。园林常用与常绿树种作块面色彩布置，可用来布置花坛、花镜，是园林绿化中色块组合的重要树种。 小叶黄杨是黄杨科黄杨属的植物，常绿灌木，我国各地均有分布，小叶黄杨属于生长缓慢的植物，其耐寒性很弱，在零下10摄氏度，既能冻伤。而且很怕水淹，但是耐旱性很好，生长浅根性，根系密集发达。养护管理简单方便，寿命漫长，通过不断的引种，现在在北方北京等地方冬天也能很好的生活。 小叶丁香是木犀科丁香属的植物，落叶灌木，主要分布于中国河北、河南、山西、陕西等省，喜充足阳光，也耐半荫。适应性较强，耐寒、耐旱、耐瘠薄，病虫害较少。以排水良好、疏松的中性土壤为宜，忌酸性土。忌积涝、湿热。 2 植物抗寒性研究 2.1植物寒害和冻害的生理机理 2.1.1寒害机理 喜温植物在零下低温条件下，原生质流动减慢或停止，水分平衡失调，光合速率减弱，呼吸速率大起大落。零下低温对组织的伤害，大致分为两个步骤：第一步是膜相的改变，第二步是由于膜损坏而引起的代谢紊乱，导致死亡。抗寒性弱的植物，由于生物膜的不饱和脂肪酸含量少，膜的液化程度较差，伸缩性小，在低温来临的时候，膜从液晶态转变为凝胶态，膜收缩，出现裂缝。
植物的抗寒性锻炼与冻害预防
植物的抗寒性锻炼与冻害预防 低温下植物的适应性生理生化变化在冬季严寒来临之前，随着日照的缩短和气温的降低，植物体内会发生一系列适应低温的生理生化变化，从而提高了植物的抗寒性. 这种逐步提高抗寒能力的适应过程称为抗寒锻炼(cold hardening)或低温训化(cold acclimation)。 晚秋或早春寒潮突然袭击植物就易受害经适当的抗寒锻炼过程，植物逐渐完成适应低温的一系列代谢变化，获得较强的抗寒性。我国北方晚秋时，植物内部的抗寒锻炼还未完成，抗寒力差；在早春，温度已回升，植物的抗寒力逐渐下降。 植物抗寒锻炼过程中体内发生的适应性生理变化： (1)组织的含水量降低，而束缚水的相对含量增高。 (2)呼吸减弱消耗减少.有利于糖分等的积累，植物的整个代谢强度减弱，抗逆性增强。 (3) ABA(天然脱落酸)含量增多，生长停止，进入休眠 冬小麦的核膜口逐渐关闭,细胞核与细胞质之间物质交流停止，细胞分裂和生长活动受到抑制，植物进入休眠。 植物进入深度休眠后，其抗寒性能力显著增强。 ABA(天然脱落酸)含量保护物质积累可溶性糖含量增加,对细胞的生命物质和生物膜起保护作用。可增加细胞液浓度，降低冰点，提高原生质保水能力，保护蛋白质胶体不致遇冷变性凝聚；可进一步转化为其它保护物质(如磷脂、氨基酸等)和能源. 在抗寒锻炼中，氨基酸的含量也增多. 脯氨酸的含量增加更为明显，是防冻剂或膜的稳定剂，对植物适应多种逆境具有重要作用。 2.低温诱导蛋白(Cold acclimation protein) 植物经低温诱导能使某些特定的基因活化，并得以表达合成一组新蛋白。 近年来，已有近百种植物低温诱导蛋白被发现和研究，但还不清楚它们在提高植物抗寒性过程中的机理。 抗冻蛋白(antifreeze protein AFP) 是生活在两极冰水中的鱼类血液中含有的糖蛋白.能降低细胞间隙体液冰点。植物本身也可能具有与动物中类似的抗冻蛋白和基于相似原理的抗冻能力。拟南芥冷调节蛋白(coldyreguated protein.COR) COR 6.6蛋白油菜的BN28蛋白拟南芥叶绿体的COR15蛋白胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abunndant protein,LEA) 植物在胚胎发育晚期，种子脱水时大量产生的蛋白质。多数是高度亲水、沸水中稳定的可溶性蛋白. 植物在低温诱导下也能表达多种LEA蛋白。有助于提高植物在冰
