模块四 逆境胁迫对植物生理生化指标的
逆境生理
3．抗逆性和抗性锻炼 植物对各种不利的环境因子都具有一定 的抵抗或忍耐能力，这种能力称为抗逆性 （stress resistance）,简称抗性。 抗性是植物对环境的适应性反应，是一 种遗传特性。植物可能通过抗性锻炼提高抗 逆性。
二、植物逆境伤害和抗逆性的生理生化基础
（一）在逆境条件下植物的一般生理生化变化 1．生长速率减慢。 2．含水量降低，在某些植物中发生渗透调节作用。 3．细胞膜通透性增大，细胞膜组分发生变化。 4．植物体内发生活性氧积累和清除能力降低。 5．植物体内产生逆境蛋白。 6．多数情况IAA、GA、CTK含量降低，ABA含量升 高。 7．光合速率降低。 8．呼吸作用变化异常。 9．根系的吸收和合成能力降低。 10．物质代谢紊乱。
逆境条件下植物生理生化研究
一、植物逆境生理的有关概念 1．逆境 在自然界中，植物并不是总是生长在适宜的 条件下，经常会遇到不利于植物生存和生长的环 境条件，凡是对植物生存与生长不利的环境因子， 总称为逆境（stress environment ）。 逆境有自然的、人为的、化学的、物理的和 生物的，例如大气污染、盐碱、低温、干旱和病 虫害等。
③处理：待萝卜幼苗长到第二片真叶显现时， 选生长一致、生长键壮的幼苗转入新的培养皿中分 别用蒸馏水、0.05mol/L、0.10mol/L、0.15mol/L、 0.20mol/L、0.25mol/L的NaCl处理24h和48h两个时 间段。在胁迫完成后，分别采样并测定相关指标 （每个处理重复三次）。 关键：胁迫因子的选择 胁迫水平的选择 胁迫时间的选择 对照
五、药品的配制方法
以配制Ca(NO3)2溶液为例：
要求配制的Ca(NO3)2溶液浓度为82.07 g/L Ca(NO3)2·4H2O分子量（见药品标签）为236.15
(完整版)逆境生理指标的测定
逆境生理指标的测定要求：选三个指标一、植物组织中超氧物歧化酶活性的测定催化下列反应： 2 +2H + → H 2O 2 + O 2 反应产物H 2O 2可被过氧化氢酶进一步分解或被过氧化物酶利用。
因此SOD 有保护生物体免受活性氧伤害的能力。
已知此酶活力与植物抗逆性及衰老有密切关系，故成为植物逆境生理学的重要研究对象。
原理本实验依据超氧化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。
在有可被氧化物质存在下，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 ， 可将氮蓝四唑还原为蓝色的化合物，蓝色化合物在560nm 处有最大吸收，而SOD 可清除 从而抑制了蓝色化合物的形成。
因此光还原反应后，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。
试剂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 氮蓝四唑溶液：称取0.06133g NBT 用磷酸缓冲液定容至100ml 避光保存； 100μmol/L EDTA-Na 2溶液：取0.03721g EDTA -Na 2用磷酸缓冲液定容至100ml ；20μmol/L 核黄素溶液：取0.00753g 核黄素用磷酸缓冲液定容至1000ml 避光保存(当天配制)。
