1 / 11 逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响20093391 魏晓明农学0901
摘要：对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。
关键词：逆境胁迫,抗逆性，相对电导率，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。
前言：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。当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。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）。
在植物胁迫处理过程中，叶绿素含量会下降，可以把叶绿素含量下降看作是胁迫发展中由功能性影响到器质性伤害的一个中间过程。
过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，他与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切关系，在植物生长发育过程中，他的活性不断变化，因此测量这种酶，可以反映某一时期植物体内代谢的变化。
植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状，常以糖含量作为重要指标。植物为了适应逆境条件，如干旱、低温，也会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化。
植物器官衰老时，或在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（MDA）是其产物之一，通常利用它作为脂质过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。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、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，以至于植物细胞侵提液的电导率增大。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。
1 材料与方法
1.1供试材料取生长状况相同的健康八角金盘叶片，随机取若干叶片置于冰箱中低温胁迫处理一段时间，另一组置于常温阴凉的室内，待低温胁迫处理完毕，将两组叶片分别取出，作为实验材料。
1.2实验设计与方法将经过低温胁迫处理过的叶片标记为样品A，未经处理的叶片为样品B
（1）叶绿体含量的测定。①分别取样品A与样品B叶片的剪碎样品（去掉叶中脉）各0.18g. ②将样品分别放入研钵中，加入少量石英砂和碳酸钙及95%的乙醇2～3ml，待研磨成匀浆，将提取液过滤至25ml棕色容量瓶中，用少量95%乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。③用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中，直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至25ml，摇匀。④把叶绿体色素提取液A和B分别离心3分钟后，分别倒入光径1cm的比色皿内。以95%乙醇为空白，在波长652nm下测定吸光度。
⑵相对电导率的测定。①用相同的打孔器分别在样品A和样品B上各取30个小圆片，在打孔过程中应尽量避开叶脉。②将样品A的30个小圆片置于大试管1中，将样品B的30个小圆片置于大试管2中，分别向两试管各加入15ml的蒸馏水。③将试管1和2置于37℃的恒温振荡锅中振荡40分钟后冷至室温后在电导仪下测电导率。④测过电导率之后，再将两试管放入100℃沸水浴15分钟，以杀死植物组织，取出后用自来水冷却10分钟，在室温下测其煮沸电导率。
⑶过氧化物酶活性的测定。①分别取1.0g样品A和B,将其剪碎研磨至匀浆，分别过滤至两个50ml的容量瓶中，用蒸馏水定容，分别全部装入离心管中，在每分钟4000转的条件下离心3分钟。②各取0.1ml的离心提取液（上层清液），分别加入0.05mol/L磷酸缓冲液2.9ml,2%H2O2 1.0ml,0.05mol/L愈创木酚1.0ml。③将上述溶液分别置于比色皿中，在470nm的波长下测定吸光度，每隔1分钟测一次，每种样品测三次吸光度。
⑷丙二醛含量的测定。①分别取1.66g样品A和样品B，再分别加入少量10%三氯乙酸（TCA）,研磨充分后再用刻度管加TCA至溶液10ml, 将溶液在每分钟4000转条件下离心3分钟。②各取2ml离心上层液，分别再加入硫代巴比妥酸（TBA）2ml，充分混合后分别置于沸水浴中15分钟，冷却后再离心一次。③分别测定②中上清液在532nm,600nm处的吸光度值，并以2ml的TCA作比色的空白对照，根据公式，算出MDA 浓度。
⑸可溶性糖含量的变化。①分别取1.0g的剪碎A样品和B样品，置于两试管中，各加入10ml蒸馏水，放在沸水浴中15分钟。②将上述溶液过滤，用蒸馏水反复漂洗试管及残渣并定容至50ml。③各取②中相应提取液0.1ml，再分别加入5ml蒽酮试剂，置于沸水浴中1分钟，冷却后在620nm的波长下分别测其吸光度，以蒽酮试剂作比色皿的空白对照。
2结果与分析。
2.1数据记录和处理
实验一
样品652nm下的吸光度色素浓度（mg/l）色素总量(mg/g
样品A 0.423 12.261 1.703
样品B 0.291 8.435 1.171
其中一次吸光度A652，色素浓度CT,
CT= A652X1000/34.5
色素总量=色素浓度x提取总量/样品重
实验二
样品电导率(us/cm) 煮沸电导率伤害率(%)
样品A 261 701 37.2
样品B 58 701 8.3
其中相对电导率=处理电导率/煮沸电导率
用相对电导率来反映植物的伤害率，室温下纯水的电导率为0.084，
实验三
样品第1次第2次第3次过氧化物酶活性
样品A 0.170 0.180 0.185 0.0015
样品B 0.310 0.370 0.410 0.0100
以每分钟A470变化0.01为1个过氧化物酶活性单位（U）。过氧化物酶活性{U/(g.min)}=△A470xVT/WxVSx0.01xt 式中：△A470为反应时间内吸光度的变化；W为叶片鲜质量(g);t 为反应时间(min);VT为提取酶液总体积(ml);VS为测定时取用酶液体积(ml)。
实验四
样品532nm吸光度600nm吸光度MDA含量（u mol/g）
样品A 0.151 0.037 4.43x10-9
样品B 0.279 0.101 6.92x10-9
其中A532-A600=155000XCXL 算出MDA浓度（u mol/L），进一步算出单位质量组织中MDA含量（u mol/g）。式中A532和A600分别表示532nm和600nm波长处的吸光度值。L为比色杯厚度（cm）,一般为1cm。