抗旱性鉴定方法
3）全生育期抗旱性鉴定 全生育期抗旱性鉴定采用旱棚鉴定法。 （1）旱棚鉴定 鉴定在洛阳农科院院内全自动干旱棚条件下进行。试验设两次重复，随机区组排列，小区长2m,行距0.23m，4行区，试验三次重复。 ①试验设计 三次重复，品种(系)抗旱性鉴定每个小区0.46m2，种质资源抗旱性鉴定的小区面积适当减小，播种密度与大田相同。种植对照品种。 ②胁迫处理(旱地) 麦收后至下一次小麦播种前，通过移动旱棚，控制试验地接纳自然降水量，使0-150cm土壤的储水量在150mm左右；如果自然降水不足，要进行灌溉补水。播种期表土墒情应保证出苗，表墒不足时，要适量灌水。播种后的试验地不再接纳自然降水。 ③对照(水地) 在旱棚外邻近的实验地设置对照试验，试验地的土壤养分含量、土壤质地和土层厚度等应与旱棚的基本一致。田间水分管理要保证小麦全生育期处于水分适宜状况，播种前表土墒情应保证出苗，表墒不足时要适量灌水，另外，分别在拔节期、抽穗期、灌浆期灌水，灌水量为60mm/次。在降水量较多的年份酌情适当减少灌溉次数和灌水量。 ④考察性状 单位面积的穗数、穗粒数、千粒重、小区籽粒产量。 ⑤抗旱指数 以小区籽粒产量计算抗旱指数的方法： 按式（7）计算抗旱指数。 DI= GY S.T2.GY S.W-1.GY CK.W.（GY CK.T2）-1 (7) 式中： DI --- 抗旱指数 GY S.T --- 待测材料旱地籽粒产量； GY S.W --- 待测材料水地籽粒产量； GY CK.W --- 对照品种水地籽粒产量；
GY CK.T --- 对照品种旱地籽粒产量。 以单位面积的穗数、成穗率、穗粒数及千粒重计算抗旱指数时，分别将各性状的实测值代入公式即可。 抗旱性鉴定评价标准：小麦的抗旱性分为五级：极强、强、中等、弱、极弱。其评价标准因鉴定时期而略有不同。 全生育期抗旱性评价标准 表3 小麦全生育期的抗旱性评价标准 抗旱性分级抗旱指数抗旱性 1 ≥1.30 极强(HR) 2 1.10-1.29 强(R) 3 0.90-1.09 中等(MR) 4 0.70-0.89 弱(S) 5 ≤0.69 极弱(HS)
植物抗逆性的鉴定(电导仪法)
植物抗逆性的鉴定（电导仪法） 一、原理 植物细胞膜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。这样，比较不同作物或同一作物不同品种在相同胁迫温度下膜透性的增大程度，即可比较作物间或品种间的抗逆性强弱，因此，电导法目前已成为作物抗性栽培、育种上鉴定植物抗逆性强弱的一个精确而实用的方法。 二、材料、仪器设备及试剂 （一）材料：小麦、女贞叶片; （二）仪器设备：1）电导仪；2）天平；3）温箱；4）真空干燥器；5）抽气机；6）恒温水浴锅；7）注射器。 （三）试剂：NaCl溶液 三、实验步骤 1）制作标准曲线：如需定量测定透性变化，可用纯NaCl配成0、10、20、40、60、80、100μg/ml的标准液，在20～25℃恒温下用电导仪测定，可读出电导度。 