逆境胁迫对植物生理生化指标的影响(2)

10 min →上清液定容至5 mL。

测定：上清液各0.8 mL (空白用5% TCA代替) → 分别加入0.8 mL 0.15 M NaH2PO4 (pH=7.4) 和蒸馏水→ 摇匀 → 分别加入 0.8 mL 5% TCA、44%磷酸和4%联吡啶 → 摇匀 → 加入3tCl3 0.8 mL → 37 ℃ 15 min → 测定A525。

计算：

ASA content =

A525V总?V显???L?WV用(?mol.g-1FW)

ε525=16.5 mM㎝ 3、结果与分析

3.1、种子生命力（发芽率）的快速测定

小麦的种子经过曙红染色，不具有生命力的由无色变为红色。其中50粒小麦种子中，6粒被染成红色，由此可以计算出发芽率：

种子发芽率=有生命的种子/测试种子数X100﹪ 种子发芽率=44/50X100﹪=88﹪

小麦的种子经过TTC染色，具有生命力的由无色变为红色。其中50粒小麦种子中，28粒被染成红色，由此可以计算出发芽率：

种子发芽率=有生命的种子/测试种子数X﹪ 种子发芽率=28/50X100﹪=56﹪

数据分析：相同的小麦种子在曙红染色和TTC染色所测定的种子发芽率分别为88%和56%，差异较大。分析其原因主要有两个发面，一个原因是曙红染液滴加的过少，以至部分不具有生命力的小麦种子着色较浅；另一个原因是曙红染色时间过短，部分不具生命力的小麦种子着色较浅，从而影响实验的数据结果。 3.2、逆境胁迫和脯氨酸（Pro）的积累及测定

在酸性条件下，脯氨酸和茚三酮发生反应生成红色化合物，此化合物在520nm处有较高吸收峰。 数据如下：

-1-1

小麦在干旱胁迫下和正常环境下脯氨酸的含量比较

OD520

(

对照组 实验组

0.094 1.223

0.290 3.775

mol.g-1FW)

由上图表可知：通过对照组与实验组小麦叶片中脯氨酸含量的对比，实验组小麦叶片脯氨酸含量远远高于对照组小麦叶片脯氨酸含量。

实验研究表明：表明小麦幼苗经过干旱胁迫下，植物体通过蛋白质的降解、从头合成和降低脯氨酸脱氢酶活性等途径合成脯氨酸，导致脯氨酸（Pro）的大量积累。游离脯氨酸可能作为一种调节或者是信号分子来激活很多反应以适应逆境过程【7】 。脯氨酸也是植物遇到逆境的一种可靠的指示器【8】。脯氨酸的积累还与自由基的非酶清除有一定的相关性，Alia等【9】 。发现离体线粒体中,脯氨酸可减少高光强诱导下自由基的产生。在向日葵上的研究表明，干旱胁迫下各品种的脯氨酸含量均显著高于对照。本试验结果与此研究结果相符。

脯氨酸主要是在线粒体中合成，主要分布于线粒体及胞质基质中，从而提高细胞质的渗透压平衡与细胞质与液泡间的渗透压，是渗透胁迫下的叶绿体和线粒体能维持较好的水分状况，保证光合作用和呼吸作用的运行。 植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，抗旱性的品种往往积累较多的脯氨酸。因袭程度脯氨酸亲水性极强，能稳定原生质胶体及组织内的代谢过程，因而能降低冰点，能防止细胞脱水的作用。植物游离

脯氨酸含量的增加是植物对逆境胁迫的一种生理生化反应，是植物在逆境下的适应表现。脯氨酸具有多种生理功能，如作为细胞质渗透调节物质、稳定生物大分子结构、降低细胞酸度以及作为能量库调节细胞氧化还原势等。许多植物在受到环境胁迫，例如在干旱、盐渍、低温等想条件下时，体内的脯氨酸含量发生很大变化。因此，通常把脯氨酸含量变化作为植物体内氨基酸代谢是否发生障碍的指标【10】。 3.3、逆境胁迫和丙二醛（MDA）的测定

