盐胁迫对植物体内游离脯氨酸积累影响.docVIP

一、实验课题名称： 盐胁迫对植物体内游离脯氨酸积累的影响 二、文献综述： 【1】作物生长的环境并不总是适宜的。干旱、炎热、霜冻、盐碱、涝灾，以及环境污染、病虫害等都会对作物的生长造成不利的影响。作物的抗逆性是整体性的。可能存在着共同的机制以抵御整个生育期的各种逆境胁迫，现综述如下??l．渗透调节? 己有大量研究表明，渗透调节是抗旱性的一种重要机制。水分亏缺条件下，叶片和根系渗透调节的生理效应主要是以下两个方面：一是增加吸收，保持膨压，缓和脱水胁迫，改善细胞水分状况；二是改善水分胁迫植物的生理功能，维持一定的生长和光合能力，提高植物在低水势下的生存能力。? Jordan（1984）试图从植株整体系统上量化渗透调节的作用，他们用模型模拟得出如下结论，渗透调节的作用并不能找出影响产量的复杂因素，在干旱条件下由于缺乏渗透调节能力，小麦虽然有大量的根系仍不能正常生长（Mcgown，l984）。李德全等（1994）在盆栽试验条件下研究表明，抗旱性强的品种渗透调节能力均大于抗旱性弱的品种。李秀菊（1992）在大田试验条件下，测定了3个抗寒性不同冬小麦品种越冬期抗寒力变化与渗透调节的关系。结果表明，抗寒锻炼期间冬小麦抗寒能力逐渐提高，抗寒性越强的品种增强的幅度愈大。伴随抗寒力的增强，渗透势降低，抗寒力愈强的品种下降幅度愈大。与渗透变化有关的可溶性糖等渗透物和水分状况均向降低渗透势的方向发展。?2．脯氨酸有研究表明，通常萎蔫较快的作物脯氨酸积累也较快。Aspinall和Paleg(1987）讨论了胁迫条件下脯氨酸积累作为一个抗旱因素的可能性，得出结论如下，脯氨酸是一种细胞亲和溶质，积累数它可影响渗透调节。换句话说，对液泡中主要渗透物质钾的积累来讲，脯氨酸起细胞质渗透调节平衡作用。Barderska（1993）认为，脯氨酸可能在防止酶蛋白脱水和渗透胁迫方面起一定的作用，因而把它看做对植物有利的反应，有人还提出把它作为作物抗旱育种的指标，但是后来倾向认为，这是植物受到胁迫损害的一种症兆，而且Bawa和Sen（1993）指出，有些能很好适应水分胁迫的植物并不总是积累大量的脯氨酸有研究表明，脯氨酸可作为脱水胁迫、高温胁迫时各种酶的保护剂，脯氨酸很可能起保护膜不受高温破坏的作用。已发现花粉中富含游离的脯氨酸。花粉从基质中大量摄取脯氨酸，而脯氨酸含量的增加可以改善其热胁迫下的活力。近年来的大量研究表明，脯氨酸和甘氨酞甜菜碱能起到细胞的热保护剂作用。缺水能引起这些代谢产物积累，热胁迫对它们积累是否有显著作用还不确定。Chu等(1974）的研究表明，只有在缺水的条件下，高温才导致大麦积累脯氨酸，在组织水势不降低的条件下，热胁迫不能引起脯氨酸积累，不管脯氨酸是否能因热胁迫而积累，而它却在受旱胁迫时大量积累，这就涉及到大田环境中的热胁迫，因为干旱和炎热往往同时发生。脯氨酸是在盐胁迫条件下易积累的一种氨基酸，也是盐生植物的一个非常重要的调节渗透压物质。大麦叶片积累脯氨酸含量与外界环境中Na+的浓度成线性关系，有些植物脯氨酸是Na+胁迫的专一性反应。如在NaCl介质中生长的鹰嘴豆耐NaCl品种，其体内积累的脯氨酸含量比敏感品种要高。而在KCI的介质中，其体内脯氨酸的含量下降张正斌等，《作物杂志》1997年第4期100ug/ml）； 2、实验仪器： 天平，研钵，移液管，水浴锅，离心机，试管，722型分光光度计； 3、实验材料： 小麦、水稻。 五、实验原理与方法： 胁迫条件下植物体内脯氨酸大量积累，而且胁迫时间越长,积累的脯氨酸越多；因此植物体内的脯氨酸含量在一定程度上反映了植物受胁迫影响的程度，可作为植物对逆境响应的一个参考指标。 在酸性条件下，茚三酮和脯氨酸反应，生成红色化合物，此产物在520nm波长下具有最大吸收峰，可用分光光度计测定，此法具有专一性。在pH1-7时用人造沸石可以除去一些干扰的氨基酸。 六、实验步骤： 1、准备实验材料 提前一周培养小麦、水稻，并根据实验目的对其分组处理，以备后用。小麦种子黑暗中25℃下用蒸馏水浸泡6h,使其充分吸涨，播于铺有湿滤纸的培养皿中于暗室中培养。露白后与尼龙网架上用水培养24h。将小麦、水稻各分为3组，分别用0.2、0.4、0.6mol∕L的NaCl溶液培养3~4天，取地上部分做实验材料。 2、制作标准曲线 100ug/ml脯氨酸配置成0、1、2、3、4、5μg/ml一系列浓度的标准溶液。取标准溶液各2ml，加入2ml3%磺基水杨酸、１ml冰醋酸和3ml茚三酮试剂于加塞试管中，充分混匀后在沸水浴中加热显色40min，冷却后加入４ml甲苯盖好盖子充分震荡，待其静置分层后，吸取红色甲苯相，于波长520nm测定OD值，以OD值为纵坐标，脯氨酸浓度（ μg/ml ）为横坐标绘制标准曲线。 3