植物生理学实验报告

干旱胁迫条件下小麦的生理生化变化周良雪（09应生A，094120260）摘要：在干旱胁迫下对小麦生理生化变化研究表明，在干旱胁迫下，小麦自身的一系列指标发生相应的改变，主要为大幅度增加。

例如，脯氨酸的含量会明显增加以抵抗小麦因干旱而自身水势降低。

PPO，POD抗氧化酶含量增加三倍左右，MDA，可溶性糖的含量增加六倍左右，H2O2的含量增加七倍左右，GSH的含量增加四倍左右。

小麦幼苗在干旱胁迫条件下，通过一系列的生理生化变化，来抵抗不良环境。

关键词：干旱胁迫，脯氨酸，PPO，POD，MDA，H2O2，GSH引言：世界人口正以惊人的速度增长,预计到2050年底将达到90亿左右。

另一方面,由于非生物性胁迫造成了粮食产量的大幅度下降,因此,为了满足日益增长的粮食需求,如何最大限度地减少这些损失已成为所有国家和地区普遍关注的问题。

环境胁迫诱发了植物在基因表达和细胞新陈代谢等多方面的变化,最终影响植物生长发育和产量的形成。

干旱是作物生长过程中经常遇到的逆境胁迫之一,近年来,由于气候变化导致的干旱灾害呈逐年增加的趋势。

小麦是世界性的粮食作物,干旱胁迫严重影响小麦的生长和产量。

因此，研究小麦的抗旱生理及分子机制,通过遗传操作增强小麦抗旱性,培育抗旱型小麦品种,对于保障小麦高产稳产具有重大意义。

对此，我们做了有关小麦种子发芽率的测定。

干旱逆境下植物最明显的生理响应是生长受到抑制。

在干旱胁迫下，小麦自身的一系列指标发生相应的改变，主要为大幅度增加。

例如，脯氨酸的含量会明显增加以抵抗小麦因干旱而自身水势降低。

PPO，POD抗氧化酶含量增加三倍左右，MDA，可溶性糖的含量增加六倍左右，H2O2的含量增加七倍左右，GSH的含量增加四倍左右。

小麦幼苗在干旱胁迫条件下，通过一系列的生理生化变化，来抵抗不良环境。

材料与方法：（1）材料制备：小麦种子吸胀12个小时后，播到湿润的滤纸上，正常生长七天后进行干旱处理，连续干旱五天后进行观察。

（2）方法：①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）②Pro的提取：取干旱和正常的小麦幼苗各0.1 g →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。

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20 min→冷却后分别测定A520③PPO,POD提取：分别取0.5 g实验材料→加入少许石英砂和3 ml提取液（50mmol/LPBS, pH5.8,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。

POD测定：取POD反应混合液（10 mmol/L愈创木酚，5 mmol/L H2O2,用PBS溶解）2.90 ml ，25 ℃水浴5 min ，加入酶液100 ml （空白调零用提取液取代），立即记时，摇匀，读出反应30 s 和3 min 时的A 470。

用ε计算POD 活性。

PPO 测定：取PPO 反应混合液（ 20 mmol/L 邻苯二酚，用PBS 溶解）2.8 ml ， 25 ℃水浴5 min ，加入酶液0.2 ml （空白调零用提取液取代），立即记时，摇匀，读出反应 30 s 和2 min 时的A 410。

④MDA 提取：取干旱和正常的小麦幼苗各0.5 g →加入3 mL 10%三氯乙酸（TCA ）和少许石英砂→充分研磨→用2 mL 10% TCA 洗研钵→5000 rpm 离心10 min →上清液定容至5 mL 。

测定：分别取上清液各2 mL →加入0.6%TBA 2 mL →煮沸15 min →冷却后分别测定A 450和A 532⑤H 2O 2提取 ：取正常和衰老的植物叶片0.1 g →加入２ mL 预冷丙酮和少许石英砂→充分研磨→用１ mL 预冷丙酮洗研钵→合并提取液→ 5000 rpm 离心10 min →上清液定容至３ m L →取１ mL → ３ mL 萃取剂→ 摇匀→ ３ mL 蒸馏水→ 摇匀→ 5000 rpm 离心1 min →上层水相为H 2O 2提取液。

测定：上清液各1 mL →分别加入2 mL 工作试剂→30℃水浴20 min →冷却后分别测定A 410⑥GSH 的提取：分别取0.1 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 。