实验五
在620nm的波长下，样品A的吸光度为0.428，样品B的吸光度为0.958，
2.2实验结果分析
画图可知
注：图表中相应数据做了一定倍数的扩大，以便于绘制图表，反映出不同样品间各物质的差异，从而了解植物在低温胁迫下生理生化代谢的变化。（其中色素总量x10-1(mg/g);伤害率为图表中的实际数据，无单位；酶活性x10-3{U/(g.min)};MDA含量x10-9(umol/g)）; 从实验五数据可知，低温胁迫处理的叶片吸光度低，说明细胞内积累的可溶性糖较多，致使吸光度降低。
从图表中可以看出，经过胁迫处理的叶片细胞通透性增加，色素及电解质分子外流，使色素加速流出，电解质流出，使电导率增大，代谢活动受到抑制，过氧化物酶活性降低，膜脂过氧化作用减少，丙二醛MAD含量减少，细胞开始积累可溶性糖。
3 小结与讨论从实验中我们可以看到在低温胁迫处理下，引起的一系列生理生化指标的差异性变化，相比于未作处理的样品B,经过低温胁迫处理的样品A色素浓度明显增大，电导率大，过氧化物酶的活性较低，MDA含量减少。通过实验，我们看到，经过低温胁迫处理的八角金盘叶片细胞膜的透性增大，使大量色素和电解质流出细胞外，实验中色素浓度和电导率都比未经处理的叶片明显较大，这是细胞透性增大的依据，从实验三中，我们可以看到，样品A的过氧化物酶活性为0.0015，样品B的过氧化物酶活性为0.0100，样品A的过氧化物酶活性明显降低，说明此时植物体内代谢变慢，在此，我们不能排除低温对酶活性的暂时钝化。从实验二可以看到，样品A的伤害率(%)为37.2，样品B的伤害率(%)为8.3，排除实验操作过程中的机械损伤，样品A的实际伤害率(%)为28.9(计算方式为37.2-8.3)，实验说明，低温不仅影响细胞膜的透性，也会造成细胞结构和物理机械性损害，给细胞组织造成伤害。由实验四可知，样品A的MDA含量（u mol/g）为4.43x10-9。样品B的MDA含量（u mol/g）为6.92x10-9，其中样品A的MDA含量明显小于样品B,又由于两种样品为同类植物，排除不同植物种类的抗逆性差异，植物器官衰老时，或在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化作用，MDA是其产物之一，通常利用它作为脂质过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱，样品A在低温胁迫下，MDA含量反而降低，说明在胁迫过程中，细胞膜结构和膜脂含量发生变化，使膜脂过氧化作用不能顺利进行，此过程中仍不能排除低温胁迫对酶活性的影响。植物为了适应逆境条件（如干旱、低温等），也会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化。实验五以样品在620nm的波长下的吸光度为观察可溶性糖变化的指标，可溶性糖含量越多，吸光度越小，实验五中，样品A的吸光度为0.428，样品B的吸光度为0.958，说明样品A中可溶性糖的含量增加。综上实验，我们可以看出，八角金盘类植物抗逆性较差，在低温胁迫处理后，细胞膜透性增大，低温对植物造成不可恢复的伤害大，过氧化物酶的活性降低，细胞代谢减慢，膜结构及成分（如膜脂）发生变化，使得膜脂过氧化作用产生障碍，在逆境条件下，细胞开始大量积累可溶性糖，以度过不良环境。
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和斑茅游离脯氨酸含量的影
实验八逆境处理对植物生理生化指标的影响
对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性( 等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。
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。当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。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。）
脯氨酸是水溶性最大的氨基酸，具有很强的水合能力，其水溶液具有很高的水势。脯氨酸的疏水端可和蛋白质结合，亲水端可与水分子结合，蛋白质可借助脯氨酸束缚更多的水，从而防止渗透胁迫条件下蛋白质的脱水变性。因此脯氨酸在植物的渗透调节中起重要作用，而且即使在含水量很低的细胞内，脯氨酸溶液仍能提供足够的自由水，以维持正常的生命活动。正常情况下，植物体内脯氨酸含量并不高，但遭受水分、盐分等胁迫时体内的脯氨酸含量往往增加，它在一定程度上反映植物受环境水分和盐度胁迫的情况，以及植物对水分和盐分胁迫的忍耐及抵抗能力。
植物体内脯氨酸的含量可用酸性茚三酮法测定。在酸性条件下，脯氨酸和茚三酮反应生成稳定的有色产物，该产物在520nm 有一最大吸收峰，其色度与含量正相关，可用分光光度法测定。该反应具有较强的专一性，酸性和中性氨基酸不能与酸性茚三酮试剂形成有色产物，碱性氨基酸对这一反应有干扰，但加入人造沸石（permutit ），在PH 1~7 范围内振荡溶液可除去这些干扰的氨基酸（如甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸，精氨酸等 2 —氨基的氨基酸）。
[ 实验材料] 绿豆幼苗
[ 仪器设备] 分光光度计、水浴锅、天平、带塞试管、研钵、石英砂、漏斗、滤纸、玻棒、电导率仪、微波炉、移液管、试管、50mL 小烧杯等
【试剂药品】
1 ．无离子水
2 ．80% 乙醇。
3 ．酸性茚三酮试剂：称取2.5g 茚三酮，加入60mL 冰醋酸和40mL 6mol/L 磷酸，于70 ℃加热溶解，冷却后储于棕色试剂瓶中，
4 ℃保存，两天内稳定。
4 ．脯氨酸标准母液：称取10mg 脯氨酸溶于少量80% 乙醇中，再用蒸馏水定容至100mL, 成100μg/L 母液。
5 ．人造沸石、活性碳等。
[ 实验步骤]
?取绿豆种子，用水吸胀，萌动后加洗净的河沙覆盖，放在光照培养箱中培养（25 ℃，每天光照12h ），当苗高3~5cm 时，即可进行干旱胁迫处理。
?一盆浇充足水分作为对照，另一盆干旱处理24h 。
?肉眼观察伤害症状。
?取样和测定
测相对电导率：
每份取2g （地上部分），剪成小段（ 1.0cm 左右），置小烧杯中，用去离子水洗三次，沥干，准确加入20ml 去离子水，放置1h, 摇匀, 用DDS -11A 电导率仪测得的电导率为R 1 。将材料于微波炉中煮沸，彻底破坏材料的膜结构，冷却至室温后，测电导率R 2 。
测脯氨酸含量：
1 ．脯氨酸标准曲线制作：吸取脯氨酸标准母液0, 0.5, 1.25, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0, 15.0mL 分别放入8 个50mL 容量瓶中，分别加入蒸馏水定容至50mL ，配成0.0 ， 1.0 ， 2.5 ，5.0 ，10.0 ，15.0 ，20.0 ，30.0μg/mL 的系列溶液。分别吸取上述各标准溶液2mL ，冰醋酸2mL ，茚三酮试剂2mL ，加入到10mL 带塞刻度试管中，塞上塞子，于沸水浴中加热15 分钟，用分光光度计测定520nm 的光密度值，以零浓度为空白对照。将测定结果以脯氨酸浓度为横坐标，以光密度值为纵坐标制作标准曲线。
