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1、鹽脅迫對(duì)甘草根生長(zhǎng)的影響摘要 2關(guān)鍵詞 21試驗(yàn)材料與方法 31.1試驗(yàn)材料 31.2材料的培養(yǎng)和處理 31.2.1 種子的準(zhǔn)備 3種子的接種 41.2.3 1/2 42指標(biāo)測(cè)定及方法 42.1酶液提取 52.2 SOD舌性測(cè)定 52.3 POD舌性測(cè)定 52.4 CAT舌性測(cè)定 63數(shù)據(jù)處理及分析 64結(jié)果與分析: 64.1同濃度NACL處理SOD舌性的影響 64.2不同濃度NACL處理POD舌性的影響 74.3不同濃度NACL處理CAT活性的影響 85.討論與結(jié)論 8辭 10參考文獻(xiàn): 11鹽脅迫對(duì)甘草根生長(zhǎng)的影響麥麗開(kāi)亞森指導(dǎo)老師:海利力庫(kù)爾班摘要:為了研究甘草的抗鹽生理特性,對(duì)甘草進(jìn)行
2、不同濃(50Mm,100Mm,200Mm)的NaCI鹽溶液處理。測(cè)定甘草超氧化物岐化酶(SOD)過(guò)氧化物酶(POD),過(guò)氧化 氫酶(CAT)活性的變化。結(jié)果表明:SOD POD和CAT舌性變化不盡相同,SOD在 低鹽濃度下上升,在高鹽濃度下下降,POD和CAT隨鹽濃度的上升而顯著增加, 都相互協(xié)調(diào)作用維持在一個(gè)平衡態(tài)進(jìn)行。 說(shuō)明適宜濃度的鹽有利于甘草正常生長(zhǎng) 的閾值,在受到鹽脅迫時(shí),通過(guò)保護(hù)酶及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的協(xié)調(diào)作用維持正常生長(zhǎng)。關(guān)鍵詞:甘草;鹽脅迫;生長(zhǎng);影響甘草為豆科(Leguminosae)甘草屬(Glycyrrhiza L.)多年生草本植物,是重 要的藥材資源,別名甜草根、粉草等。高達(dá)
3、3080cm主要類(lèi)型有毛甘草,光果甘草和脹果甘草。甘草長(zhǎng)期生長(zhǎng)在大陸性干旱、半干旱的荒漠地帶的氣候條件 下,使其具有抗寒、耐熱、耐旱、性澇和喜光的特性,我國(guó)西北、華北、東北,這“三北”地區(qū)均適合種植。甘草的藥用價(jià)值含量高,尤其是甘草性味甜,具有補(bǔ)脾益氣、潤(rùn)肺止咳祛痰、清熱解毒、抗炎、抗癌、抗病毒等活性緩急定痛和調(diào)和 藥性之功效。因其主要含有甘草甜素,又是很好的食品調(diào)味劑和添加劑。 甘草不 僅具有較高的藥用、經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且是干旱地區(qū)維護(hù)生態(tài)平衡的一種優(yōu)良冬春牧 草,莖葉為飼料,是作為優(yōu)良的防風(fēng)固沙植物,保持水土、改善土壤結(jié)構(gòu)具有重 要的作。還具有十分重要的生態(tài)意義。甘草中國(guó)有10種,烏拉爾甘草是
4、我國(guó)甘草資源中分布最廣泛的一種甘草,我國(guó)西北、東北和華北均有分布;脹果甘草主要分布于塔里木盆地及向東可到達(dá)西 北部;光果甘草分布中心在地中海北部沿岸, 我國(guó)北疆和南疆也有分布。除以上 所述種類(lèi)外,還有分布在等地的黃甘草、膜英甘草、落果甘草等。目前對(duì)甘草抗鹽生理研究主要以 NaC1為主。本實(shí)驗(yàn)研究以甘草為試材,采 用以不同濃度的NaC1進(jìn)行脅迫處理,通過(guò)測(cè)定SOD POD和CAT活性,分析探討 甘草對(duì)鹽適應(yīng)的生理生化機(jī)制,為其規(guī)化栽培和大面積生產(chǎn)提供理論依據(jù) 1-6。1試驗(yàn)材料與方法1.1試驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料為甘草種子(和田地區(qū))和種子公司購(gòu)置的甘草種子為試驗(yàn)材料。 試 驗(yàn)于2011年03月26日2