测定：上清液各1 mL → 分别加入1 mL0.1M PBS (pH=7.7) → 0.5 mL 4 mM DTNB (用0.1M pH6.8PBS 现配，空白用此PBS 代替) → 25 ℃5 min →测定A 412实验结果：Pro （实验）=用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε520vmol.g-1FW=3÷(3.24×1×0.1) ×6×(5÷2) =138.89 vmol.g-1FWPro （对照）=用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε520vmol.g-1FW=0.126÷(3.24×1×0.1) ×6×(5÷2) =5.83 vmol.g-1FWPOD （实验）=用总显V V V tW A ⨯⨯⨯⨯ε470vmol.g-1FWmin -1=1.470÷(26.6×1.5×0.1) ×3×(5÷2.9)=1.905vmol.g-1FWmin -1POD （对照）=用总显V V V t W A ⨯⨯⨯⨯ε470vmol.g-1FWmin -1=0.998÷(26.6×1.5×0.1) ×3×(5÷2.9)=1.294 vmol.g-1FWmin -1PPO （实验） =用总显V V V t W A ⨯⨯⨯⨯ε470 (U.g-1FW)=0.099÷(14×1.5×0.1) ×3×(5÷2.8)=0.252 (U.g-1FW)PPO （对照） =用总显V V V t W A ⨯⨯⨯⨯ε470(U.g-1FW)=0.036÷(14×1.5×0.1) ×3×(5÷2.8) =0.092 (U.g-1FW)OD 450=C 1×85.4OD 532=C 1×7.4+155000×C 2（C 1为可溶性糖的浓度，C 2为MDA 的浓度） 对照组：OD 450=0.181，OD 532=0.052 实验组：OD 450=1.104，OD 532=0.287C 1（实验）=1.104÷85.4=0.013mmol ．L -1×2mL ×1000=26 mmol ．g -1C 1（对照）=0.181÷85.4=0.0021mmol ．L -1×2mL ×1000=4.24 mmol ．g -1 C 2（实验）=1.23 mmol ．g -1C 2（对照）=0.22 mmol ．g -1 H 2O 2 （实验） =用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε410(vmol.g-1FW)=0.548÷(9.36×1×0.1) ×6×(3÷1) =10.54(vmol.g-1FW)H 2O 2 （对照） =用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε410(vmol.g-1FW)=0.071÷(9.36×1×0.1) ×6×(3÷1) =1.365(vmol.g-1FW)GSH （实验） =用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε412(vmol.g-1FW)=0.291÷(2.26×1×0.1) ×2.5×(2.5÷1) =8.05(vmol.g-1FW)GSH （对照） =用总显V V V WL A ⨯⨯⨯⨯ε412(vmol.g-1FW)=0.083÷(2.26×1×0.1) ×2.5×(2.5÷1)=2.295 (vmol.g-1FW)实验分析：实验讨论：以前的研究（逆境胁迫下，作物积累脯氨酸的生理生态学意义，周青，黄晓华，1991,10），（干旱胁迫对大豆苗期生长发育和生理生态特征的影响，王春艳，庞艳梅，李茂松，王秀芬，生物技术进展，2011 年第1 卷第4 期）和本文的结果是一致的，在正常情况下，脯氨酸含量总是很低的，当遇到干旱胁迫时，脯氨酸含量可以增加数十倍，甚至上百倍。

PPO,POD的含量也是增加与（干旱胁迫对小麦幼苗过氧化物酶同工酶的影响,裴冬丽,湖北农业科学,第50 卷第8 期），不过增加幅度没有脯氨酸和可溶性糖这两者的高，与（干旱胁迫对植物保护酶的影响，袁梦雅，2011年14期）的结果是一致的, ,MDA大量生成,造成了细胞膜脂过氧化,GSH 与抗坏血酸系统偶联反应参与H2O2 的降解，从而对使植物免受因干旱胁迫产生的过氧化物的毒害。

参考文献：⑴潘瑞炽.植物生理学.第6版.高等教育出版社.2008.6⑵周青，黄晓华，逆境胁迫下，作物积累脯氨酸的生理生态学意义，农业环境保护.1991.10⑶王春艳，庞艳梅，李茂松，王秀芬，干旱胁迫对大豆苗期生长发育和生理生态特征的影响，生物技术进展，2011年第1 卷第4 期⑷胡春和，多酚氧化酶的研究现状，中国高新技术企业，2009年第3期⑸袁梦雅，干旱胁迫对植物保护酶的影响，沈阳师范大学化学与生命科学学院，2011年14期⑹裴冬丽,干旱胁迫对小麦幼苗过氧化物酶同工酶的影响,湖北农业科学,第50 卷第8 期⑺左文博; 吴静利; 杨奇; 张嘉楠;,刘桂茹，干旱胁迫对小麦根系活力和可溶性糖含量的影响，华北农学报，2010,6。