2. 测定样品的脯氨酸含量
（ 1 ）提取脯氨酸：分别称取胚轴，每种处理各取三份，每份0.3g 。剪碎，加入适量80% 乙醇，少量石英砂，于研钵中研磨成匀浆。匀浆液全部转移至25mL 刻度试管中，用80% 乙醇洗研钵，将洗液移入相应的刻度试管中，最后用80% 乙醇定
容至刻度，混匀，80 ℃水浴中提取20 分钟。
(2 ）除去干扰的氨基酸：向提取液中加入约0.4g 的人造沸石和0.2g 活性碳，强烈振荡5 分钟，过滤，滤液备用。
（ 3 ）脯氨酸含量的测定：分别吸取上述提取液2mL 于刻度试管中，再取一支刻度试管，加入2mL 80% 乙醇作为参比，分别向上述各试管中加入2mL 冰醋酸和2mL 茚三酮试剂，沸水浴中加热15 分钟，冷却后在分光光度计测520nm 处各样品的光密度，从标准曲线上查出每毫升被测样品液中脯氨酸的含量。
【实验结果及计算】
用下列公式计算相对电导率，表示质膜相对透性：
相对电导率（% ）=R 1 /R 2 × 100%
样品中脯氨酸含量的计算:
脯氨酸含量(μg/g)=(c x v/a)/w 或
脯氨酸含量(%)=[(c*v)/a]/w*10 6 ×100
其中， C ：由标准曲线上查得的脯氨酸微克数；
v ：提取液总体积（mL ）
a ：测定液体积（mL ）
w ：样品重（g ）
注意事项：质膜相对透性的测定虽简单，但干扰因素多，测定时应注意以下问题：
?取材的一致性，代表性。
?器皿和用具要清洁。
?测试条件要一致，如测试温度等要一致。
?注意不同材料其适宜的浸泡时间均不相同。
【思考题】
1 相对电导率与细胞膜的透性之间有怎样的关系？
2 相对电导率能否作为植物抗旱性的生理指标？为什么？
3 以电导率或相对电导率作为抗旱性的指标，哪个更好些？为什么？
4 根据实验结果，分析干旱胁迫与植物体内游离脯氨酸积累之间有何关系？
5 为什么用茚三酮作显色剂要在酸性条件下起反应？目的是什么？
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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(
mol.g-1FWmin-1)
对照组 0.963 105.563 实验组
2.021
227.932
小麦在干旱胁迫下和正常环境下PPO活性的比较
OD410（1min）活性值(U.g-1FW) 对照组 0.228 14400 实验组
0.410
20500
由上图表可知：实验组中的POD活性和PPO活性均比对照组中的POD活性和PPO活性要高很多。
实验研究表明：在干旱胁迫下，POD值升高，POD是植物抗氧化酶系统中重要的酶类，POD 通过催化其他底物与过氧化氢反应以消耗过氧化氢，植物在受到水分胁迫及复水时，可诱导体内POD活性上升，从而起到保护植物的作用。POD活性在干旱胁迫下增强，能通过增强POD活性来抵御干旱逆境对其所造成的伤害
【16】
。多酚氧化酶（polphenol o xidase,PPO ）是植物体内酚类物质氧化或缩
合以及木质素的合成的重要酶，提高PPO活性可促进植物体内酚类物质和木质素的合成和积累以提高植物抗性【17】。PPO是一种与生长相关的酶，刘金龙等研究表明，PPO与仁用杏树生长发育以及抗逆性相关，是仁用杏树抗逆性生化指标，可作为栽培时选择树种的依据【18】。 3.6、逆境胁迫和谷胱甘肽(GSH)的含量测定
对硫二硝基苯酸与谷胱甘肽的反应产物，可用分光光度计在412nm处测定其值，即可求出谷胱甘肽（GSH）的含量测定）。
小麦在干旱胁迫下和正常环境下谷胱甘肽含量的比较
OD412 含量(mol.g-1FW)
对照组 0.153 2.250 实验组
0.501
7.368
由上表可知：实验组中谷胱甘肽（GSH）的含量比对照组中的谷胱甘肽（GSH）的含量大量增加。
实验研究表明：在干旱胁迫下，GSH的值较正常情况下增高，这是因为还原性谷胱甘肽是生物细胞中含量最丰富的非蛋白质硫醇化合物。在生物体内不同的胁迫响应途径中，利用GSH是亲和活性来消除活性氧和重金属等对细胞的伤害。因此，在生物的氧代谢及抗逆生理中GSH发挥着重要的作用【19】。小麦在干旱条件下通过提高GSH含量来应激环境变化。在正常供水情况下，小麦不存在干旱胁迫所带来的伤害，其体内的GSH处在正常的代谢中，所以在整个测定过程中GSH含量变化比较稳定【20】。
3.7、逆境胁迫和抗坏血酸(ASA)的含量测定
Fe3+可以被抗坏血酸还原成Fe2+，Fe2+与联吡啶生成粉红色Fe2+-联吡啶复合物，可用分光光度计在525nm处测定其值，即可求出该物质的含量。
小麦在干旱胁迫下和正常环境下抗坏血酸含量的比较
OD525
抗坏血酸(mmol.g-1FW)
对照组 0.100 1.515 实验组
0.132
2.000
由上表可知：实验组中抗坏血酸(ASA)的含量比对照组中抗坏血酸(ASA)的含量增多。
实验研究表明：在干旱胁迫的条件下，植物叶片抗坏血酸含量有所增加，以抵抗干旱胁迫。抗坏血酸在植物体内的氧化还原状态以及维持该状态所涉及代谢物质和酶系的水平或活性
的改变，对植物抵抗一系列环境胁迫非常重要。 4、结论
通过本次实验，从结果中可以看出，小麦为了适应干旱胁迫的逆境，机体内发生了一些列的生理生化反应，试验中脯氨酸(Pro)的积累说明植物正常的生理机能已经被干旱胁迫所破坏。脯氨酸(Pro)是植物蛋白质的组分之一，并可以游离状态广泛存在于植物体中。在干旱胁迫条件下，许多植物体内脯氨酸大量积累。积累的脯氨酸除了作为植物细胞质内渗透调节物质外,还在稳定生物大分子结构、降低细胞酸性、解除氨毒以及作为能量库调节细胞氧化还原势等方面起重要作用。试验数据显示，除脯氨酸(Pro)外，受到干旱胁迫时小麦叶片内的抗氧化酶、谷胱甘肽、过氧化氢、可溶性糖、丙二醛等含量显著增加，说明小麦幼苗通
过大量积累这些物质以调节生理变化。对抗逆研究植物干旱胁迫条件下其发芽率、抗氧化酶、脯氨酸、谷胱甘肽、过氧化氢、可溶性糖、丙二醛等生理生化指标含量的变化，并初步探讨小麦的抗逆机理，能够应用于农业生产实践中，为干旱农业生产提供理论依据。 5、参考文献
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致谢：经过近一个学期的植物生理学实验课程的学习，在老师的细心指导下，以及与同学的帮助下，将抗逆境胁迫对植物生理生化指标的影响的综合性实验如期完成，从中学到了许多知识，也意识到自身存在许多知识漏洞。以上为该实验的综合性试验报告，由于编者水平有限，难免存在疏漏与不妥之处，诚请老师允予批评指正。