1）制作标准曲线：如需定量测定透性变化，可用纯NaCl配成0、10、20、40、60、80、100μg/ml的标准液，在20～25℃恒温下用电导仪测定，可读出电导度。2）选取小麦或其他植物在一定部位上生长叶龄相似的叶子若干，剪下后，先用纱布拭净，称取二份，各重2g。 3）一份插入小杯中放在40℃恒温箱内萎蔫0.5～1h，另一份插入水杯中放在室温下做对照。处理后分别用蒸馏水冲洗二次，并用洁净滤纸吸干。然后剪成长约1cm小段放入小玻
杯中（大小以够容电极为度），并用玻棒或干净尼龙网压住，在杯中准确加入蒸馏水20ml，浸没叶片。 3）一份插入小杯中放在40℃恒温箱内萎蔫0.5～1h，另一份插入水杯中放在室温下做对照。处理后分别用蒸馏水冲洗二次，并用洁净滤纸吸干。然后剪成长约1cm小段放入小玻杯中（大小以够容电极为度），并用玻棒或干净尼龙网压住，在杯中准确加入蒸馏水20ml，浸没叶片。 4）放入真空干燥器，用抽气机抽气7～8min以抽出细胞间隙中的空气；重新缓缓放入空气，水即被压入组织中而使叶下沉。 5）将抽过气的小玻杯取出，放在实验桌上静置20min，然后用玻棒轻轻搅动叶片，在20～25℃恒温下，用电导仪测定溶液电导率。 6）测过电导率的之后，再，放入100℃沸水浴中15min，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却10min，在20～25℃恒温下测其煮沸电导率。 6）测过电导率的之后，再，放入100℃沸水浴中15min，以杀死植物组织，取出放入自来水冷却10min，在20～25℃恒温下测其煮沸电导率。 四、实验结果及分析 比较不同处理（萎蔫处理与对照）的叶片细胞透性的变化情况，记录结果，并加解释。 生科院07级8班董悦200711320801
植物抗旱性鉴定
实验17 植物抗旱性鉴定 水分亏缺是一种最普遍的影响植物生产力的环境胁迫，尽管蔬菜作物一般都在水源充足的地区栽培，但是通常蔬菜需水量大，而且几乎整个生育期对水分的要求都比较多；而果树大多栽培于丘陵、土地，更易受到水分亏缺的影响。因此深入研究植物的抗旱性，进行抗旱育种显得特别重要。 抗旱育种的成败在很大程度上取决于拥有抗性资源的多少和深入研究的程度，因此，种质资源的抗旱性鉴定、评价与筛选是抗旱育种的关键环节，受到世界各国育种工作者的重视。进行抗旱性鉴定所采用的方法很多，主要包括田间直接鉴定法、干旱棚法、人工气候室法、盆栽法及室内模拟干旱条件法等。这些方法各有优缺点，适用于不同时期、不同目的抗旱性鉴定与研究。 本实验将以抗旱性存在差异的普通小麦品种为试材介绍植物抗旱性鉴定的主要方法和步骤。 一、试材及用具 小麦幼苗，发芽箱，滤纸，培养皿，打孔器，天平，干燥器，电导仪，20ml具塞刻度试管，双面刀片，恒温水浴锅，温度计，玻璃棒，研钵，过滤漏斗，容量瓶（50ml），移液管（2ml、5ml、10ml），高速台式离心机，分光光度计，微量进样器，荧光灯（反应试管处光照强度为4000lx）；刻度吸管，G3垂熔玻璃漏斗等。 二、方法步骤 （一）田间直接鉴定 当土壤干旱来临时，尤其在小麦孕穗至灌浆阶段发生旱性时，植株因失水而逐渐萎蔫，叶片变黄并干枯。