缺鎂金盞菊幼苗生理生化指標(biāo)影響的研究

1、缺鎂金盞菊幼苗生理生化指標(biāo)影響的研究缺鎂對(duì)金盞菊幼苗生理生化指標(biāo)影響的研究 摘要：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)金盞菊幼苗進(jìn)行缺鎂元素培養(yǎng)，觀察其在完全培養(yǎng)液澆灌下生長(zhǎng)狀況和缺鎂培養(yǎng)表現(xiàn)得癥狀，及測(cè)定植物細(xì)胞膜透性、超氧化物歧化酶活性、過(guò)氧化物酶活性和生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定，以此研究鎂元素對(duì)金盞菊生長(zhǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在鎂缺營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)下金盞菊片的細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透 性減弱，丙二醛（MDA含量顯著增加，產(chǎn)生的活性氧物質(zhì)誘導(dǎo)超氧化物歧化酶 （SOD和過(guò)氧化物酶 （POD活性活性下降。關(guān)鍵詞：金盞菊幼苗、缺鎂元素培養(yǎng)、缺素癥狀、指標(biāo)測(cè)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(shí)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(duì)金盞菊幼苗進(jìn)行缺鎂培養(yǎng)，來(lái)探究金盞菊的各種生理指標(biāo)的變化的情況以及生長(zhǎng)情況，為金盞菊的栽培管理提供科學(xué)依據(jù)。1材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)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(dǎo)儀、溫箱、燒杯、量筒、分光光度 計(jì)、離心機(jī)、電子天平、研缽、移液管、恒溫水浴鍋、容量瓶、 冰箱等。2實(shí)驗(yàn)方法

3、：在兩個(gè)砂基中培養(yǎng)等量的金盞菊幼苗，分別標(biāo)上號(hào)1、2,在相同的環(huán)境下進(jìn)行一定時(shí)間的培養(yǎng)之后，對(duì)其進(jìn)行缺素培養(yǎng)。號(hào)砂基澆灌完全營(yíng)養(yǎng)液作為對(duì)照組，2號(hào)砂基澆灌缺鎂元素的營(yíng)養(yǎng)液。每隔兩天澆一次營(yíng)養(yǎng)液，連續(xù)培養(yǎng)兩周。缺素培養(yǎng)兩周后取兩次樣對(duì)其細(xì)胞質(zhì)膜透性檢測(cè)丙二醛（MDA 含量測(cè)定、過(guò)氧化物酶（PO活性的測(cè)定、超氧化物歧化酶（SOD 活性的測(cè)定、各生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。并測(cè)定植株株高、葉長(zhǎng)、葉寬。3植物生理指標(biāo)的測(cè)量：植物細(xì)胞質(zhì)膜透性的檢測(cè)。取實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的金盞菊葉片， 洗凈擦干，分別量取0. 3g; 剪碎、研磨、過(guò)濾，將三種濾液等量的裝入小試管中， 增加一個(gè) 等量蒸儲(chǔ)水的空白對(duì)照管， 先測(cè)常溫下的電導(dǎo)

4、率值， 再沸水加熱10 min后測(cè)量電導(dǎo)率值。金盞菊的丙二醛含量的測(cè)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(méi)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(duì)照管加2 ml蒸儲(chǔ)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(cè)定532nm和450nm的OD值。過(guò)氧化物酶 （POD活性的測(cè)定。取1. 0g 金盞菊葉片， 加入預(yù)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(jì)比色杯（光徑1cm）,再其中一只加入3ml反應(yīng)混 合液和1mlKH2PO4乍為對(duì)照，另外3只分別加入3ml反應(yīng)混合液 和1ml上述酶液，馬上記時(shí)，測(cè)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(cè)定。取5支試管，分別編號(hào)（3支測(cè)定管,2支對(duì)照管），按照表2 的順序加入試劑（3支測(cè)定管加酶液，2支對(duì)照管加緩沖液），混勻后 將1支對(duì)照管置暗處，其他各管于4000lx日光下反應(yīng)15min （要 求各管受光情況一致， 溫度高，時(shí)間縮短， 低時(shí)延長(zhǎng)）；反應(yīng)結(jié) 束后，以不照光的對(duì)照管作空白進(jìn)行調(diào)零

