玉米种子干旱胁迫

PEG胁迫对两种玉米幼苗可溶性糖和丙二醛含量的影响目录1引言..............................................................11.1植物渗透胁迫生理............................................11.2本研究目的及意义............................................12材料与方法........................................................22.1实验材料....................................................22.1.1材料..................................................22．1.2仪器与设备...........................................22.2材料处理....................................................22.3指标测定....................................................22.3.1可溶性糖含量测定......................................22.3.2丙二醛含量测定........................................33结果与分析........................................................43.1PEG胁迫对两种玉米幼苗可溶性糖含量的影响.....................43.2PEG胁迫对两种玉米幼苗丙二醛含量的影响.......................44结论..............................................................5参考文献............................................................7致谢................................................................9摘要干旱会影响到植物的生长、发育和植物体内物质的含量。本实验以辽单37和吉农大115两个玉米品种为实验材料，采用PEG-6000模拟干旱的方法，在水培条件下研究了浓度为0%、2%、4%、6%、8%和10%PEG几个不同梯度胁迫下玉米幼苗体内可溶性糖和丙二醛（MDA）含量的变化。结果表明：两种玉米品种在不同浓度的PEG处理下，随着浓度的加大和处理时间的延长，可溶性糖含量和丙二醛含量呈现逐渐升高的趋势。从两个品种的对比发现，辽单37体内可溶性糖和丙二醛的含量大于吉农大115。关键词：PEG胁迫；玉米幼苗；可溶性糖；丙二醛AbstractDroughtwillaffectplantgrowth,developmentandthecontentofplantmaterialinthebody.Thisexperimentwithliaodan37andjinongda115twomaizevarietiesasexperimentalmaterial,drought,themethodofusingPEG-6000underhydroponicconditionstostudytheconcentrationof0%,2%,4%,6%,4%and6%PEGofmaizeseedlingsunderseveraldifferentgradientstressofsolublesugarandmalondialdehyde(MDA)contentchanges.TheresultsshowthatthetwokindsofmaizevarietiesunderdifferentconcentrationsofPEGtreatment,alongwiththeincreaseofconcentrationandprocessingtime,solublesugarcontentandmdacontentshowedatrendofrising.Fromthecontrastoftwovarieties,foundthattheliaodan37insolublesugarandmalondialdehydecontentthanjinongda115.Keywords:PEGstress;Cornseedling;Solublesugar;malondialdehyde-1-1引言玉米（学名：Zeamays），中国第一大粮食作物，主产区位于世界第三大玉米带——中国松辽平原玉米带。水分对玉米影响显著，玉米生长期较短，生长期内要求温暖多雨。玉米耗水量大，如果降水少，灌溉水源不足，就会减产甚至绝收。1.1植物渗透胁迫生理渗透调节是植物适应水分胁迫的主要生理机制，通过渗透调节可使植物在干旱条件下维持一定的膨压，从而维持细胞生长、气孔开放和光合作用等生理过程的进行。聚乙二醇（Polyethyleneglycol，PEG）是一种惰性的、非离子型的渗透调节剂，可用来人为模拟水分渗透胁迫[1]。聚乙二醇(PEG)，其最大特点是本身不能穿越细胞壁进入细胞质，因而不会引起质壁分离，使植物组织和细胞处于类似于干旱的水分胁迫之中[2]。植物的抗旱性受多种因素的影响，是一个较复杂的综合性状。迄今为止，已有大量学者利用PEG对植物进行模拟干旱处理并测定其生理指标变化，从而筛选耐旱农作物品种。1979年首次以PEG作为诱导剂和筛选剂筛选出抗旱的烟草细胞系[3]，以后，相继出现很多研究成果：马彪以PEG-6000作为耐旱性选择剂初步获得耐旱性甘薯植株[4]，彭剑涛等利用烟草叶片产生的愈伤组织，在含PEG的培养基上筛选，获得了对水分胁迫具有抗性的愈伤组织[5]。