缺鎂金盞菊幼苗生理生化指標影響的研究

1、缺鎂金盞菊幼苗生理生化指標影響的研究缺鎂對金盞菊幼苗生理生化指標影響的研究 摘要：本實驗通過對金盞菊幼苗進行缺鎂元素培養(yǎng)，觀察其在完全培養(yǎng)液澆灌下生長狀況和缺鎂培養(yǎng)表現(xiàn)得癥狀，及測定植物細胞膜透性、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性和生長指標的測定，以此研究鎂元素對金盞菊生長的影響。實驗結果表明在鎂缺營養(yǎng)液培養(yǎng)下金盞菊片的細胞質膜相對透 性減弱，丙二醛（MDA含量顯著增加，產生的活性氧物質誘導超氧化物歧化酶 （SOD和過氧化物酶 （POD活性活性下降。關鍵詞：金盞菊幼苗、缺鎂元素培養(yǎng)、缺素癥狀、指標測定金盞菊又名金盞花， 為菊科金盞菊屬植物。金盞菊株高3060cmi為二年生草本植物，全株被白色

2、茸毛。單葉互生，橢圓形或橢圓狀倒卵形， 全緣，基生葉有柄，上 部葉基抱莖。頭狀花序單生莖頂，形大，4-6cm,舌狀花一輪， 或多輪平展，金黃或桔黃色， 筒狀花，黃色或褐色。也有重瓣（實為舌狀花多層）、卷瓣和綠心、深紫色花心等栽培 品種。常用于花壇擺花?，F(xiàn)利用土培法， 對金盞菊幼苗進行缺鎂培養(yǎng)，來探究金盞菊的各種生理指標的變化的情況以及生長情況，為金盞菊的栽培管理提供科學依據(jù)。1材料與方法1.1實驗材料及器材：金盞菊幼苗、沙子、TBA、TCA、石英砂、丙酮、磷酸鉀 緩沖液、完全培養(yǎng)液、電導儀、溫箱、燒杯、量筒、分光光度 計、離心機、電子天平、研缽、移液管、恒溫水浴鍋、容量瓶、 冰箱等。2實驗方法

3、：在兩個砂基中培養(yǎng)等量的金盞菊幼苗，分別標上號1、2,在相同的環(huán)境下進行一定時間的培養(yǎng)之后，對其進行缺素培養(yǎng)。號砂基澆灌完全營養(yǎng)液作為對照組，2號砂基澆灌缺鎂元素的營養(yǎng)液。每隔兩天澆一次營養(yǎng)液，連續(xù)培養(yǎng)兩周。缺素培養(yǎng)兩周后取兩次樣對其細胞質膜透性檢測丙二醛（MDA 含量測定、過氧化物酶（PO活性的測定、超氧化物歧化酶（SOD 活性的測定、各生理指標進行測定。并測定植株株高、葉長、葉寬。3植物生理指標的測量：植物細胞質膜透性的檢測。取實驗組和對照組的金盞菊葉片， 洗凈擦干，分別量取0. 3g; 剪碎、研磨、過濾，將三種濾液等量的裝入小試管中， 增加一個 等量蒸儲水的空白對照管， 先測常溫下的電導

4、率值， 再沸水加熱10 min后測量電導率值。金盞菊的丙二醛含量的測定。取0. 3g的金盞菊葉片， 剪碎，加入10%三氯乙 酸（TCA 2 ml和少量石英沙研磨， 再加8 ml TCA湮沒后，將漿液以4000r/min離心10min ,取上清夜即樣品提取液；吸取2 ml提取液到一試管， 對照管加2 ml蒸儲水，各加入2 ml0. 6%TBA液， 混勻， 沸水浴15 min , 冷卻， 以4000r/min 離心15min , 取上 清夜測定532nm和450nm的OD值。過氧化物酶 （POD活性的測定。取1. 0g 金盞菊葉片， 加入預冷的5ml20mmol/L KH2PO4,研 磨取勻漿，

5、以4000r/min 離心15min ,取上清夜并低溫保存； 取 四只分光光度計比色杯（光徑1cm）,再其中一只加入3ml反應混 合液和1mlKH2PO4乍為對照，另外3只分別加入3ml反應混合液 和1ml上述酶液，馬上記時，測定470nm處的OD值，每隔1min 讀數(shù)一次。超氧化物歧化酶（SOD活性的測定。取5支試管，分別編號（3支測定管,2支對照管），按照表2 的順序加入試劑（3支測定管加酶液，2支對照管加緩沖液），混勻后 將1支對照管置暗處，其他各管于4000lx日光下反應15min （要 求各管受光情況一致， 溫度高，時間縮短， 低時延長）；反應結 束后，以不照光的對照管作空白進行調零