硫代巴比妥酸与丙二醛、可溶性糖反应产物在不同的波长中具有吸收峰，依次来测定丙二醛和可溶性糖的含量。 数据如下：

小麦在干旱胁迫下和正常环境下丙二醛的含量比较

OD450

OD532

可溶性糖（mmol/L）

对照组 实验组

由上表可知：通过对照组与实验组可溶性糖和MDA的含量明显增加。 实验研究表明：在干旱的胁迫下会使植物叶片MDA和可溶性糖大量积累。

PEG模拟干旱胁迫使可溶性糖含量大幅提高。可溶性糖是生物体内重要成分之一,是生物体中的重要能源和碳源【11】。可溶性糖作为渗透调节物质可以降低细胞的渗透势以维持细胞的膨压,防止细胞内大量的被动脱水【12】。

MDA在逆境胁迫条件下，植物往往发生膜脂过氧化作用.质膜相对透性的大小是膜伤害的重要标志之一。MDA 是脂质过氧化的产物之一，其积累是活性氧毒害作用的表现。MDA 含量通常被作为判断膜脂质过氧化作用的指标【13】。细胞膜透性和MDA含量的的变化是植物细胞膜脂透过反应的表现，MDA能与细胞内各种成分发生反应，从而引起细胞内各种膜的损伤，当MDA含量大量增加时，表明体内细胞受到严重的破坏，膜透性增加，细胞内物质外渗，细胞功能下降【14】。小麦幼苗在PEG溶液干旱处理后其MDA大量积累以增加其抗旱能力。

可溶性糖：可溶性糖的含量在干旱胁迫下会加剧来抵抗干旱，能够通过渗透调节来提高作物的抗旱性。可溶性糖是植物体内的重要渗透调节产物之一，主要

0.288 0.405

0.090 0.181

3.3724 4.7426

MAD含量（mmol/L） 0.4192 0.94065

有蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等，土壤水分减少时，随干旱胁迫程度增加而增加，有利于维持植物体细胞膨压，抑制由于细胞内水分过度损失而造成的被动脱水【15】。小麦幼苗在PEG溶液干旱处理后其MDA大量积累以增加其抗旱能力。 3.4、逆境胁迫与H2O2的积累及测定

干旱胁迫下，植物体内过氧化氢大量积累，作为胁迫信号启动适应生理过程。在酸性条件下（pH=1.6），H2O2将Fe2+氧化为Fe3+ ， Fe3+进一步与二甲酚橙反应形成紫色的复合物Fe3+ -XO，此复合物的最大波长为560 nm，在一定范围内，其颜色深浅与H2O2含量呈线性关系。在此反应中加入山梨醇可提高测定H2O2的灵敏度。 数据如下：

小麦在干旱胁迫下和正常环境下过氧化氢的含量比较

对照组 实验组

OD410 0.128 0.441

含量(30.476 105.000

mol.g-1FW)

由上图表可知：实验组中的过氧化氢含量是对照组过氧化氢含量的3倍多。 实验研究表明：小麦幼苗在干旱胁迫的条件下叶片中的过氧化氢的含量大量增加。

在干旱胁迫下，会引起叶绿体、线粒体、过氧化物体、细胞壁及质外体中的过氧化氢的大量积累。在正常环境和生理条件下，活性氧和抗氧化酶系处于动态平衡之中，维持低水平的活性氧稳态，在不良环境如干旱、低温盐渍等，可以打破这种平衡，其主要原因是干旱胁迫条件下，使光合作用CO2固定效应降低，导

致更多的电子“渗透”，使分子氧还原成O-2，增加的活性氧对细胞的伤害主要是引起膜脂过氧化，产生丙二醛，以增加其抗旱能力。 3.5、植物抗氧化酶活性的（POD、PPO）的活性测定 POD活性

邻甲氧基苯酚可被POD氧化成红棕色的4-邻甲氧基苯酚。红棕色物质可用分光光度计在470nm处测定其值，即可求出该酶的活性。 PPO活性

邻苯二酚可以被PPO氧化成茶褐色的化合物，可用分光光度计在470nm处测定其值，即可求出该酶的活性。 数据如下：

小麦在干旱胁迫下和正常环境下POD活性的比较

OD470（1min）

活性值(

对照组 实验组

0.963 2.021

mol.g-1FWmin-1)

105.563 227.932

小麦在干旱胁迫下和正常环境下PPO活性的比较

对照组 实验组

OD410（1min） 0.228 0.410

活性值(U.g-1FW) 14400 20500

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