5、011年04月16日在農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院組培室進(jìn)行。1.2材料的培養(yǎng)和處理種子的準(zhǔn)備因甘草種子堅(jiān)硬光滑,外有一層膠質(zhì)物,種皮不易透水透氣,硬實(shí)率較高, 所以對(duì)種子進(jìn)行輕微刻傷處理種子的接種準(zhǔn)備好的甘草種子在組培室中進(jìn)行接種。接種之前將工作臺(tái)用75%酉精擦干凈,將種子浸泡升汞10分鐘后用水來(lái)清洗58次(每個(gè)三角瓶均接種13個(gè)種子) 。接種后將三角瓶擺置培養(yǎng)架。此過(guò)程,組培室必有充足的光照并且溫度保持20°C -25C。1.2.3 1/2 Hoagland' s營(yíng)養(yǎng)液的配制1/2Hoagland ' s營(yíng)養(yǎng)液的配制表:試劑g/L(g)100 倍 L1000 倍 LF .曰.
6、:人量元糸Ca(No3)2.4H201.18118KNO30.5151MgSO4.7H2O0.4949KH2PO40.1414微量元素H3BO30.00292.9Mn CI2.4H2O0.00181.8Zn SO40.000220.22CuSO4.5H2O0.000080.08H2MoO40.000020.02Fe鹽EDTA-Na0.037253.725FeSO4.7H20O.027852.7852指標(biāo)測(cè)定及方法SOI采用氮藍(lán)四唑還原法測(cè)定,以抑制NB光化學(xué)還原的50%為一個(gè)酶活力單 位;PO采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定,以每分鐘 O值降低0.01定義為一個(gè)酶活力單位; CA采用紫外分光光度法測(cè)定,以每
7、分鐘 O值降低0.1定義為一個(gè)酶活力112.1酶液提取稱(chēng)取鮮葉于欲冷的研缽中,加入5ml欲冷的提取介質(zhì)(50mMpH=7.8 的磷酸緩沖液,含19聚乙烯吡咯烷酮)研磨至勻漿,再加入提取介質(zhì)充分研磨沖 洗,使終體積為5ml,4C下15000X g超速冷凍離心15 min,上清液即為酶提取 液。2.2 SOD活性測(cè)定9SO活性測(cè)定參考Giannopolitis and Ries 等方法。反應(yīng)總體積為3ml, 包含50uMNBT 1.3uM核黃素、13mM蛋氨酸75nMEDTA-Na 50mM磷酸緩沖液和 酶液0.1ml,光下反應(yīng)3min,在560nm下測(cè)定光密度,SO活性以每克鮮重酶單位 表示。S
8、O計(jì)算公式:SO活性(U.g-1.h-1 )ODj OD2V 1000 60OD1BWT 50%式中OD為對(duì)照光密度值,OD位測(cè)定樣品的光密度值,V為酶提取液體積ml;min。B為一個(gè)酶活力單位的酶液量uL,W為樣品鮮重,g; T為反應(yīng)時(shí)間,2.3 POD活性測(cè)定反應(yīng)總體積為3ml,加入200mM愈創(chuàng)木酚0.3ml、30mM醋酸緩沖液(pH=5.0) 2.3ml,于34E下保溫10min,加酶液0.1ml和300mM4Q 0.3ml,立即搖勻并計(jì) 時(shí),于470nm下比色,按公式計(jì)算酶活性8,9。PO計(jì)算公式:POD活性(U.g-1.min 1)A 470 V T0.01 WF VS t式中,A
9、A 470為反應(yīng)時(shí)間吸光度的變化; 洶駱駝刺鮮重,g; t為反應(yīng)時(shí)間,Min; Vt為提取煤業(yè)總體積,mL.Vs為測(cè)定時(shí)取用酶液總體積mL.2.4 CAT活性測(cè)定取酶液0.05ml加入50mM磷酸緩沖液(pH=7.0) 2.75ml,預(yù)熱后,逐管加入 濃度150mM勺H2O2 0.2ml后迅速倒入石英杯中,240nm下測(cè)吸光度值,每隔1min 讀數(shù)1次,共讀數(shù)4次,按公式計(jì)算酶活性10 oCAT計(jì)算公式:CAT過(guò)氧化氫酶活性u(píng).g-1mi n-1A470 Vt一W Vs 0.01 t式中 A 240=A&(As1+A2)/3 ; ASO為加入煮死酶液的對(duì)照管吸光值;AS1,As2為樣品