方法1、酶液提取 取一定部位的植物叶片（视需要定，去叶脉）0.5g 于预冷的研钵中，加1ml 磷酸缓冲液在冰浴下研磨成浆，加缓冲液使终体积为5ml 。
取2~3ml 于10000rpm 下离心10分钟，上清液即为SOD 粗提液。
2、显色反应 取5ml 试管（或指形管，要求透明度好）7支，3支试管为测定管，另4支为对照管，按表1加入各溶液。
混匀后将1支对照管置暗处，其他各管置于4000lx 日光灯下反应20min （要求各管受光情况一致，反应室的温度高时反应时间可以缩短，温度低时反应时间可适当延长(温度范围30~37℃)。
植物生理生化指标的测定方法与意义解读
植物生理生化指标的测定方法与意义解读植物生理生化指标的测定方法与意义解读对于研究植物生长、适应环境以及疾病防治等领域至关重要。
本文将介绍几种常用的植物生理生化指标的测定方法，并解读其意义。
一、叶绿素含量的测定方法与意义解读叶绿素是植物光合作用的关键物质，反映了植物的光合能力和光合效率。
常用的测定叶绿素含量的方法有多种，如色素提取法、光度法和荧光法等。
其中，色素提取法是最常用的方法之一。
该方法通过乙醇提取叶片中的叶绿素，然后用紫外-可见光谱仪分析提取液的吸光度，从而计算出叶绿素含量。
叶绿素含量的测定对植物的研究具有重要意义。
首先，叶绿素含量可以直接反映植物的光合能力和光合效率。
一般来说，叶绿素含量越高，植物的光合作用效率越高，并且可以更好地利用阳光进行光合作用。
其次，叶绿素含量也可以作为植物受到生态环境和生理状态变化的指示器。
例如，在氮素缺乏的条件下，植物体内的叶绿素含量会下降，表明植物养分供应不足。
因此，测定叶绿素含量有助于了解植物在不同环境和条件下的光合适应能力和生长状态。
二、抗氧化酶活性的测定方法与意义解读抗氧化酶是植物体内起重要保护作用的一类酶，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）等。
这些酶能够清除植物体内产生的有害氧自由基，保护细胞免受氧化损伤。
常用的抗氧化酶活性测定方法有多种，如显色法、发光法和酶活测定法等。
抗氧化酶活性的测定在研究植物的环境适应能力和应对氧化胁迫方面具有重要意义。
首先，抗氧化酶活性可以反映植物受到氧化胁迫的程度。
当植物受到氧化胁迫时，抗氧化酶活性会显著增加，以应对有害氧自由基的累积。
其次，抗氧化酶活性还可以用来评估植物的环境适应能力。
例如，在干旱或高温等胁迫条件下，植物体内的抗氧化酶活性通常会增加，以维持细胞内的氧化-还原平衡。
三、渗透调节物质含量的测定方法与意义解读渗透调节物质是植物在干旱、盐碱等逆境环境下维持细胞渗透平衡和稳态的重要物质。
脯氨酸含量测定
逆境胁迫下植物体脯氨酸含量测定【实验目的】1.了解脯氨酸在植物抗逆性决定中的作用。
2.掌握脯氨酸提取和测定的方法。
【实验原理】1.逆境条件下（干旱、盐碱、热、冷害、冻害）,植物体内脯氨酸含量会显著增加，并且积累指数与植物的抗逆性有关，因此脯氨酸可作为植物抗逆性的一项生化指标。
2.测定脯氨酸含量目前一般使用的方法是茚三酮法。
酸性条件下,茚三酮和脯氨酸反应生成稳定的红色化合物,产物在520nm 波长下具有最大吸收峰。
用磺基水杨酸提取植物样品时,脯氨酸便游离于磺基水杨酸的溶液中,然后用酸性茚三酮加热处理后，溶液即成红色,再用甲苯萃取，则色素全部转移至甲苯中,颜色的深浅即表示脯氨酸含量的高低。