6、，分別測定其他各管的OD560nmWt度。并記錄好照光對照管的吸光度（ODC 和3支測定管的吸光度 （ODS。表1測定SOD活性時各試劑加入量 試劑（酶）用量/ml終濃度（比色時） 50mmol/L 磷酸緩沖液（pH7.2） 1.7 130mmol/L MET 溶液 0.3 13mmol/L 750umol/L NBT 溶液 0.3 75umol/L 100umol/L Na2-EDTA 溶液 0.3 10umol/L 20umol/L核黃素溶液 0.32.0umol/L酶液0.1對照2支管以緩沖液代替 總體積3.0 2 實 驗結果與分析2. 1 金盞菊的生長情況2. 1. 1實驗結果表2營養(yǎng)

7、液生長指標完全營養(yǎng)液缺鎂營養(yǎng)液株高13cm 9cm葉長 9cm 7cm葉寬2. 5cm 2cm 2. 1. 2實驗分析 從金盞菊的株高、葉長、葉高可以明顯看出，缺鎂元素對其的生長起抑制作用。2金盞菊細胞質膜透性檢測植物細胞膜對維持細胞的微環(huán)境和正常的代謝起重要的作用。細胞膜透性變得愈大，表示受害愈重，抵抗性愈弱，反之則抵抗性愈強。2. 1實驗結果：相對電導率=（浸泡液電導率值-空白電導率值）/ （煮沸后電導 率值-空白電導率值）*100蒸儲水在常溫下的電導率值是：60. 0 u-1 表3金盞菊提取液 浸泡液電導率值（m-1） 煮沸 后電導率值（m-1） 相對電導率（為 完全0.5 5 8.90

8、7缺Mg 1.1 5.5 19.12 2. 2. 2實驗分析：實驗數(shù)據(jù)顯示在完全培養(yǎng)液澆灌下和缺鎂培養(yǎng)液澆灌下相比較，對照組的電導率比實驗組小，說明受傷害小，抵抗力相對較強，該條件下金盞菊的生長起促進作用。而在實驗組中相對電導率比對照組的相對電導率大很多，說明受到的傷害大， 對金盞菊的生長起抑制作用。但是本實驗還是存在著一定的誤差。造成此結果可能是以下的幾方面的原因：O實驗室中的藥品放置時間過久，肯能也會影響到實驗結果的準確性。本實驗是以小組合作的形式完成的，在實驗的過程中， 有時候在給植物澆水的時候，忘記了澆蒸儲水而是以自來水代替在實驗的過程中， 煮沸了葉片是未等其完全冷卻就測定而造成的實

9、驗數(shù)據(jù)的差異， 從而影響實驗的結果?？赡苁窃趯嶒灥倪^程中對實驗的材料與器材的清洗得不夠 充分，而使實驗過 程中數(shù)據(jù)不夠準確。2. 3缺鎂對金盞菊幼苗葉片 MDA含量的影響2. 3. 1 實驗結果：由公式：MDA 濃度（mol/L）=6.45OD532-0.56OD450 和 MDA 含量（mol/g FW 計算出的結果如表4。表 4 OD450 OD532 MDA 濃度（mol/L） 蒸儲水 0 0 0 缺 Mg 0.310 0.168 3.033 完全 0.329 0.139 2.734 2. 3. 2實驗分析：實驗的預期的結果是植物的抗氧化的能力越強，MDA濃度將會越低。本試驗中當金盞菊幼

10、苗經缺鎂培養(yǎng)后，其體內MDA含量呈上升趨勢，說明金盞菊抗氧化能力弱。但該實驗在實驗過程中還存在一定的誤差，使得數(shù)據(jù)有所偏差。出現(xiàn)這樣結果的原因可能是以下的幾點：MDA-TBA顯色反應的加熱時間，控制沸水浴的時間不準確。而時間太短或太長均會引 起532nm下的光吸收值下降。從而影響實驗的結果?？扇苄蕴桥cTBA顯色反應的產物在532 nm也有吸收（最 大吸收在450 nn）,在實驗的過程中未能很好地排除可溶性糖對實驗 的干擾。在實驗的過程中， 有時候在給植物澆水的時候，忘記了澆蒸儲水而是以自來水代替。2.4過氧化物酶（POD 活性的測定2. 4. 1過氧化物酶POD酶活性結果由公式：POD 酶活力