在午后日照最强、温度最高的高峰过后根据小麦叶片萎蔫程度分5级记载。级数越小，抗旱性越强。 “1”级无受害症状； “2”级小部分叶片萎缩，并失去应有光泽，有较少的叶片卷成针状； “3”级大部分叶片萎缩，并有较多的叶片卷成针状； “4”级叶片卷缩严重，颜色显著深于该品种的正常颜色，下部叶片开始变黄； “5”级茎叶明显萎缩，下部叶片变黄至变枯。 以上是根据凋萎程度定性鉴定品种的抗旱性，也可以把各品种分别种植于旱地（胁迫）和水地（非胁迫），测定旱地小区产量和水地小区产量，以下列公式定量评定品种的抗旱性。 抗旱系数（DC）＝）非胁迫下的平均产量（）胁迫下的平均产量（PDYY 抗旱指数（DI）＝的平均值所有品种）旱地产量（）抗旱系数（DDCYYD× 品种的抗旱系数或抗旱指数越大，其抗旱性越强。 （二）发芽试验鉴定 该方法是在室内人工模拟干旱条件，进行小麦芽期抗旱性鉴定。 1．将供试种子置于0.1%氯化汞溶液中，灭菌消毒10～15min； 2．在直径10cm培养皿内放4张定性滤纸，加入15%PEG（聚乙二醇）溶液6ml或17.6% 蔗糖溶液30ml，每皿1个品种，均匀摆放整齐健 康籽粒30粒，重复3～4次； 3．将培养皿放入发芽箱内，25℃发芽7d；
植物抗寒的适应机制
植物抗寒性的适应机制 1.低温对植物生长发育的影响 植物生长在自然条件下，其生长发育不可避免地要受到盐碱、干旱、低温、高热等极端环境的影响。其中，温度是影响植物生长、发育，甚至导致植物死亡的最基本的决定因素和关键性的环境因子。低温胁迫可对细胞膜系统及叶绿素合成、光合作用等过程产生影响；细胞内脯氨酸、甜菜碱的含量和细胞膜脂质过氧化产物——丙二醛的含量也会发生变化，进而引起植物体内一系列的生理生化变化，如无氧呼吸加强、蛋白质变性、电解质外渗、激素平衡异常、根活力增加等[1]；低温冷害下参与相关信号转导的调控因子及功能基因的表达模式细胞的膜质组成、对糖类、多胺类等物质的积累能力及胞内酶活力等方面均发生改变[2]；植物细胞骨架的结构及稳定性也受到影响，进而造成物质合成受阻，能耗增加，使植物的正常生长发育受到影响，甚至导致死亡。所幸植物对低温胁迫的响应并非是完全被动的，在长期的进化过程中，植物本身能够感知和转导逆境信号，启动相关基因的表达，进而激活相应的代谢调控途径，形成了一系列对外界变化快速感知和主动适应机制，来缓解及降低胁迫造成的伤害[3]。 2.植物抗寒性的适应机制 2.1细胞骨架与抗寒性 作为真核细胞内维持细胞立体形态的细胞骨架，其存在状态受细胞内外各种因素的协同调节。在低温、干旱等逆境下，可通过自身组装与去组装将信息在胞内进行传递，具有其他细胞结构所不能替代的功能。细胞骨架与跨质膜的细胞外基质受体是互相联结的，外界刺激(如机械刺激和高温、低温等)首先作用于这种跨膜的胞外受体，然后将刺激信号传递给细胞骨架，并经由细胞骨架这种“桥梁”网络把细胞外信号传递给生命活动的控制中心——核基因组，以及其他细胞器，进而对下游相关基因表达进行调控，基因表达的强弱及模式的改变又可反馈调节部分细胞器功能，形成一个统一、协调的调控网络。 而作为细胞骨架组成的基本成分，微管、微丝及中间纤维等结构在低温胁迫应答中也具有重要作用。有关微管冷稳定性的机制，在动物细胞方面的研究较多，
国家冬小麦品种区域试验抗寒性鉴定试验方案.