【实验材料】1.材料：小麦幼苗：（1）对照（2）100mM、200mM NaCl处理48h（3）5%、15% PEG-6000处理48h2.试剂：3%磺基水杨酸；冰醋酸；甲苯；2.5% 酸性茚三酮溶液；脯氨酸母液50 μg/ml3.器材：天平，烧杯，分光光度计，研钵，容量瓶，具塞试管，移液管，胶头滴管，水浴锅【实验内容】1.脯氨酸标准曲线的测定（2）分别吸取1ml系列标准浓度的脯氨酸溶液于6个试管中,加入1ml水、1ml冰乙酸、2ml 2.5％的酸性茚三酮,于沸水浴中加热30min。
（3）冷却后准确加入4ml甲苯,振荡30S,静置片刻,使色素全部转至甲苯溶液。
（4）轻轻吸取各管上层甲苯溶液至比色杯中,以甲苯为空白对照,于520nm进行比色。
2.样品的测定（1）称取不同处理的小麦叶片各0.5 g，于2.5 ml 3%磺基水杨酸试管中，沸水浴中提取10 min。
（2）吸取1ml上清于另一试管中，加入1 ml水、1 ml冰乙酸、2 ml 2.5％的酸性茚三酮，混合液于沸水中显色30 min。
（3）冷却后加入4 ml甲苯，摇荡30S，萃取完全后用吸管轻轻吸取上层红色甲苯溶液于比色杯中，以甲苯为空白对照，在520nm比色。
【实验结果】查标准曲线，得脯氨酸含量c（µg）脯氨酸含量（µg.g-1）＝c ×(v／a )／w其中V为提取液总体积ml; a为测定液体积ml；W为样品质量g。
低温胁迫对4种耐阴植物的生理指标的影响
试 验 数 据 采 用 Excel2003 作 图 ， 隶 属 函 数 运 用 SPSS16.0 进行分析。
2 结果与分析
2.1 低温胁迫对相对电导率的影响 从图 1 可知， 随着低温胁迫不断加剧，4 种耐阴
植物相对电导率均呈不断增加趋势， 洒金桃叶珊瑚
的相对电导率最大， 红茴香的相对电导率最小， 阔 叶十大功劳和大叶黄杨的相对电导率相差不大， 在-15℃时， 相对电导率从大到小排序为洒金桃叶珊 瑚、 阔叶十大功劳、 大叶黄杨、 红茴香， 从相对电 导率来看， 红茴香的耐寒性最强， 洒金桃叶珊瑚的 耐寒性最弱。 2.2 低温胁迫对 MDA 含量的影响
耐阴植物是指在光照条件好的地方生长好，但 能耐受适当的阴蔽， 或者在生育期间需要较轻度遮 阴的植物。 随着城市的发展，立体绿化的快速发展， 充分发挥单位面积的绿化效果， 耐阴植物的发展越
来越受到绿化业的重视。 为筛选出适合本地发展的 耐阴植物，我们对 4 种耐阴植物进行低温胁迫试验， 研究不同低温对 4 种耐阴植物的生理响应， 并进行 耐寒性综合分析， 比较出 4 种耐阴植物的耐寒性强
的 4 年生红茴香（Lllicium henryi）、大叶黄杨（Euonymus japonicus）、 阔 叶 十 大 功 劳 （Mahonia fortunei Lindl.）和洒金桃叶珊瑚（Aucuba japonica Variegata.）。 1.2 试验方法 1.2.1 试 验 设 计 试 验 于 2009 年 11 月 下 旬 开 始 ， 在土壤条件与管理水平基本一致的试验地， 选择生 长健康植株，采摘叶片后分别用自来水冲洗，用吸水 纸吸干水分； 将每种叶片分为 6 份， 密封于塑料袋 中，每处理 3 个重复；将分装好的叶片置于超低温冰 箱中，试验设 6 个温度梯度，分别为：5℃、0℃、-5℃、10℃、-15℃、-20℃， 处理 24 h 后将材料取出放入冰 箱（4℃）解冻 24 h，备用。 1.2.2 测定方法 相对电导率测定采用电导 仪法[1]， 叶片可 溶性糖含量 、脯氨 酸 含 量 、SOD 活 性 、丙 二 醛 （MDA）、 可溶性蛋白质等各项生理指标参照路文静 方法[2]，重复 3 次，取其平均值。 1.3 数据分析