11、（U/（g*Fw*min） ） =（AOD*Vt）/（0.01*W*Vs*t）（W 為鮮重，Vt是提取酶液的總體積，t是反應時間，Vs是反應用的提 取酶液的體積） Vt=8mL Vs=0. 05 mL t=1min w=1g計算可得結果如表6 ,）植物組織鮮重（）提取液體積（g）濃度（ml/molLMDA 表 5 實驗數(shù)據(jù) 0min 1min 2 min 3 min 4 min 5 min OD (缺 Mg) 0.590 0.793 0.979 1.149 1.284 1.409 OD 完全)0.413 0.611 0.818 0.971 1.108 1.244 表 6金盞菊提取液 zOD P

12、OD酶活力(U/(g*Fw*min) 缺Mg培養(yǎng)液澆灌0.1530 2448完全培養(yǎng)液澆 灌 0.1662 2659 2. 4. 2實驗分析：實驗的結果顯示在由完全培養(yǎng)液澆灌下的金盞菊的POD酶的活性更強。即在外界環(huán)境的干擾下，植物體內的POD酶的活性會發(fā)生相應的變化，其中在缺鎂下，植物體內的POD酶的活性會明顯下降， 從 而不能完全清除H2O2對細胞生物功能分子的破壞作用。.5超氧化物歧化酶(SOD活性的測定2. 5. 1實驗結果 由公式：SOD 活性=(OD OD *V/ (0.5*ODc*Vs*t*m ) (ODc是照光對 照管反應混合液的吸光度； ODs是樣品管反應混合液的吸光度， V

13、 是樣品提取液總體積( ml); Vs是測定時提取樣品提取液體積(ml) ;t 是光照反應時間;m是樣品質量(g) Vt=8mL Vs=0. 05 mL t=1min w=1g計算出的結果如表表7 金盞菊 ODc值ODs值ODs平均值 樣品中SOD活性/U缺Mg 0.714 0.686、0.693、 0.697 0.692 9.860 完全 0.690 0.593、0.662、0.670 0.641 22.72 2. 5. 2 分析：實驗預期的結果是在缺鎂營養(yǎng)液的澆灌下，金盞菊苗植物中的SOD活性小于完全培養(yǎng)液澆灌的，實驗所得的結果與實驗預測相互 吻合。但實驗還是存在一些誤差：顯色反應的時間控

14、制得不夠好在。O本實驗只有一個濃度，沒有設置濃度梯度，所以可比性比較低。 實驗的過程中由于所加的樣品的量是極少的，可能在加樣時出現(xiàn)一定的誤差， 還有在實驗中對于植物的各種光照與黑暗的處 理不得當也是影響實驗結果的因素。討論 鎂是植物體內的重要營養(yǎng)元素， 參與植物體內的許多 生理過程，因此缺鎂必然影響植物的生理功能， 導致植物生長受抑 制。研究結果顯示， 缺鎂使金盞菊，株高和葉長葉寬減小。正常情況下，細胞膜對物質具有選擇性能力，當植物缺鎂時，細胞膜遭到破壞， 膜透性增大， 從而使細胞內的電解質外滲， 以 致植物細胞浸提液的電導率增大，表示金盞菊受害很重， 抵抗性愈弱。植物器官衰老或在逆境下遭受傷

15、害，往往發(fā)生膜脂過氧化作用 MDA是膜脂過氧化作用的最終分解產物，其含量可以反映植物遭受 逆境傷害的程度。當金盞菊幼苗經缺鎂培養(yǎng)后，其體內MDA含量呈上升趨勢， 說明金盞菊抗氧化能力弱。在有過氧化氫(H2O2存在下，POD酶能使愈創(chuàng)木酚(鄰甲氧基苯酚) 氧化，生成茶褐色物質， 該物質在470 nm處有最大吸 收，可用分光光度計測量470 nm的吸光度變化以檢測POD酶的活 性。生成的茶褐色物質越多，表明POD酶活性越大。超氧物歧化酶 (SOD普遍存在于動、植物體內，是一種清除超氧陰離子自由基(O-2)的酶。它與POD CAT等酶協(xié)同作用來防御活性氧或者其他過氧化物自由基對細胞膜系統(tǒng)的傷害， 從而減少自由基對有機體的毒害作用。實驗中通過對POD SOD活性的測量，發(fā)現(xiàn)缺素培養(yǎng)的金盞菊 的POD SOD活性低于完全培養(yǎng)的金盞菊。這可能是由于缺素培養(yǎng)后， 使生物體膜脂過氧化升高增高， 導 致生物體內自由基