附件3：2011-2012年度国家冬小麦品种区域试验抗寒性鉴定试验方案 一、鉴定目的 对黄淮冬麦区北片水地组、北部冬麦区水地组和北部冬麦区旱地组参加区域试验的品种的抗寒性能力进行鉴定，为国家小麦品种审定及推广布局提供依据。 二、鉴定品种 黄淮冬麦区北片水地组、北部冬麦区水地组和北部冬麦区旱地组参加区域试验的品种。 三、鉴定地点 在区域试验生态区北相邻生态区中选择有条件的试验点。黄淮冬麦区北片水地组参试品种鉴定地点：河北遵化国家农作物品种区域试验站；北部冬麦区水地组和北部冬麦区旱地组参试品种鉴定地点：北京市延庆县种子管理站。 四、试验设计 试验采取随机区组排列，三次重复，长方形小区，行距接近试验点当地实际，小区面积不小于6平方米，播种密度按20-25万株/亩定苗。 五、试验地准备 选择地势平坦，土壤肥沃，肥力均匀，土质为壤土的田块为试验田，保证试验田四周无遮蔽物，在生态区内有较好的代表性。 每亩施入3方左右有机肥，根据前茬作物产量和施肥量，补充足量的N、P、K肥。 试验田的轮作方式应保持相对稳定，前茬作物应保持相对固定，前茬作物收获后及时深翻还田，保证播种层无秸秆，做到精细整地，使土壤平整，上松下实，利于播种。 播种前保证土壤墒情适宜，以利正常出苗，如土壤墒情不足，耕作前应灌溉补充水份。 根据试验设计整畦。 六、播种时间 与当地正常年份的播种期相当。 七、播种方法 播深4-5厘米，播后镇压，三叶期定苗。 八、田间管理 土壤缺水时及时灌溉。昼消夜冻，平均气温0℃左右，浇封冻水，返青时浇好返青水。灌溉方式为畦灌。及时防治虫害。其它管理同区域试验。 - 38 -
九、调查内容及方法 （1）出苗期：50%以上植株幼芽露出地面1厘米时期。 （2）样点选择和确定：小麦三叶期定样点，每小区按三点取样法（如图1）选定3个样段，即在每小区内选定3行（边行除外），按对角线（两条对角线均可）每行截取出苗均匀的1米，作为样点。其中1、3样段用于调查基本苗、冬前分蘖、死株、死茎等相关数据， 2样段用于调查冬前单株次生根数、冬前叶龄。 图1 小区样段设定示意图 （3）基本苗：小麦三叶期定苗后，计算基本苗。 （4）冬前分蘖：平均气温小于3℃，小麦越冬前分蘖完成，停止生长时在每个小区1、3样段内进行调查。 （5）冬前单株次生根数、冬前叶龄：调查冬前分蘖时，挖取每个小区2样段内的全部麦苗，调查次生根数和叶龄，取平均值。 (6) 死株率、死茎率：小麦返青后，尚未出现新蘖时，将每个小区1、3样段内的麦苗全部挖出，分别调查总株数、总茎数、死株数、死茎数。取两样点平均值，计算越冬死株率和越冬死茎率。（保留一位小数） 越冬死株率=调查的死株数/调查总株数×100% 越冬死茎率=调查的死茎数/调查总茎数×100% 亩活茎数：(调查总茎数-死茎数)/ 样段面积（m2）/666.67 十、抗寒性分级标准 根据越冬死茎率将抗寒性分为五级 抗寒性级别 越冬死茎率 抗寒性评价标准 1级 ≤10% 好 2级 10.1%—15.0% 较好 3级 15.1%—20.0% 中等 4级 20.1%—25.0% 较差 5级 ＞25.0% 差 - 39 -
小麦抗旱性鉴定指标
小麦抗旱性鉴定指标 213 抗旱性鉴定指标的遗传研究在河北省自然科学基金委的资助下,对10个冬小麦亲本分成3种类型相互杂交,F1代共100个组合,开展了以抗旱指数为代表的小麦抗旱性遗传研究。对所得数据用Hayman法和莫惠栋法进行分析。21311 抗旱性状遗传相关明确不同时期抗旱性代表指标:早期世代:单株分蘖、株穗数、株高、株粒重和底部黄叶片。高代及育成种:最高蘖、植株高度、穗下节长与干旱胁迫下的产量、株穗数、株粒数和底部黄叶片。21312 抗旱性杂交优势表现小麦杂交后代的杂种优势和超亲优势因亲本组合类型不同而异。