19PEG6000和甘露醇模拟干旱胁迫效应比较研究
何正付1
(1凤阳县种子管理站,安徽凤阳
王凤立1柏新盛2
233100)
233100;2凤阳县植保站,安徽凤阳
摘要:PEG6000和甘露醇都是常用的模拟干旱的渗透剂,但两者对植物的影响可能存在一定的差异。实验
研究了渗透势为-0.38MPa的甘露醇和PEG6000对玉米幼苗净光合速率、膜透性及根呼吸速率的影响。结果表明,甘露醇处理的玉米根细胞质膜透性大于PEG6000处理的;叶片净光合速率和根系呼吸速率的下降幅度也都大于PEG6000处理的。由此可见,PEG6000作为渗透剂比甘露醇对植物的伤害要小。关键词:PEG6000;甘露醇;渗透胁迫;玉米中图分类号
Q945.78
文献标识码
A
文章编号
1.2.3
1007-7731(2019)10-0019-02根细胞质膜透性的测定
切取植株根前端约
干旱会引起植物细胞失水、膨压丧失、生长发育受阻甚至死亡等[1]。揭示植物的抗旱机理、提高植物的抗旱性,是很多研究工作者一直以来的目标。在植物抗旱研究的过程中,土壤作为研究系统,具有组分复杂难以控制、与土壤其他胁迫效应难以区分的问题。目前,聚乙二醇6000(PEG6000)是广泛选用的模拟干旱的渗透剂[2],但也有报道认为,PEG6000溶液的粘度会造成植物根系缺氧而产生伤害[3]。甘露醇也是一种常用的渗透剂,其分子量较小,不会引起根系缺氧,但能够进入植物细胞的细胞壁和细胞膜。PEG6000和甘露醇模拟的干旱胁迫效应可能存在一定的差异。为此,本研究通过比较PEG6000和甘露醇处理的玉米幼苗根呼吸速率、电导率及其光合速率的变化,对二者作为渗透剂对植物的影响进行分析,以期为今后植物抗旱研究中渗透剂的选择提供参考。
15cm,放入小烧杯中,用蒸馏水冲洗3次。然后各加入20mL蒸馏水,静置30min后测电导率A1,随后煮沸。冷却的指标。
后再测定电导率A0,以相对电导率=A1/A0作为质膜透性
2
2.1
结果与分析
PEG6000和甘露醇胁迫对玉米幼苗叶片光合速率
如图1所示,处理后的前24h,甘露醇和PEG6000
的影响
处理的玉米幼苗叶片净光合速率均快速下降,随后处理的持续下降,而PEG6000处理的则基本维持不变。总体上看,甘露醇处理导致的净光合速率下降幅度更大。
1
1.1
材料与方法
材料培养与处理
将玉米(Zeamays)种子(品种:
农大108)在培养箱中催芽,待胚根长4~5cm时移至含有Hoagland营养液的培养槽中培养。培养7d后,选择36株长势一致的幼苗分成2组,分别移入具有相等渗透势的PEG600和甘露醇处理液中进行渗透胁迫处理,2种处理充气,以保证根系的氧气供应。处理后每24h测定1次根呼吸速率、细胞质膜透性和叶片光合速率,以未处理的植株为对照。1.2测定方法1.2.11.2.2
型光合仪(System公司,美国)测定叶片的净光合速率。
根系呼吸速率的测定光合速率的测定
每处理中选取3株植株,用TPS-2
每处理取出3株植株,剪取
2.2
图1
2种胁迫下玉米幼苗光合速率的变化
液的渗透势均为-0.38MPa。培养过程中,用充气泵连续
PEG6000和甘露醇胁迫对玉米幼苗根细胞质膜透
如图2所示,处理后24h后,2种处理的玉米幼
性的影响
苗根细胞的相对电导率无明显变化,48h后明显升高,随后甘露醇处理的继续上升,而PEG6000处理的开始下降。PEG6000处理的玉米幼苗根系相对电导率明显低于甘露醇处理的,说明PEG6000处理对玉米幼苗根系质膜的影
(下转40页)响小于甘露醇处理的。
根前端5~6cm,再切成约0.5cm小段,用液体氧电极(Han⁃satech公司,英国)测定根呼吸速率。
作者简介:何正付(1968—),男,安徽凤阳人,农艺师,从事农业技术推广工作。收稿日期:2019-04-10
40显低于A茶(河南衡阳艾),苦涩味最低,滋味较好。总黄酮具有很强的抗氧化和清除自由基的能力,在保护细胞免受自由基损害方面,比维生素C和维生素E更有效,抗癌性以及抗微生物和除臭的功能。从总黄酮含量值看,B茶(食用艾)为0.65,A茶(河南衡阳艾)为0.51。通过比较艾蒿茶(食用艾、河南衡阳艾)儿茶素、茶氨酸等重要口感和营养指标,结果表明,B茶(食用艾)的持嫩性和品质好于A茶(河南衡阳艾),苦涩味较低,滋味更好。比较总黄酮发现,B茶(食用艾)的功能性好于A茶(河南衡阳艾),具体的效果还需要开展进一步的试验。综上所述,食用艾制成的艾蒿茶品质更优,更适于制作成加工品。(上接19页)
参考文献
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(责编:张宏民)
3讨论与结论
道,其具有分子量大,不穿过植物细胞膜及细胞壁,能够
PEG6000作为渗透剂模拟干旱研究已有了较多的报
模拟类似土壤干旱的胁迫效应等特点[4]。虽然PEG6000广泛应用于植物渗透胁迫的溶液培养中,但仍存在着一些问题。首先是氧气供应不足。在溶液培养时,氧气扩散与溶液的粘度有关[5],溶液的粘度大氧气扩散率低。PEG6000溶液的粘度较大,不利于根系的氧气供应。其次,PEG还可能进入细胞内部对根系产生伤害。再次,PEG所含杂质也可能产生有害作用[6]。甘露醇作为渗透示,PEG600处理的玉米幼苗,其叶片光合速率、根细胞膜
图2
2种胁迫下玉米幼苗根系相对电导率的变化
剂则粘度较低,不会造成培养液缺氧。但本试验结果显透性和呼吸速率虽然在处理初期受到水分胁迫的明显影响,但48h后会趋于稳定或恢复。而甘露醇处理的玉米幼苗,这3项指标均持续劣化。推测甘露醇对植物的影响可能不单是水分胁迫,它可以进入细胞内影响植物的代谢、易于发酵,导致培养液中微生物活动增强等,从而对植物造成危害。总之,甘露醇模拟土壤水分胁迫可能更会使研究问题复杂化,不适合作为模拟土壤水分胁迫的渗透剂。参考文献
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图3
2种胁迫下玉米幼苗根系呼吸速率的变化
2006,26(3):21-23.1990,13:681-6931144-1147.1090-1094.
2.3影响
PEG6000和甘露醇胁迫对玉米幼苗根呼吸速率的如图3所示,2种处理液处理在24h内均引起玉米幼
苗根呼吸速率的快速下降,但24h以后,PEG处理有恢复的趋势,而甘露醇处理继续下降;48h后,PEG处理的玉米幼苗根系呼吸速率保持在250nmol·g-1·min-1左右,而甘露醇处理的稳定在58nmol·g-1·min-1左右。可见,PEG6000处理对玉米幼苗根呼吸影响较小,而甘露醇处理的影响较大。
(责编:张宏民)
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