植物的抗性生理 逆境(stress)： 对植物产生伤害的环境称为逆境,又称胁迫
在淹水缺氧条件下，玉米苗产生 新的蛋白质，称厌氧多肽（ anaerobic polypeptide）。
2.渗透调节 渗透调节（osmoregulation） 植物通过提高渗调物质含量来提高 细胞液浓度，降低其渗透势，从而适应 水分胁迫环境的现象。 渗调物质主要包括：糖、有机酸 （包括氨基酸）、离子等。
2）外施ABA对抗逆性的影响
有实验表明，外施适当浓度（ 10-6 － 10-4mol/L）的ABA可提高作物抗冷、抗旱 和抗盐能力。 植物生长延缓剂可提高内源 ABA的含 量，因此可提高抗逆性，目前被广泛应用 于生产中。
植物有各种各样抵抗或适应逆境的本领。 形态上：以根系发达、叶小以适应干旱条件；
结构上：有扩大根部通气组织以适应淹水 条件；
生理上：生长停止，进入休眠，以迎接冬 季低温来临，等等。 生化上：以形成胁迫蛋白、增加渗透调节 物质和脱落酸含量的方式，提高细胞对 各种逆境的抵抗能力。
逆境时细胞发生序列变化： ①逆境感受：土壤干旱时，根系感受 ②信号转到：根系合成ABA上运 ③基因表达：抗冻基因、热激基因等 ④蛋白质合成：抗冻蛋白、热激蛋白等 ⑤酶活性增强，产生胁迫相关物质，抵御或适应 逆境，生存下去。
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
逆境会伤害植物，严重时会导致死亡。
植物在各种逆境下的生理代谢变化 具相似性，有共性； 但具体到某一种逆境又各有不同，有个性。
植物在逆境下的生理生化变化 ①细胞脱水，膜系统破坏，膜上酶活性紊 乱。 ②任何逆境都导致光合速率下降，同化产 物形成减少。 ③呼吸速率发生变化。 但不同逆境变化情况不同。 患病后：呼吸速率显著↑ 冰冻、高温、盐渍和淹水时：呼吸逐渐↓ 冷害、干旱时：呼吸是先↑后↓。
植物的抗性生理
（完整版）逆境生理指标的测定
（完整版）逆境生理指标的测定逆境生理指标的测定要求：选三个指标一、植物组织中超氧物歧化酶活性的测定催化下列反应：2 +2H + → H 2O 2 + O 2 反应产物H 2O 2可被过氧化氢酶进一步分解或被过氧化物酶利用。
因此SOD 有保护生物体免受活性氧伤害的能力。
已知此酶活力与植物抗逆性及衰老有密切关系，故成为植物逆境生理学的重要研究对象。
原理本实验依据超氧化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。
在有可被氧化物质存在下，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，可将氮蓝四唑还原为蓝色的化合物，蓝色化合物在560nm 处有最大吸收，而SOD 可清除从而抑制了蓝色化合物的形成。
因此光还原反应后，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。
试剂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 氮蓝四唑溶液：称取0.06133g NBT 用磷酸缓冲液定容至100ml 避光保存；100μmol/L EDTA-Na 2溶液：取0.03721g EDTA -Na 2用磷酸缓冲液定容至100ml ；20μmol/L 核黄素溶液：取0.00753g 核黄素用磷酸缓冲液定容至1000ml 避光保存(当天配制)。