本文主要研究的是干旱对小麦的影响，干旱胁迫是通过 PEG-4000 来实现的，设置了五个等级的干旱胁迫和一个自来水对照，包括 5%、10%、15%、20%、25%。研究了干旱胁迫对小麦叶绿素、膜的相对透性和游离脯氨酸的影响, 结果表明干旱胁迫开始会使叶绿素增高，当接近 25%时降低；膜的相对透性先是无明显变化，随着浓度增加膜的透性逐渐增大;游离脯氨酸先上升，在接近 25%时会急剧下降。通过研究模拟干旱对小麦的生理生化特性的影响得出小麦有很强的赖旱性，但当超过 20%时小麦会受到严重影响。此项研究有利于培育出抗旱小麦，增加小麦的抗性，进而增加小麦的产率。 [关键词] 模拟干旱；叶绿素；膜的相对透性；游离脯氨酸
逆境胁迫对植物质膜透性的影响（电导率法） 【实验目的】 1.学习电导仪法测定膜相对透性的方法。 2.理解逆境对植物膜透性的影响。 【实验原理】 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，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。 相对电导率根据公式计算得出：Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) ×100％（注C0为双蒸水的电导率） 【实验材料及仪器】 材料：小麦幼苗：对照、100mM NaCl处理、100mM NaCl处理、5%PEG-6000处理、15%PEG-6000处理 仪器设备：电导仪、温箱、水浴锅 【实验步骤】 1.取0.1g对照和盐或PEG6000处理的小麦叶片，切成约1cm小段，每种处理做两个平行； 2.用双蒸水冲洗3 遍以除去表面粘附的电解质； 3.加10 ml双蒸水，25℃振荡温育1小时，期间经常摇动，测定此时的电导率为C1；
4.将盛有根的试管100℃煮沸15 min，冷却到室温后，测定此时的电导率为C2； 5.相对电导率根据公式计算得出：Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) ×100％（注C0为双蒸水的电导率） 【数据记录及结果处理】 双蒸水的电导率C0＝1.6 根据公式Relative ion leakage = (C1 - C0) / (C2 - C0) ×100％，计算各根尖的相对电导率 对照：①Relative ion leakage = 6.72％ ②Relative ion leakage = 8.33％平均=7.53％ 100mM NaCl处理：①Relative ion leakage = 13.16％ ②Relative ion leakage = 10.22％平均=11.68％ 200mM NaCl处理：①Relative ion leakage = 29.93％ ②Relative ion leakage = 29.10％平均=29.51％ 5%PEG-6000处理：①Relative ion leakage = 6.69％ ②Relative ion leakage = 6.95％平均=6.82％
逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响 20093391 魏晓明农学0901 摘要：对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。 关键词：逆境胁迫,抗逆性，相对电导率，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。 前言：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。当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。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）。 在植物胁迫处理过程中，叶绿素含量会下降，可以把叶绿素含量下降看作是胁迫发展中由功能性影响到器质性伤害的一个中间过程。 过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，他与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切关系，在植物生长发育过程中，他的活性不断变化，因此测量这种酶，可以反映某一时期植物体内代谢的变化。 植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状，常以糖含量作为重要指标。植物为了适应逆境条件，如干旱、低温，也会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化。 植物器官衰老时，或在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（MDA）是其产物之一，通常利用它作为脂质过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。 植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。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、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，以至于植物细胞侵提液的电导率增大。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有
本科学生综合性实验报告 学号姓名 学院专业、班级 实验课程名称植物生理学实验 教师及职称 开课学期2012 至2013 学年上学期 填报时间2012 年12 月15 日
云南师范大学教务处编印 逆境胁迫对植物生理生化指标的影响 作者： （，云南昆明650092） 摘要：对植物产生危害的环境称为逆境，又称胁迫。干旱是制约植物生长的主要逆境因素，以小麦幼苗在模拟干旱胁迫下，植株体内的生理生化指标会发生变化。实验采用PEG处理小麦幼苗，对抗氧化酶；脯氨酸；谷胱甘肽；过氧化氢；可溶性糖；丙二醛在植物体内的含量变化进行了研究，实验通过分光光度计分别在不同的波长中测出吸光率，间接计算出其含量，而通过对正常条件下的和逆境胁迫下一定量小麦体内以上各种物质含量的对比，从而了解小麦体内生理生化指标发生的变化。 关键词：小麦（Triticum aestivumLinn）；干旱胁迫；生理生化 1 引言 干旱是自然界常见的逆境胁迫因素，而且干旱也是植物最容易受到的胁迫之一。干旱不仅制约植物的生长发育与产量，也会引起植被结构与功能的时空变化。因此植物对干旱胁迫的适应及机制一直是植物逆境适应策略研究的一个热点【1-3】作物抗旱性的研究方法有多种，适应能力进行了研究：植物对干旱胁迫的适应过程和受伤害程度与干旱胁迫的强度以及植物自身的抗性紧密联系，并从生化代