10、管吸光值;VT為粗酶提取液總體積;V為測(cè)定用粗酶液體積;FW為樣品鮮 重(g); 0.1為A240每下降0.1位1個(gè)酶活單位(u); t為加過(guò)氧化氫到最后一 次讀數(shù)時(shí)間(min).3數(shù)據(jù)處理及分析采用Excel進(jìn)行原始數(shù)據(jù)整理及制圖;4結(jié)果與分析:4.1同濃度NaCl處理SOD舌性的影響SOD是生物體重要的保護(hù)酶之一,它的主要功能是催化超氧物陰離子自由基(O年發(fā)生歧化反映生成H2O和O2,從而清除對(duì)細(xì)胞的損害。鹽脅迫條件下, 甘草根SOD酶活性變化如圖1所示,由圖可以看出,隨NaCl濃度的提高,呈先 上升到下降的趨勢(shì)。低鹽濃度 50 mmol/ L至100 mmol/ L隨NaCI濃度的提高,
11、 SOD酶活性增加但之間差異不明顯。當(dāng)鹽濃度達(dá)到200mmo/L時(shí),SOD酶活性顯著下降。這表明200mmo/L的鹽濃度已對(duì)這種酶已有明顯的抑制作用。說(shuō)明 甘草在逆境中,體 SOD酶活性能夠在某一時(shí)期維持較高水平,避免活性氧的大 量積累,減輕了活性氧引起的膜傷害6,7 o050100200NaCI的濃度(mmol/L)圖1不同濃度NaCI處理對(duì)甘草根SOD舌性的影響4.2不同濃度NaCI處理POD舌性的影響POD也是植物體抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)的重要酶,能催化"0形成"0和Q,有效阻止的CT和“0積累,限制潛在的氧傷害。甘草根 POD酶活性變化如圖2所 示,由圖2可以看出,隨鹽濃
12、度的提高 POD酶活性上升的趨勢(shì),POD酶活性變 化的這種趨勢(shì)在一定程度上表明甘草在干旱脅迫條件下,機(jī)體活性氧清除系統(tǒng)的 功能維持相對(duì)較高的水平,減輕了活性氧的傷害6,8,9 o050100200NaC的 濃度(mmol/L)圖2不同濃度NaCI處理對(duì)甘草根POD舌性的影響4.3不同濃度NaCI處理CAT活性的影響CAT也是植物體抗重要的酶促防御系統(tǒng)之一,由于體活性氧代加強(qiáng)而使 H202 發(fā)生積累。H202可以直接或間接地氧化細(xì)胞核酸,蛋白質(zhì)等生物大分子,并使細(xì) 胞膜遭受損害,從而加速細(xì)胞的衰老和解體。過(guò)氧化氫酶能催化過(guò)氧化氫分解為 水和分子氧抵御活性氧的傷害6'89'10。甘
13、草根CAT酶活性變化如圖3所示,由圖 3可以看出隨著鹽濃度的升高,CAT酶活性呈不斷升高的趨勢(shì),具有較強(qiáng)的抵御 氧化脅迫的能力。NaCI的濃度(mmoI/L)圖3不同濃度NaCI處理對(duì)甘草根CAT活性的影響5.討論與結(jié)論鹽脅迫對(duì)植物最普遍、最顯著的影響就是抑制生長(zhǎng),生長(zhǎng)特性是植物對(duì)鹽脅 迫的綜合反應(yīng),也是植物耐鹽性的最優(yōu)評(píng)價(jià)指標(biāo) (Levitt 1980)。植物在逆境條 件下保護(hù)酶系統(tǒng)已廣泛用于植物對(duì)逆境的反應(yīng)機(jī)理研究。當(dāng)植物處在逆境條件下 都會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞自由基的產(chǎn)生和清除的平衡受到破壞。SOD POD和CAT均為植物體源自由基清除劑,是細(xì)胞抵御活性氧傷害的重要保護(hù)酶系統(tǒng)他們?cè)谇宄钚匝?自由基
