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1、低温对小麦光合和根系活力的影响学院：农学院专业：2010 级 植物学姓名：张曦 二一、亠1 前言低温是限制粮食作物生产的主要胁迫因子之一，温度过低，不仅会影响 作物生长，而且会直接或者间接减少作物产量，对农业经济产生不利影响。 本文主要对小麦进行研究，研究了小麦在低温状态下光合色素的含量1、根 系总吸收面积和活跃吸收面积以及氯化三苯基氯化四氮唑（TTC ）法则顶 根系活力。光合作用是植物获取能量和有机物的重要途径之一，而叶绿 素的含量对于光合作用至关重要，所以研究叶绿素在低温的含量变化也 是对研究小麦在逆境环境下的生长有重要意义。植物根系是活跃的吸收 器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接
2、影响地上部的生长和营 养状况及产量水平 4。研究根系吸收面积 3的大小也是研究小麦在逆境下 的生长的重要方法。 TTC 是标准氧化还原电位为 80mV 的氧化还原物质， 溶于水中称为无色溶液，但是还原后即生成红色而不溶于水的三苯基甲（ TTF ） ，生成的 TTF 比较稳定，不会被空气的氧自动氧化，所以 TTC 的 还原量能表示脱氢酶活性，并作为根系活力的指标。测定在逆境小麦种 TTC 还原强度可以研究小麦根系在逆境下活力的变化，也对植物在逆境 下的生长研究有重要意义 5。2 材料与方法2.1 材料本实验所用的材料是两种小麦样品，一种是常温（10C ）下的小麦幼苗 作为低温样品，另一种是在25
3、C温箱中24h培养的小麦幼苗作为正常样品， 两种样品都是由河南科技大学农学院所提供。2.2 光合色素的含量、根系吸收面积以及根系活力的测定2.2.1 光合色素的含量的测定叶绿素提取：称取剪碎的小麦样品0.2g，分别放入研钵中，研磨成浆， 再加入乙醇10ml。静置后过滤到25ml棕色容量瓶中（注意用少量乙醇冲洗 研钵、研棒及残渣数次，最后联通残渣一同倒入漏斗中）。测定：把叶绿体色素提取液倒入比色杯内。以 96%的乙醇作为空白，在 波长 665nm、649nm 和 470nm 下测定光密度。2.2.2 根系总吸收面积和活跃吸收面积的测定甲烯蓝溶液标准曲线的制作：取 7 个试管加入不同浓度的甲烯蓝溶
4、液， 测得其吸光度值，然后以甲烯蓝浓度为横坐标，以光密度为纵坐标绘制标准 曲线。根据实验结果测得的标准曲线为C=0.0061XA660。样品测定：取小麦根系用滤纸将水吸干再用排水法在量杯或者量筒中测 定其根系体积。把0.0002mol/L甲烯蓝溶液分别倒在三个编号的小烧杯里，每 杯中溶液量约10倍于跟的体积，准确记下每杯的溶液用量。然后取根系，每 杯中浸1.5min。从3个烧杯中各取1ml溶液加入试管，均稀释10倍，测得其 吸光度，查标准曲线，求出每杯浸入根系后溶液中剩下的甲烯蓝毫克数。2.2.3 根系活力的测定TTC标准曲线的制作：首先制作浓度不同的TTC溶液，然后以空白做对 照，在 485
5、nm 波长下测定其光密度，绘制标准曲线。实验得出标准曲线为：TTC还原量=417.15 X A485样品测定：称取小麦样根0.5g，放入小试管中，加入0.45TTC溶液和 磷酸缓冲液的等量混合液10ml，在37C下暗处保温1h。然后加入1mol/L 的硫酸2ml。再把跟取出磨碎，提出TTF。最后用乙酸乙酯定容至10ml， 用分光光度计在 485nm 下比色，记录光密度值。3 实验结果3.1 低温胁迫对小麦光和色素的影响实验记录结果如下表：665nm649nm470nm正常（平均值）1.0560.6521.197低温（平均值）1.3680.8491.36根据公式计算叶绿体色素含量：Ca=13.9