谢、生理功能、形态适应、生长发育以及生物生产力等多种形式表现出来【1-5】。土壤有效水分状况与植物之间的关系一直是植物生理生态学研究领域的热点问题。大多数植物在短期或轻度土壤缺水情况下叶片水势下降，气孔关闭。限制CO2 摄取和光合作用速率：长期严重干旱条件下可限制植物生长,引起形态结构发生变化。甚至导致植物死亡【6】。大多实验是在人工控制的干旱或人工模拟干旱条件下进行。其主要方法是室外盆栽控制水分，苗期室内水培或砂培采用PEG 渗透胁迫、人工控制的温室、气候室和培养箱等。其中，PEG渗透胁迫法简单易行、条件容易控制、重复性好、试验周期短。本试验采PEG溶液模拟干旱胁迫的方法，研究干旱胁迫对小麦幼苗发芽率、抗氧化酶、脯氨酸、谷胱甘肽、过氧化氢、可溶性糖、丙二醛等生理生化指标含量的变化，并初步探讨小麦的抗逆机理，期望能够应用于农业生产实践中，为干旱农业生产提供理论依据。 2、材料与方法 2.1、实验材料 小麦种子：购于西山种子公司，供实验备用。（适宜条件下，选购的小麦种子发芽率较高的，所选购的实验材料较理想的，有利于用作实验材 料。） 培养条件：室温，充足水分、充足阳光供给，PEG干旱处理。 用水：自来水。 2.2、种子生命力（发芽率）的快速测定 将待测种子在适宜水中浸种，以增强种胚的呼吸强度。使显色迅速。 2.3、其它实验种子处理一致如下; 小麦种子→用0.1% HgCl2消毒10 min后→用蒸馏水漂洗干净→用蒸馏水于26℃下吸涨12 h →播于垫有6层湿润滤纸的带盖白磁盘（24cm×
植物的逆境生理复习题参考答案 一、名词解释 1、逆境(environmental stress)：又称胁迫(stress)。系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称。如低温、高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等。 2、抗逆性(stress resistance)：植物对逆境的抵抗和忍耐能力，简称为抗性。抗性是植物对环境的一种适应性反应，是在长期进化过程中形成的。 3、抗性锻炼(hardiness hardening)：在生活周期中，植物的抗逆遗传特性需要特定环境因子的诱导才能表现出来，这种诱导过程称为抗性锻炼，例如抗寒锻炼、抗旱锻炼。 4、抗寒锻炼(cold resistance hardening)：植物在冬季来临之前，随着气温的降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强，这种抗寒能力逐渐提高的过程称为抗寒锻炼。 5、抗旱锻炼(drought resistance hardening )：在种子萌发期或幼苗期进行适度的干旱处理，使植物的生理代谢上发生相应的变化，从而增强对干旱的抵抗能力，这个过程称为抗旱锻炼。 6、交叉适应(cross adaptation)：植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗能力，这种对不同逆境间的相互适应作用，称为交叉适应。 7、避逆性（stress avoidance）：植物通过设置物理屏障或某些特殊的代谢反应和生长发育变化，从而避免或减小逆境对植物组织施加的影响，使其仍保持较正常的生理活动，这种抵抗称为避逆性。 8、耐逆性(stress tolerance)：又称逆境忍耐。植物组织虽然经受逆境的影响，但可通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的损伤，从而保持其生存能力，这种抵抗称为耐逆性。 9、逆境逃避(stress escape)：指植物通过生育期的调整避开逆境，例如沙漠中的一些植物在雨季里快速生长，完成生活史，自身并不经历逆境。 10、渗透调节(osmotic adjustment.) ：植物细胞通过主动增加溶质降低渗透势，增强吸水和保水能力，以维持正常细胞膨压的作用。 11、寒害(cold injury)：低温导致的植物受伤或死亡。 12、冻害(feezing injury)：温度下降到零度以下，植物体内发生冰冻，因而
逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响 摘要：干旱、盐碱和低温是强烈限制作物产量的三大非生物因素,其中干旱造成的损失最大, 其损失超过其他逆境造成损失的总和。对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。以小麦幼苗为材料，设置对照组，探究了干旱胁迫下脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSG)、丙二醛(MDA)、H2O2的含量变化以及抗氧化酶(POD、PPO)活性的变化。结果表明：在干旱胁迫下，脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSG)、丙二醛(MDA)、H2O2的含量相对于对照组均有较明显的上升趋势，POD和PPO活性也表现出较大水平的提高。 关键词：干旱胁迫,抗逆性，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。谷胱甘肽；抗氧化酶；H2O2 引言：干旱是我国农业可持续发展面临的主要问题之一,【1】干旱胁迫对植物的 影响是一个复杂的生理生化过程，涉及到许多生物大分子和小分子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。【2】研究表明，游离的脯氨酸在植物细胞抵抗非生物胁迫过程中扮演着越来越重要的角色，许多新的生理功能也逐渐被发现，近几年来有关脯氨酸的研究倍受科学工作者的关注【9-13】。干旱是一种最常见的胁迫，遇此逆境作物除进行气孔调节外，渗透词节也不夹为一种有效方法。原理是通过加强合成代谢，增加细胞内渗透物质浓度，降低渗透势，维持膨压和细胞正常生理功能。脯氨酸作为水溶性最大的氮基酸(162．3g· (100g)。H 2 O，25 o C)具有较强水合能力，是理想的渗透介质。作物遇旱时它的大量积累有助于细胞或组织持水，防止脱水，故可视为作物对干早环境的一种保护性适应。已经证明了在逆境条件下脯氨酸的积累来抵抗植物对非生物胁迫的伤害，植物体内的抗氧化酶系统也能将伤害细胞的活性氧控制在可忍耐水平内，通过各种过氧化酶的协同作用，可以把细胞内产生的具有很强氧化 活性的活性氧如O2-、H 2O 2 、OH-等直接或间接地清除，防止了活性氧放大级联作 用，保证了细胞内生命活动的正常进行。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，对干旱也具有抵抗作用。GSH作为生物体内主要的还原态硫之一，在生物体抵抗各种胁迫(冷害、干旱、重金属、真菌等)的过程中起着重要的作用，其含量水平的高低与植物对各种环境胁迫的忍耐程度密切相关。近些年来，它在高等植物代谢过程中的生理作用，尤其是在植物抵御活性氧伤害过程中的作用及其与植物抗逆性关系的研究进展很快。前人研究进展植物在正常生长情况下, 活性氧的产生和清除处于