孟健男等[6]以强抗寒冬小麦（TriticumaestivumLinn.）品种和弱抗寒品种为实验材料，研究了20%PEG-6000渗透胁迫对小麦苗期叶片和根部的质膜透性、保护酶活性和渗透调节物质的影响，探讨这些指标在渗透胁迫时发生的变化规律，从而为东小麦的引种、优良品种选育及栽培管理提供科学依据。崔江慧等[7]利用PEG-6000对三个高粱品种进行水溶液模拟土壤干旱条件处理，测定了高粱苗期保护酶系活力和可溶性糖含量变化，筛选出干旱胁迫下适应性强的高粱品种。冯慧芳等[8]以PEG-6000对四种阔叶幼苗进行处理，对PEG模拟干旱胁迫环境下对其丙二醛（Malondial-dehyde，MDA）、叶绿素、脯氨酸等含量的变化进行了研究，从而判断其抗旱能力，为干旱胁迫条件下的树种选择提供依据。1.2本研究目的及意义水分的缺少是影响干旱与半干旱地区作物生产的一个重要的因素，作物的芽-2-苗期是对水分缺少较为敏感的时期，水分的缺少会影响到作物的出苗、生长以及幼苗的成活率，从而给作物的产量带来较大损失。玉米黄土高原地区的主要粮食及饲料作物之一。而影响该地区的作物生产最重要的环境因子是水分不足。尤其是种子的萌发和成苗时期是作物受水分亏缺影响较大的时期[9]。因此，在干旱或半干旱地区农业生产中，作物幼苗的根系对水分的吸收能力及其对水分胁迫的生理响应和适应机制显得非常重要。基于此，本实验以不同浓度的PEG-6000对两种玉米幼苗进行处理，对PEG模拟干旱胁迫环境下丙二醛以及可溶性糖含量的变化进行了研究，从而判断其抗旱性。因此来判断植物是否能够适应干旱及半干旱地区的生长。2材料与方法2.1实验材料2.1.1材料实验所用玉米幼苗为大小一致，生长健壮的实验苗，培养于牡丹江师范学院生理生化实验室。2．1.2仪器与设备722型分光光度计、TGL-16LM型高速冷冻离心机、移液枪、DB-8D型恒温水浴锅、Tp-213型电子分析天平2.2材料处理将在土内培养一段时间长势良好的幼苗取出，将根部土壤轻轻洗掉，分别放在0%、2%、4%、6%、8%和10%浓度的PEG中培养，每个梯度放三到五根玉米幼苗，分别在1天和7天取出不同梯度PEG培养下的一根幼苗，放在封口袋中70℃超低温冰箱中冷冻。培养后测定可溶性糖和丙二醛的含量，每次取样重复两次。2.3指标测定2.3.1可溶性糖含量测定绘制曲线制作：取20mL带塞试管，编号，按下表配置系列浓度的葡萄糖标准液。然后在每只试管中加入5mL蒽酮试剂，混匀，盖上塞子，在沸水中煮沸-3-10min，取出，立即用水冷却至室温，在625nm波长下，分别测量各管的OD值，用0号管调零。以OD值为纵坐标，葡萄糖含量为横坐标，绘制标准曲线。表2-1系列浓度的葡萄糖标准曲线的配制Table2-1Seriesconcentrationofglucose，thepreparationofthestandardcurve管号Tubeno.葡萄糖标准液体积（mL）Glucosestandardliquidproduct80%乙醇体积（mL）80%Ethanolvolume葡萄糖含量（ug）Glucosecontent012345600.10.20.40.60.81.01.00.90.80.60.40.2001020406080100测定：吸取样品提取液1mL于试管中，再加蒽酮试剂5mL，用上述同样方法，在625nm处测得OD值，以0号管调零。由标准曲线查的提取液中的糖含量，然后根据每mL提取液含有5mg干样品中的糖，在进行样品中的糖含量。可溶性糖的提取：取植物叶片在110℃烘箱烘15min，然后调至70℃过夜。干叶片磨碎后称取50㎎样品倒入10mL刻度离心管内加入加入40mL80%乙醇，置于80℃水浴中不断搅拌40min，离心，收集上清液，其残渣加2mL80%乙醇重提一次，合并上清液。在上清液中加10㎎活性炭，80℃脱色30min，80%乙醇定容至10mL，过滤后取滤液测定。结果计算，按下式计算测试样品的糖含量：可溶性糖含量（％）＝[CV/(W*106)]*100%C：回归方程中求得糖的量V：植物样品稀释后体积W:植物取样重量2.3.2丙二醛含量测定取0.3g玉米叶片，加5%TCA（三氯乙酸）5mL，研磨后所得匀浆在4000r/min下离心10min。取上清液2mL，加0.67%TBA（硫代巴比妥）2mL，混合后在100℃水浴上煮沸30min，冷却后再离心一次。分别测得上清液在450nm、532nm和600nm处的吸光度值，并按公式算出MDA浓度，再算出单位鲜量组织中的MDA含量（umol/g）。结果计算，按下式计算测试样品的丙二醛含量：-4-C/umol/L=6.45(A532-A600)-0.56A450A450、A532、A600分别代表450nm、532nm、600nm波长下的吸光度值。3结果与分析3.1PEG胁迫对两种玉米幼苗可溶性糖含量的影响可溶性糖是一种重要的渗透调节物质，植物在逆境胁迫条件下，可溶性糖含量增加，它对细胞膜和原生质体有一定保护作用，还起到保护酶类的作用[10]。图3-1为不同浓度PEG处理的辽单37和吉农大115两个玉米品种幼苗在第一天和第七天体内可溶性糖含量的变化曲线。由图可知，曲线呈逐渐上升的趋势，说明随PEG浓度增高，糖的积累量增加。第七天的可溶性糖含量大于第一天说明处理时间越长，可溶性糖含量积累越多。经过PEG处理的辽单37玉米幼苗体内可溶性糖含量大于吉农大115。00.511.522.533.544.50246810PEG浓度%可溶性糖含量%辽单37一天辽单37七天吉农大115一天吉农大115七天图3-1PEG胁迫对辽单37和吉农大115两种玉米幼苗体内可溶性糖含量的影响Figure3-1ImpactonLiaodan37and115Jinongdatwosolublesugarconten