方法1、酶液提取取一定部位的植物叶片（视需要定，去叶脉）0.5g 于预冷的研钵中，加1ml 磷酸缓冲液在冰浴下研磨成浆，加缓冲液使终体积为5ml 。
取2~3ml 于10000rpm 下离心10分钟，上清液即为SOD 粗提液。
2、显色反应取5ml 试管（或指形管，要求透明度好）7支，3支试管为测定管，另4支为对照管，按表1加入各溶液。
混匀后将1支对照管置暗处，其他各管置于4000lx 日光灯下反应20min （要求各管受光情况一致，反应室的温度高时反应时间可以缩短，温度低时反应时间可适当延长(温度范围30~37℃)。
逆境胁迫对植物生长发育的调控机制
逆境胁迫对植物生长发育的调控机制植物是生命力非常顽强的生物，它们能够在各种恶劣环境条件下存活并完成正常的生长发育。
逆境胁迫是指植物在生长发育过程中遭受到的不利条件，例如干旱、盐碱、寒冷等。
逆境胁迫对植物的生长发育产生极大的影响，因此，植物通过一系列调控机制来应对逆境胁迫并保持生长发育的正常进行。
首先，逆境胁迫对植物的基因表达产生了重要的影响。
植物在面对逆境胁迫时，会出现一系列与逆境胁迫相关的基因表达变化。
这些基因表达变化涉及到细胞的信号传导、抗氧化系统、转录因子的活性调控等多个方面。
其中，驱动这些基因表达的主要信号通路是植物激素，如乙烯、脱落酸、赤霉素等。
逆境胁迫会导致植物体内激素水平的变化，进而激活与激素信号相互作用的基因表达。
其次，逆境胁迫对植物细胞的代谢过程产生了调控。
逆境胁迫条件下，植物细胞的代谢过程会发生变化，以适应环境条件的变化。
例如，干旱条件下，植物会产生更多的脯氨酸，从而提高细胞的耐旱性；盐碱胁迫下，植物会增加有机酸的合成来调节细胞内的pH值。
此外，逆境胁迫还会影响植物的光合作用、呼吸作用等代谢过程，从而影响植物的能量供应和生长发育。
此外，逆境胁迫对植物激素的合成和信号转导路径也产生了调控。
植物激素在调控植物的生长发育中起着重要作用，而逆境胁迫会影响激素的合成和信号传导路径。
例如，干旱条件下，植物体内脱落酸的合成增加，从而促进植物细胞进入休眠状态，以减少水分的蒸腾和水分流失。
此外，逆境胁迫还会影响植物体内激素的分布和运输，进而影响植物的生长方向和生长速率。
最后，逆境胁迫对植物的细胞结构和形态发生了改变。
植物在面对逆境胁迫时会通过调整细胞结构和形态来适应环境条件的变化。
例如，干旱胁迫下，植物的根系会产生更多的侧根和毛根，以增加植物吸收水分和养分的表面积；盐碱胁迫下，植物的根系会变得更加发达，以增加对盐碱的耐受能力。
此外，细胞壁的合成和降解也在逆境胁迫下发生了变化，进而影响植物的细胞形态和力学性质。
实验四植物抗逆性的测定
实验四植物抗逆性的测定实验植物抗逆性的测定（电导仪法）⼀实验⽬的进⼀步理解和认识逆境胁迫对植物细胞膜透性的影响，了解电导法在植物逆境⽣理与抗性育种研究中的应⽤范围。
⼆、实验原理在正常⽣长状况下，植物细胞膜保持着良好的选择透性，⽽当植物组织受到逆境（例如⼲旱、低温、⾼温、盐渍等）伤害时，由于膜脂过氧化、膜蛋⽩变性及膜脂流动性改变，造成膜相变和膜结构破坏，使得细胞膜透性增⼤，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，胁迫强度越⼤，伤害越重，外渗越多，电导率的增加也越⼤。