6、，分別測(cè)定其他各管的OD560nmWt度。并記錄好照光對(duì)照管的吸光度（ODC 和3支測(cè)定管的吸光度 （ODS。表1測(cè)定SOD活性時(shí)各試劑加入量 試劑（酶）用量/ml終濃度（比色時(shí)） 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(duì)照2支管以緩沖液代替 總體積3.0 2 實(shí) 驗(yàn)結(jié)果與分析2. 1 金盞菊的生長(zhǎng)情況2. 1. 1實(shí)驗(yàn)結(jié)果表2營(yíng)養(yǎng)

7、液生長(zhǎng)指標(biāo)完全營(yíng)養(yǎng)液缺鎂營(yíng)養(yǎng)液株高13cm 9cm葉長(zhǎng) 9cm 7cm葉寬2. 5cm 2cm 2. 1. 2實(shí)驗(yàn)分析 從金盞菊的株高、葉長(zhǎng)、葉高可以明顯看出，缺鎂元素對(duì)其的生長(zhǎng)起抑制作用。2金盞菊細(xì)胞質(zhì)膜透性檢測(cè)植物細(xì)胞膜對(duì)維持細(xì)胞的微環(huán)境和正常的代謝起重要的作用。細(xì)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(qiáng)。2. 1實(shí)驗(yàn)結(jié)果：相對(duì)電導(dǎo)率=（浸泡液電導(dǎo)率值-空白電導(dǎo)率值）/ （煮沸后電導(dǎo) 率值-空白電導(dǎo)率值）*100蒸儲(chǔ)水在常溫下的電導(dǎo)率值是：60. 0 u-1 表3金盞菊提取液 浸泡液電導(dǎo)率值（m-1） 煮沸 后電導(dǎo)率值（m-1） 相對(duì)電導(dǎo)率（為 完全0.5 5 8.90

8、7缺Mg 1.1 5.5 19.12 2. 2. 2實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)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(duì)照組的電導(dǎo)率比實(shí)驗(yàn)組小，說(shuō)明受傷害小，抵抗力相對(duì)較強(qiáng)，該條件下金盞菊的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用。而在實(shí)驗(yàn)組中相對(duì)電導(dǎo)率比對(duì)照組的相對(duì)電導(dǎo)率大很多，說(shuō)明受到的傷害大， 對(duì)金盞菊的生長(zhǎng)起抑制作用。但是本實(shí)驗(yàn)還是存在著一定的誤差。造成此結(jié)果可能是以下的幾方面的原因：O實(shí)驗(yàn)室中的藥品放置時(shí)間過(guò)久，肯能也會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)驗(yàn)是以小組合作的形式完成的，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中， 有時(shí)候在給植物澆水的時(shí)候，忘記了澆蒸儲(chǔ)水而是以自來(lái)水代替在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中， 煮沸了葉片是未等其完全冷卻就測(cè)定而造成的實(shí)

9、驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異， 從而影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?？赡苁窃趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)的材料與器材的清洗得不夠 充分，而使實(shí)驗(yàn)過(guò) 程中數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。2. 3缺鎂對(duì)金盞菊幼苗葉片 MDA含量的影響2. 3. 1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：由公式：MDA 濃度（mol/L）=6.45OD532-0.56OD450 和 MDA 含量（mol/g FW 計(jì)算出的結(jié)果如表4。表 4 OD450 OD532 MDA 濃度（mol/L） 蒸儲(chǔ)水 0 0 0 缺 Mg 0.310 0.168 3.033 完全 0.329 0.139 2.734 2. 3. 2實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)的預(yù)期的結(jié)果是植物的抗氧化的能力越強(qiáng)，MDA濃度將會(huì)越低。本試驗(yàn)中當(dāng)金盞菊幼