后代杂种优势表现最好的组合类型是/抗旱@抗旱0组合类型,其次是/抗旱@抗旱高产0,最差的是/高产@高产0组合类型。在组合类型中,抗旱亲本作父本的好于作母本的。在核质代换试验中,细胞核在抗旱性遗传中起主导作用,细胞质也起一定作用。21313 抗旱性配合力分析结果表明,抗旱性的GCA效应、SCA效应和R效应均达极显著水平,说明了显性方差和加性方差都起一定作用。充分反映了小麦抗旱性遗传背景和遗传控制是极其复杂的。抗旱性遗传背景的表达不但取决于基因的加性效应和非加性效应,而且还受制于正反交效应的影响。GCA效应分析表明,参试亲本GCA效应具有正、负向优势。亲本1、2、5作为抗旱亲本较为理想,其加性效应基因对后代抗旱性的提高具有增益优势;SCA效应分析表明,8个组合呈明显的负向趋势,7个组合成明显的正向趋势。由于正、反交的效应不同,表明细胞质对小麦抗旱性具有一定的调控作用。在抗旱育种选配杂交组合时,注意选用一般配合力、特殊配合力和抗旱性遗传传递整齐度都比较好的种质作亲本,其后代抗旱性好的机率就高。21314 主要遗传参数的测定在固定模型的假定下,冬小麦高产种质的抗旱性状符合Hayman(1954)提出的假设[16]。Wri+Vri表明,较多的增效基因的亲本有较高的Wri+Vri值。其中,g1和g2抗旱性最好,而显性基因最少,是较好的亲本材料。试验结果表明:抗旱性的加性效应方差(D=016149)小于显性方差(H1=11007,H2=013958),为超显性,据此,小麦杂种后代的抗旱
识别植物种类方法
1.2 识别植物种类的方法 一、运用植物的分类原则和演化趋向的理论来提高识别各个植物类群的能力 裸子植物是介于蕨类植物和被子植物之间的、能产生种子（不形成果实）的一群维管束植物；被子植物的最显著特征就是种子外包有子房壁（形成果实），是一群演化水平最高、结构与机能最复杂、种类最多、经济用途最大、分布最广的最高级的维管束植物。 植物在长期的演化过程中，在自然条件下不断地选择和影响下，它们的外部形态和内部解剖构造等特征，与其亲缘关系和进化的程度，一般来讲是相适应的、是统一的。因此，植物的特征，特别是形态特征，便成为人们容易辩论和掌握的植物系统演化上的重要标志。系统分类既然必须以进化原则为依据，则植物的形态学特征便成为分类的主要标准之一，特别是花和果实的形态特征作为分类的标准最为普遍，因为这些特征的变异要比营养器官小，相对来讲是比较稳定的。 在被子植物的分类中，一般以子叶的数目、叶脉的类型、中柱的类型、花部排列的状况、数目、离生或合生，两性或单性，以及果实、胚乳的有无等作为纲、目、科的特征；而各部器官的形状、大小、颜色、有毛与否等性状，则常用作属、种的分类依据。习惯上把现存分类群中也为祖先所具有的性状看作是原始的性状，而把那些多少显得特化的性状看作是进化的性状。如能掌握这些分类原则和演化趋向的理论，就可以帮助我们判断每个植物类群在整个植物系统演化中的位置，也就是说，这个植物类群在系统演化中是属于原始的类群，还是比较进步或是最高级的植物类群。 二、注意从植物与环境的辩证关系中提高识别植物种类的能力 任何植物的生长发育，和周围的环境是密不可分的。也就是说，每一种植物在通常的情况下，只能在对它适宜的环境条件下生长发育。植物的这种特性，正是在植物长期对环境条件的适应过程中所形成的。因此，在不同的环境条件下，就会有不同的植物种类。如水稻可以生长于水田，而玉米、小麦只能种在旱地，柑桔生长于我国亚热带，而苹果则分布在温带。植物的生长发育规律又能反映环境的各种特点，如常绿林植物反映出该地区全年温度较高，雨量丰富；落叶植物是冬季低温的反映。而植物的生长发育对环境也必然会产生一定的影响。由此可见，植物与环境有着极为密切的辩证关系。植物能改造环境，同时又是一定环境条件下的产物。 环境是各个生态因子的总和，它包括光、温度、水、空气和土壤等，这些因