同时也与植物抗逆性的强弱有关，抗性越强，伤害越轻，外渗越少，电导率的增加也越⼩。
所以，通过测定外渗液电导率的变化，就可以反映出细胞膜的伤害程度和所测材料抗逆性的⼤⼩。
三、材料、仪器和试剂1. 材料：各种植物叶⽚（如丁⾹、⼩麦等）2. 仪器设备：电导仪；天平；恒温箱；真空⼲燥器；抽⽓机；恒温⽔浴锅；烧杯；剪⼑或打孔器；吸⽔纸；纱布等。
3.试剂：去离⼦⽔四、实验步骤1．容器的洗涤：电导法对⽔和容器的洁净度要求严格，所⽤容器必须彻底清洗，再⽤去离⼦⽔冲净，倒臵于洁净滤纸上备⽤。
2．试验材料的处理：选取正常⽣长的⼩麦或其他植物相同部位叶⽚若⼲，剪下后，先⽤纱布拭净，分成2份，将其中⼀份放臵50℃左右的恒温箱中处理30min，进⾏逆境胁迫处理。
另⼀份放臵在室温下作对照。
3. 测定步骤(1) 将处理组叶⽚与对照组叶⽚⽤去离⼦⽔冲洗2次，再⽤洁净滤纸吸净表⾯⽔分，各称取2g，然后剪成长约1cm⼩段放⼊⼩烧杯中（⼤⼩以够容电极为度），并⽤玻璃棒压住，在杯中准确加⼊蒸馏⽔20ml，浸没叶⽚。
将其放⼊真空⼲燥器中，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⽚下沉。
（注：材料为阔叶时，最好使⽤打孔器取材）(2) 将抽过⽓的⼩烧杯取出，放在实验桌上静臵20min ，然后⽤玻棒轻轻搅动叶⽚，在20～25℃恒温下，⽤电导仪分别测定处理组和对照组得电导值为T 1和C 1。
5逆境胁迫水稻幼苗及其生理指标分析
5逆境胁迫水稻幼苗及其生理指标分析逆境和胁迫环境对水稻幼苗的生理指标有一定的影响。
本文将从逆境胁迫的定义、逆境胁迫对水稻幼苗的影响以及水稻幼苗的生理指标分析三个方面进行探讨。
首先，逆境和胁迫环境指的是与生物体自身生理功能发生冲突或者超出其耐受极限的外界环境条件。
逆境胁迫环境中的高温、低温、干旱、盐碱等因素会对水稻幼苗的生长发育产生重要影响。
例如，高温会导致水稻幼苗受热休克，并影响光合作用以及营养物质的合成和运输，从而降低生物体的生长速度。
低温则会抑制水稻幼苗的生长，降低光合效率，影响营养物质的吸收和代谢。
干旱会导致水稻幼苗的渗透调节能力下降，进而引发脱水现象，影响光合作用和碳水化合物代谢。
盐碱环境会造成水稻幼苗的根系受限，抑制气体交换和水分吸收，影响生长发育。
其次，逆境胁迫对水稻幼苗的影响可以通过分析生理指标来进行评估。
其中，包括叶绿素含量、叶片相对含水量、根系活力、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（POD）活性等指标。
叶绿素是水稻幼苗的主要光合色素，其含量的变化可以反映光合作用的活性。
叶片相对含水量能够反映水稻幼苗对干旱和胁迫的耐受性。
根系活力是水稻幼苗适应根系对逆境胁迫的适应能力的重要指标。
SOD和POD是水稻幼苗抗氧化系统中的重要酶，能够清除自由基，维持细胞内稳定环境。
最后，通过对水稻幼苗生理指标的分析可以了解逆境胁迫对水稻幼苗的影响程度。
例如，逆境胁迫会使水稻幼苗叶绿素含量下降，说明光合作用受到抑制；叶片相对含水量降低，说明水分胁迫对水稻幼苗的影响较大；根系活力降低，说明逆境环境对水稻幼苗的根系发育和功能产生了不利影响；SOD和POD活性的变化能够反映水稻幼苗的抗氧化能力。
综上所述，逆境胁迫环境对水稻幼苗的生理指标有一定的影响。
通过对这些指标的分析，可以评估逆境胁迫对水稻幼苗生长和发育的影响程度，并为后续的逆境胁迫抗性育种提供科学依据。