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ABA对木樨科植物抗冻性影响的研究


  摘要通过电导法测定经不同浓度脱落酸(ABA)水培的3种木樨科植物在3种低温条件下受伤害的程度,研究脱落酸对植物抗冻性的影响。结果表明:在其他条件相同时,冰冻时间越长,植物受伤害程度越大;在适合范围内,脱落酸浓度越大,植物受伤害程度越小,抗逆性越强;水培时间越长,伤害度越大。
  关键词脱落酸;木樨科植物;低温;抗冻性
  
  环境胁迫如低温是限制植物生长发育的重要因素。近年来的研究表明,脱落酸(ABA)作为一种胁迫激素的观点已广被人们接受。脱落酸是一种具有倍半萜结构的植物激素。在植物体内,ABA不仅存在多种抑制效应,还有多种促进效应,在各种试验系统中,它的最适浓度可跨4个数量级,对于不同的组织,它可以产生相反的效应。本试验选取3种木犀科的植物,水腊(Ligustrum obtusifolium sieb.et zucc)、暴马丁香(S.amurensis)、雪柳(Fontanesia)作为试验材料,研究其对木樨科植物抗冻性的影响。
  
  1材料与方法
  
  1.1材料
  水腊叶片,暴马丁香叶片,雪柳叶片。
  
  1.2试剂
  脱落酸。
  
  1.3仪器
  DDS-307型电导仪,电炉,冰箱,移液管,量筒,培养皿,烧杯,打孔器。
  
  1.4方法
  先将3种植物枝条浸泡在不同浓度的脱落酸中,水培时间不同。再将植物叶片放在冰箱中冷冻不同的时间,最后用电导法测出叶片受伤害程度,根据其受伤害程度的不同,分析脱落酸对植物抗低温的影响。
  
  2试验步骤
  
  (1)配置50μmoL/L、150μmoL/L、300μmoL/L的脱落酸溶液各100mL于清洗干净的大矿泉水瓶中,将3种植物枝条放入水培,水培时间为2h、4h、8h。
  (2)水培结束,取同一叶位的功能叶若干片,分成3份,一份为对照,一份放入冰箱-4℃冰冻1h,一份放入冰箱 -4℃冰冻3h,具体操作见图1。
  (3)从冰箱中取出后,将处理组叶片与对照组叶片用蒸馏水冲洗2次,再用洁净滤纸吸净表面水分,用打孔器避开主脉打取叶圆片放入烧杯中,每杯放20片。
  (4)将以上烧杯置室温下保持30min,其间要多次摇动烧杯。
  (5)30min后,用电导仪测其初电导值(S1)。
  
  
  (6)测毕,将各烧杯放在电炉上加热,直至水沸腾3min,以杀死植物组织,然后放置冷却到室温。并在室温下平衡10min,摇匀,测其电导值(S2)。
  (7)在电导度测定中一般用普通蒸馏水,需要设一空白试管(蒸馏水作空白),测定样品时同时测定空白电导值,按下式计算相对电导度:
  相对电导度(L)=(S1—S0)·(S2—S0)-1(1)
  S0—空白电导度,相对电导度的大小,表示细胞膜受伤害的程度。
  由于对照(在室温下)也有少量电解质外渗,故可按下式计算由于低温或高温胁迫而产生的外渗,称为伤害度(或伤害性外渗)。
  伤害度(%)=(Lt-Lck)·(1-Lck)×100(2)
  Lt-处理叶片的相对电导度,
  Lck-对照叶片的相对电导度。
  
  3结果与分析
  
  3.1冰冻时间的影响
  理论上,在其他条件相同时,冰冻时间越长,植物受伤害程度越大。但从我们的实验来讲,却有部分与之不符之处(见表1),这说明我们实验的部分数据测量出现了较大的误差,这也导致我们很难从庞杂的实验数据中获取正确的规律与结论。经分析我认为存在以下原因:
  (1)材料之间存在差异。在采材料的时候,要尽量做到采集一致的枝条,取叶片时尽量保证取同一叶位,也尽量保证叶片的大小相同,同时还要保证叶片都是新生的、比较幼嫩的。但因实验耗费大量叶片,这点在实施过程中存在困难。枝条粗细稍有不同,直接影响其吸收ABA的能力。
  
  (2)实验仪器存在误差。有时工作量相当大,就要采用多台电导率仪同时测量,仪器之间存在误差。有的仪器读数不准,很难稳定下来,加大了误差。
  (3)不同操作人员之间的操作习惯会导致误差。小组5个组员,在实验过程中各测了一部分数据,所有数据再整合到一起,会加大误差。此外,实验从早晨持续到晚上11时,组员比较疲劳,但在操作上却更熟练,这样也会导致前后数据会产生误差。
  (4)实验过程中存在失误。比如未严格控制煮沸或摇晃振荡的时间,没有严格计时,左右相差30s,也影响了实验结果。
  
  3.2脱落酸浓度对植物抗逆的影响
  理论上在适合范围内,脱落酸浓度越大,植物受伤害程度越小,抗逆性越强。通过雪柳得出的数据证明了这一点(见表2、表3)。
  
  3.3水培时间对植物抗逆性的影响
  以暴马丁香为例研究水培时间对植物抗逆性的影响,结果表明:水培时间越长,伤害度越大,我们认为这可能是因为离体时间太长导致的结果。
   
  4注意事项
  
  植物组织受到逆境伤害时,由于膜的功能受损或结构破坏,其透性增大,细胞内各种水溶性物质包括电解质将有不同程度的外渗,将植物组织浸入无离子水中,水的电导度将因电解质的外渗而加大,伤害愈重,外渗愈多,电导度的增加也愈大。此方法十分便捷而有效,但需要注意的事项较多:①取材。材料新鲜、健康,并且生理生态状况相近。②仪器。最好固定,避免测量仪器间存在的差别而干扰实验的结果。③操作人员。细致耐心,且要对实验流程十分清楚,操作要遵从实验规则。④实验过程。单因子分析时,要尽量使其他因素保持一致;比如,实验步骤(6)中杀死植物组织这一步,加热煮沸时间要一致,我们就是因为这一步没有把握好,所以给实验的结果带来了负面的影响。
  本实验较为复杂且环环相扣,每一步的操作都有可能对实验的结果产生重要的影响。因此,在做此实验中应注意每一细节,尽量避免因一步的失误而造成整个实验的失败。
  本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
  

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