10、苗經(jīng)缺鎂培養(yǎng)后，其體內(nèi)MDA含量呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明金盞菊抗氧化能力弱。但該實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(jié)果的原因可能是以下的幾點(diǎn)：MDA-TBA顯色反應(yīng)的加熱時(shí)間，控制沸水浴的時(shí)間不準(zhǔn)確。而時(shí)間太短或太長(zhǎng)均會(huì)引 起532nm下的光吸收值下降。從而影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。可溶性糖與TBA顯色反應(yīng)的產(chǎn)物在532 nm也有吸收（最 大吸收在450 nn）,在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中未能很好地排除可溶性糖對(duì)實(shí)驗(yàn) 的干擾。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中， 有時(shí)候在給植物澆水的時(shí)候，忘記了澆蒸儲(chǔ)水而是以自來(lái)水代替。2.4過(guò)氧化物酶（POD 活性的測(cè)定2. 4. 1過(guò)氧化物酶POD酶活性結(jié)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(yīng)時(shí)間，Vs是反應(yīng)用的提 取酶液的體積） Vt=8mL Vs=0. 05 mL t=1min w=1g計(jì)算可得結(jié)果如表6 ,）植物組織鮮重（）提取液體積（g）濃度（ml/molLMDA 表 5 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)的結(jié)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(qiáng)。即在外界環(huán)境的干擾下，植物體內(nèi)的POD酶的活性會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，其中在缺鎂下，植物體內(nèi)的POD酶的活性會(huì)明顯下降， 從 而不能完全清除H2O2對(duì)細(xì)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(cè)定2. 5. 1實(shí)驗(yàn)結(jié)果 由公式：SOD 活性=(OD OD *V/ (0.5*ODc*Vs*t*m ) (ODc是照光對(duì) 照管反應(yīng)混合液的吸光度； ODs是樣品管反應(yīng)混合液的吸光度， V

13、 是樣品提取液總體積( ml); Vs是測(cè)定時(shí)提取樣品提取液體積(ml) ;t 是光照反應(yīng)時(shí)間;m是樣品質(zhì)量(g) Vt=8mL Vs=0. 05 mL t=1min w=1g計(jì)算出的結(jié)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(shí)驗(yàn)預(yù)期的結(jié)果是在缺鎂營(yíng)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(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)相互 吻合。但實(shí)驗(yàn)還是存在一些誤差：顯色反應(yīng)的時(shí)間控

14、制得不夠好在。O本實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)濃度，沒(méi)有設(shè)置濃度梯度，所以可比性比較低。 實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中由于所加的樣品的量是極少的，可能在加樣時(shí)出現(xiàn)一定的誤差， 還有在實(shí)驗(yàn)中對(duì)于植物的各種光照與黑暗的處 理不得當(dāng)也是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。討論 鎂是植物體內(nèi)的重要營(yíng)養(yǎng)元素， 參與植物體內(nèi)的許多 生理過(guò)程，因此缺鎂必然影響植物的生理功能， 導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受抑 制。研究結(jié)果顯示， 缺鎂使金盞菊，株高和葉長(zhǎng)葉寬減小。正常情況下，細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)具有選擇性能力，當(dāng)植物缺鎂時(shí)，細(xì)胞膜遭到破壞， 膜透性增大， 從而使細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲， 以 致植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)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(guò)氧化作用 MDA是膜脂過(guò)氧化作用的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受 逆境傷害的程度。當(dāng)金盞菊幼苗經(jīng)缺鎂培養(yǎng)后，其體內(nèi)MDA含量呈上升趨勢(shì)， 說(shuō)明金盞菊抗氧化能力弱。在有過(guò)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(zhì)， 該物質(zhì)在470 nm處有最大吸 收，可用分光光度計(jì)測(cè)量470 nm的吸光度變化以檢測(cè)POD酶的活 性。生成的茶褐色物質(zhì)越多，表明POD酶活性越大。超氧物歧化酶 (SOD普遍存在于動(dòng)、植物體內(nèi)，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(lái)防御活性氧或者其他過(guò)氧化物自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害， 從而減少自由基對(duì)有機(jī)體的毒害作用。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)POD SOD活性的測(cè)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(guò)氧化升高增高， 導(dǎo) 致生物體內(nèi)自由基