6、5D -6.88D665 649Cb=24.96D -7.32D649 665Cx c=( 1000D-2.05Ca-114.8Cb)/245470叶绿体色素含量=样品薛重（或干重）X1ml/1000ml/L由上述公式可以计算出叶绿体色素含量如下表：1. 8001. 6001. 4001. 2001. 0000. 8000. 6000. 4000. 2000. 000正常（平均值低温（平均值叶绿体a.叶绿体b胡萝卜素叶绿体a叶绿体b胡萝卜素正常（平均值）1.2811.0680.100低温（平均值）1.6551.3970.025由实验结果和图表可知，本实验所用的小麦样品在相对低温下色素含量略 升
7、高，只有胡萝卜素降低3.2 低温胁迫对小麦根系吸收面积的影响编号光密度正常10.53920.73030.887冷冻10.42720.61830.757根据公式计算：总吸收面积（m2 ） =（C- C，）XVJ+ （C2- C2，）XV2X.l 活跃吸收面积（m2） =（C3- C3 ）XV3X1.1活跃吸收面积（）=活跃吸收面积/总吸收面积X100比表面=跟的总吸收面积/根的体积由上述公式可得出以下结果，如下表：总吸收面和（m2）活跃吸收面和（m2）正常低温60. 00%0. 00%50. 00%口活紙吸收面积（）10. 00%斗 40. 00%R 30. 00%20. 00%种类数值正常总吸
8、收面积（m2）0.08696活跃吸收面积（m2）0.01526活跃吸收面积（）17.55%比表面（m2/ml）0.43480低温总吸收面积（m2）0.02997活跃吸收面积（m2）0.01544活跃吸收面积（）51.38%比表面（m2/ml）0.14985比表面(m2/ml)正常低温口比表面由图可知：本实验所用的小麦样品在相对低温下总吸收面积是降低 了，但是活跃吸收面积变化不大。所以导致低温生长的小麦活跃吸收面 积百分比大。而低温生长的小麦比表面值有所降低。根据公式计算：3.3 TTC法则定根系活力正常低温还原强度吸光值正常0.458低温1.052四氮唑还原强度壬还原强度正常382.109低温
9、846.815四氮呼还原强度对比由图可知：本实验所用的小麦样品在相对低温下四氮唑还原强度升高 了。4 讨论本实验通过研究小麦在低温状态下光合色素的含量、根系总吸收面积和 活跃吸收面积以及氯化三苯基氯化四氮唑(TTC )法则顶根系活力来研究 小麦在低温状态下的各种状态指标。结果显示，低温状态下生长的小麦 的叶绿素含量普遍升高(胡萝卜素无变化) 2；总吸收面积是降低了，但 是活跃吸收面积变化不大，所以导致低温生长的小麦活跃吸收面积百分比 大。而低温生长的小麦比表面值有所降低。最后低温的小麦四氮唑还原强 度升高了。这种普遍升高的现象有可能是因为实验所取的低温样本是10C 室温下培养的，在这种温度下，
10、小麦的各项指标升高也许和小麦的抗逆性 有关，自己调节各项指标，使体内各项指标维持在一个动态平衡。也有可 能是在10C正好是样品的最适生长温度，所以比温箱25C培养的小麦样本 各项指标要高。通过研究低温对小麦光合和根系活力的影响，也是为研究小麦生长机 理，低温胁迫环境下的生理变化以及小麦的高质高产研究打下了基础。只有 先把小麦的各项生理指标研究透彻，才能更进一步研究小麦在低温下的生长 所需的条件6，提供小麦在低温下生长的最适环境，小麦就会高质高产，也 就可以带来经济效益。5 参考文献1卢从明，张其德,匡廷云.The effects of cold weather stress on photosystemII in wheatJ.植物学报,1994,36(2):93-98.卢从明，张其德.水分胁迫对小麦叶绿体激发能分配和光系统II原初光 能转换效率的影响J.生物物理学报.赵旭;不同基因型冬小麦对Na+、K+的吸收与累积规律及其耐盐性研究 D;西北农林科技大学;2006年4 郑丽锦,张学英,葛会波,张洁,李青云;果树盐胁迫生理生化特性的研究 进展J；河北农业大学学报;2003年S1期5 曹卫星;国外小麦生长模拟研究的进展J;南京农业大学学报;1995年 01 期刘玲，杨双春,张洪林;Hg(2+)胁迫下玉米生理生态变化的研究J;生态 环境;2004年02期
低温对植物光合和根系活力的影响