逆境胁迫对植物生理生化代的影响 摘要：干旱、盐碱和低温是强烈限制作物产量的三大非生物因素,其中干旱造成的损失最大, 其损失超过其他逆境造成损失的总和。对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。以小麦幼苗为材料，设置对照组，探究了干旱胁迫下脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSG)、丙二醛(MDA)、H2O2的含量变化以及抗氧化酶(POD、PPO)活性的变化。结果表明：在干旱胁迫下，脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSG)、丙二醛(MDA)、H2O2的含量相对于对照组均有较明显的上升趋势，POD和PPO活性也表现出较大水平的提高。 关键词：干旱胁迫,抗逆性，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。谷胱甘肽；抗氧化酶；H2O2 引言：干旱是我国农业可持续发展面临的主要问题之一,【1】干旱胁迫对植物的影响是一个复杂的生理生化过程，涉及到许多生物大分子和小分子植物细胞膜起
调节控制细胞外物质交换的作用，它的选择透性是其最重要的功能之一。【2】研究表明，游离的脯氨酸在植物细胞抵抗非生物胁迫过程中扮演着越来越重要的角色，许多新的生理功能也逐渐被发现，近几年来有关脯氨酸的研究倍受科学工作者的关注【9-13】。干旱是一种最常见的胁迫，遇此逆境作物除进行气孔调节外，渗透词节也不夹为一种有效方法。原理是通过加强合成代，增加细胞渗透物质浓度，降低渗透势，维持膨压和细胞正常生理功能。脯氨酸作为水溶性最大的氮基酸(162．3g·(100g)。H 2O，25 o C)具有较强水合能力，是理想的渗透介质。作物遇旱时它的大量积累有助于细胞或组织持水，防止脱水，故可视为作物对干早环境的一种保护性适应。已经证明了在逆境条件下脯氨酸的积累来抵抗植物对非生物胁迫的伤害，植物体的抗氧化酶系统也能将伤害细胞的活性氧控制在可忍耐水平，通过各种过氧化酶的协同作用，可以把细胞产生的具有很强氧化活性的活性氧如O2-、H2O2、OH-等直接或间接地清除，防止了活性氧放大级联作用，保证了细胞生命活动的正常进行。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，对干旱也具有抵抗作用。GSH作为生物体主要的还原态硫之一，在生物体抵抗各种胁迫(冷害、干旱、重金属、真菌等)的过程中起着重要的作用，其含量水平的高低与植物对各种环境胁迫的忍耐程度密切相关。近些年来，它在高等植物代过程中的生理作用，尤其是在植物抵御活性氧伤害过程中的作用及其与植物抗逆性关系的研究进展很快。前人研究进展植物在正常生长情况下, 活性氧的产生和清除处于动态平衡状态。当植物在逆境条件下( 如干旱胁迫) 生长时, 这种平衡被打破, 体负责清除活性氧的抗氧化系统能力下降, 从而造成活性氧的大量积累, 并引发或加剧膜脂过氧化作用, 导致生物膜系统受损。过氧化物酶( POD) 、多酚氧化酶（PPO）、
Issu es and C ou nterm easu re on the S ub stain able Developm en of Vegetab le Ind u stry in S hou guan g XU E Q i qin,LI Mei qin,PEI Hua li,Q IAO Ning,M IAO Jin shan (Wei fang U niversity of Science and Technolog y ,Shouguang,Shandong 262700) A bstract:By making a deep investigationg and research through various links in the production chain,the result showed that there were five restrictive factors for vegetable industry s developmen:High quality and high end vegetable products were relatively insufficien;The agroecological environment worsens day by day along with the growth of vegetables planting agelimit;The vegetables commercial and intensive processing had lagged behind;The level of mechanization for vegetables planting was low;The excellent varieties of intellectual property rights were insufficient;The peasantry quality was relatively low.Based on these restrictive factors,some strategies on how to carry out the sustainable development were offered.Suggestions contain carrying out the new soil management system;Expanding the organic vegetables production and enhancing the intensive processing;Using the experience of other countries for reference and enhancing mechanization and automation for vegetables industry.Strengthening cooperation with research institutions and raising widely the level of domestic vegetables seed;Reinforcing training to improve the peasantry quality.Key words:vegetable industry;substainable developmen;issues and countermeasure 第一作者简介:王海波(1981 ),男,博士,讲师,研究方向为农产品贮藏与加工。 通讯作者:张昭其(1965 ),男,博士,教授,研究方向为农产品贮藏与加工。E mail:zqzhang@https://www.doczj.com/doc/bd3435710.html, 。 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30471219,30771515);广东省联合基金重点资助项目(U0631004);广东省自然科学基金团队资助项目(06200670)。收稿日期:2010-08-23 植物逆境胁迫中活性氧和钙信号的关系 王海波1,2 ,黄雪梅2 ,张昭其 2 (1.广东食品药品职业学院,广东广州510520;2.华南农业大学园艺学院,广东广州510642) 摘 要:钙信号参与植物对逆境的应答反应已被广泛证实,但近年来许多研究发现,活性氧信号也参与了植物对逆境胁迫的应答反应。