14、,過(guò)氧化氫和過(guò)氧化物使之保持較低水平,以及阻止或減少羥基自由基形成并且生物膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞(付廣1994)。該研究中,各濃度間抗氧化酶SOD POD和CAT活性變化趨勢(shì)不盡相同,隨鹽濃度的提高SOD酶活性呈先上升到下降 的趨勢(shì),反而鹽濃度與抗氧化酶 POD CAT活性成正相關(guān)。隨鹽濃度的上升而顯 著增加。本實(shí)驗(yàn)鹽脅迫對(duì)甘草根的生長(zhǎng)進(jìn)行研究。經(jīng)鹽脅迫后甘草根中SOD酶活性隨 鹽濃度的上升呈先上升到下降??梢酝茢啵{迫過(guò)高時(shí),由于機(jī)體受害嚴(yán)重,蛋 白質(zhì)合成受到嚴(yán)重抑制,酶失活加劇等多種原因而使酶活性下降。 試驗(yàn)證明,低 濃度鹽對(duì)甘草的生長(zhǎng)不但不抑制反而起促進(jìn)作用,但POD CAT隨鹽濃度的上升而
15、顯著增加,POD及 CAT酶活性的變化規(guī)律體現(xiàn)了甘草對(duì)鹽堿脅迫的生理生化響 應(yīng)特點(diǎn),同時(shí)也反映出甘草對(duì)鹽堿脅迫具有一定的耐受力。本試驗(yàn)結(jié)果表明,甘草根受鹽脅迫后增強(qiáng)保護(hù)酶活性以避免鹽對(duì)其造成傷害,從而增強(qiáng)抗鹽性3,6,11 o本論文設(shè)計(jì)在海利力庫(kù)爾班老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成,從課題選擇到具體的寫(xiě)作過(guò)程,無(wú)不凝聚著海利力庫(kù)爾班老師的心血和汗水。在我 的畢業(yè)論文寫(xiě)作期間,碩士研究生吾木提汗為我提供了專(zhuān)業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些 富于創(chuàng)造性的建議,沒(méi)有這樣的幫助和關(guān)懷,我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。 在此向海利力庫(kù)爾班老師和師姐表示深深的感和崇高的敬意。在臨近畢業(yè)之際,我還要借此 院領(lǐng)導(dǎo)表由衷的
16、意,感他們四年來(lái)的辛勤栽 培。各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé),在他們的悉心幫助和支持下,我能夠很好的掌握和 運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí),并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn),順利完成畢業(yè)論文。我還要感同組的各位同學(xué),在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里,你們給了我很多的啟 發(fā),提出了很多寶貴的意見(jiàn),對(duì)于你們幫助和支持,再次我表示深深地感。參考文獻(xiàn):1 淑萍甘草栽培技術(shù)J.農(nóng)業(yè)科技通報(bào),2007,(9):184185.2 白金貴,黃建民,明光禮甘草栽培技術(shù)J.中國(guó)種業(yè),2003, (12):59.3 國(guó)會(huì),石德成,田文志等.NaC1和Na2CO3脅迫對(duì)甘草葉片 SOD POD活性的影響J.農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,(3):168169.4 塔依爾,鳳華周建文,吳小菁鹽脅迫對(duì)烏拉爾甘草種子萌發(fā)的影響研究J.研究報(bào)告,2010,(29):2123.5 建軍,藺海明,王瑞芳等.五種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)甘草生長(zhǎng)的影響J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(3
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