现介绍植物中活性氧和钙信号的产生机制、活性氧和钙信号对植物逆境胁迫的应答机制,探讨了植物逆境胁迫中活性氧与钙信号之间的相互关系。 关键词:逆境;活性氧信号;钙信号 中图分类号:Q 948.12+ 2.4 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2010)22-0189-06 植物处于不断变化的环境条件中,不适宜的环境条件限制了作物的生长范围,导致作物品质下降、产量降低。然而,植物在长期演化过程中也形成了对各种生物或非生物逆境的适应性,即抗逆性。钙离子作为重要的胞内第二信使,参与了植物对环境信号的应答反应。各种生物或非生物逆境包括病原菌侵染、干旱、盐害、冷害、热害等均能诱导植物细胞质Ca 2+浓度提高,从而将信号通过钙结合蛋白如钙调素、依赖钙的蛋白激酶、依 赖钙的磷酸化酶等转导放大[1] 。此外,逆境胁迫还导致 植物细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species)的动态平 衡破坏,引起超氧化物阴离子自由基(O - 2)、羟自由基( OH)、过氧化氢(H 2O 2)等活性氧的迅速累积。活性氧过去一直被认为是植物代谢过程中的毒副产品,然而,近年来越来越多的证据表明,活性氧也是细胞信号转导和调控的重要组成部分[2 4]。细胞质内Ca 2+浓度(钙信号)取决于质膜Ca 2+通道活性或开放程度、质膜Ca 2+ 泵的激活程度等,而活性氧对上述调节因素都表现 出一定的调控作用[5]。反过来,Ca 2+ 也可激活NADPH 氧化酶,诱导活性氧的产生,随后诱导一个更大的胞质Ca 2+内流(钙信号)[6]。可见,植物体内钙信号和活性氧信号是密不可分的。该文综述了近年来在植物逆境信号转导过程中活性氧与钙信号关系方面的研究进展。 189
1 / 11 逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响20093391 魏晓明农学0901 摘要：对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。 关键词：逆境胁迫,抗逆性，相对电导率，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。 前言：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。当植物遭受逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，选择透性丧失，细胞内部分电解质外渗。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）。 在植物胁迫处理过程中，叶绿素含量会下降，可以把叶绿素含量下降看作是胁迫发展中由功能性影响到器质性伤害的一个中间过程。 过氧化物酶是植物体内普遍存在的、活性较高的一种酶，他与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有密切关系，在植物生长发育过程中，他的活性不断变化，因此测量这种酶，可以反映某一时期植物体内代谢的变化。 植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状，常以糖含量作为重要指标。植物为了适应逆境条件，如干旱、低温，也会主动积累一些可溶性糖，降低渗透势和冰点，以适应外界环境条件的变化。 植物器官衰老时，或在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（MDA）是其产物之一，通常利用它作为脂质过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。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、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，以至于植物细胞侵提液的电导率增大。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。 1 材料与方法 1.1供试材料取生长状况相同的健康八角金盘叶片，随机取若干叶片置于冰箱中低温胁迫处理一段时间，另一组置于常温阴凉的室内，待低温胁迫处理完毕，将两组叶片分别取出，作为实验材料。 1.2实验设计与方法将经过低温胁迫处理过的叶片标记为样品A，未经处理的叶片为样品B （1）叶绿体含量的测定。①分别取样品A与样品B叶片的剪碎样品（去掉叶中脉）各0.18g. ②将样品分别放入研钵中，加入少量石英砂和碳酸钙及95%的乙醇2～3ml，待研磨成匀浆，将提取液过滤至25ml棕色容量瓶中，用少量95%乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。③用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中，直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至25ml，摇匀。④把叶绿体色素提取液A和B分别离心3分钟后，分别倒入光径1cm的比色皿内。以95%乙醇为空白，在波长652nm下测定吸光度。
植物生理学实验科技论文题目逆境胁迫对植物生理生化指标的影响学号 104120122 姓名白雪洁 学院生命科学学院 专业、班级生科10C 指导教师王莎莎 云南师范大学教务处编印
逆境胁迫对植物生理生化代谢的影响 摘要：干旱、盐碱和低温是强烈限制作物产量的三大非生物因素,其中干旱造成的损失最大, 其损失超过其他逆境造成损失的总和。对植物产生伤害的环境称为逆境，又称胁迫。常见的逆境有寒冷、干旱、高温、盐渍等。逆境会伤害植物，严重时会导致植物死亡。逆境对植物的伤害主要表现在细胞脱水、膜系统受破坏，酶活性受影响，从而导致细胞代谢紊乱。有些植物在长期的适应过程中形成了各种各样抵抗或适应逆境的本领，在生理上，以形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质（如脯氨酸含量）、提高保护酶活性等方式提高细胞对各种逆境的抵抗能力。以小麦幼苗为材料，设置对照组，探究了干旱胁迫下脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSG、丙二醛(MDA、H2O2的含量变化以及抗氧化酶(POD、PPO活性的变化。结果表明：在干旱胁迫下，脯氨酸（pro）、谷胱甘肽(GSG、丙二醛(MDA、H2O2的含量相对于对照组均有较明显的上升趋势，POD和PPO活性也表现出较大水平的提高。 关键词：干旱胁迫,抗逆性，脯氨酸，丙二醛，样品，细胞膜透性，过氧化物酶活性，叶绿素，可溶性糖。谷胱甘肽；抗氧化酶；H2O2 引言：干旱是我国农业可持续发展面临的主要问题之一, 【1】干旱胁迫对植物的影响是一个复杂的生理生化过程，涉及到许多生物大分子和小分子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。【2】研究表明，游离的脯氨酸在植物细胞抵抗非生物胁迫过程中扮演着越来越重要的角色，许多新的生理功能也逐渐被发现，近几年来有关脯氨酸的研究倍受科学工作者
第47卷第1期2011年1月 林 业 科 学 SCIENTIA SILVAE SINICAE Vol.47,No.1Jan.,2011 植物非生物逆境胁迫DREB /CBF 转录因子的研究进展 李科友1 朱海兰2 (1.西北农林科技大学生命科学学院 杨凌712100; 2.西北农林科技大学林学院 杨凌712100) 摘 要: 综述近十几年来,特别是近5年来国内外DREB /CBF 转录因子的研究进展,主要包括DREB /CBF 转录因子的结构特点,DREB /CBF 基因的克隆、表达调控及其在植物抗逆基因工程中的作用,以及DREB /CBF 转录因子研究中的问题与展望,旨在为植物抗逆育种提供理论依据。DREB /CBF 类转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C -重复序列结合子,是AP2/EREBP 转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够特异性地与抗逆基 因启动子区域的DRE /CRT 顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子。目前,已从拟南芥、欧洲油菜、水稻、玉米、小麦、陆地棉、大豆和番茄等几十种植物中分离并鉴定出调控干旱、高盐及低温耐性的DREB /CBF 基因,并利用这些基因得到抗逆性增强的拟南芥、欧洲油菜、番茄、小麦以及杨树等转基因植株。转基因结果表明,DREB /CBF 转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值。 关键词: DREB /CBF;转录因子;DRE /CRT 顺式作用元件;转基因植物;抗逆育种 中图分类号:S718.46;Q943.2 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2011)01-0124-11 收稿日期:2010-08-02;修回日期:2010-10-06。 Research Progress of DREB /CBF Transcription Factor in Response to Abiotic?Stresses in Plants Li Keyou 1 Zhu Hailan 2 (1.College of Life Sciences ,Northwest A &F University Yangling 712100; 2.College of Forestry ,Northwest A &F University Yangling 712100) Abstract : The research progress on DREB /CBF (Dehydration Responsive Element Binding Protein /C?repeat Binding Factor)transcription factors in last decades especially in recent five years is reviewed,mainly including the structural features of DREB /CBF transcription factors,the cloned DREB /CBF genes and their expression regulations,the application of DREB /CBF genes in gene engenieering for improving plant stress resistance,as well as the existing problems and the future prospective of DREB /CBF to provide reference for plant stress?resistant breeding.DREB /CBF transcription factor, with a typical AP2/EREBP DNA?binding domain,could specifically bind to the DRE /CRT (Dehydration Responsive Element /C?repeat)cis?acting element and activate a lot of the expression of stress inducible genes under dehydration,low temperature and saline conditions,and hence increase plants’tolerance to environmental stresses.According to the published literature in last decades,a vast number of DREB /CBF transcription factor genes have been isolated and characterized from a variety of plants such as Arabidopsis thaliana ,Brassica napus ,Oryza sativa ,Zea mays ,Triticum aestivum ,Gossypium hirsutum ,Glycine max and Lycopersicon esculentum .Over?expression of these DREB /CBF cDNAs in Arabidopsis thaliana ,Brassica napus ,Lycopersicon esculentum ,Triticum aestivum and Populus could greatly enhance stress tolerance of these transgenic plants,which indicated the importance of DREB /CBF transcription factors in plant stress?resistant breeding. Key words : DREB/CBF;transcription factor;DRE/CRT cis?acting element;transgenic plant;stress?resistant breeding 干旱、盐碱、低温等非生物逆境是影响植物生长 发育的主要因素,植物受到逆境胁迫时会产生形态、生理、基因表达等适应性调节反应以降低或消除危 害。转录因子(反式作用因子)基因是植物中最重要的一类调节基因,其在植物体内构成复杂的调节网络,在时间和空间上协同控制基因的表达。转录