实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法
实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法
植物生存的环境条件是经常变化的，在植物的一生中，约有90％的时间是处在不利的环境条件下。寒冷、干旱、高温、盐碱等是常见的自然灾害，随着现代工业的发展，又出现了大气、土壤和水体污染等灾害。此外，还有病虫侵染和杂草的危害。这些不良的环境条件统称为逆境，它对植物的生理过程和生长发育可造成各种危害，轻则生长发育不良，重则绝产或死亡。对于农作物来说，逆境条件是限制产量的重要因素，据Boyer(1982)对美国8种主要农作物的统计，由于病、虫、杂草等生物胁迫造成的减产不过10％，而70％左右的减产是来自气象和土壤因素引起的理化环境胁迫。因此，研究植物在逆境条件下的生理反应及其忍耐或抵抗能力，采取有效措施提高植物的抗逆性，对于进一步发展农业生产，具有十分重要的意义。
逆境伤害以及植物在逆境条件下的生理反应是多种多样的，近年来人们采用各种方法，进行了广泛的研究，从生态、形态、生理、生化等方面，提出了一些有关植物抗性的鉴定指标和研究方法。其中一些已在理论研究和生产实践中得到了普遍的承认和广泛的应用。本实验介绍其中的外渗电导法。 [原理]
细胞膜不仅是分隔细胞质和胞外环境的屏障，而且也是细胞与环境发生物质交换的主要通道，又是细胞感受环境变化刺激的部位。细胞膜的选择透性是其维持生理功能的最重要的条件之一。各种逆境伤害都会造成质膜选择透性的改变或丧失，例如低温、冰冻、干旱脱水等导致的细胞膜机械损伤以及逆境和衰老过程中的膜脂过氧化作用，都可以增大细胞膜通透性。因此，细胞质膜透性的测定常作为植物抗性研究中的一个重要生理指标。当质膜的选择透性因逆境伤害而明显改变或丧失时，细胞内的物质(尤其是电解质) 大量外渗，从而引起组织浸泡液的电导率发生变化，通过测定外渗液电导率的变化，就可反映出质膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。Dexter (1930)首先用电导法测定了植物的抗冻性，经过不断地改进和完善，目前已得到广泛应用。 [材料、仪器、药品] 1．材料：菠菜或其它植物叶片。
2．仪器：(1) 20ml具塞试管；(2) l0ml移液管；(3) 洗瓶；(4) 温度计；(5) 玻棒、镊子；(6) 打孔器；(7) 剪刀及定距离刀片；(8) 带盖白瓷盘2个；(9) 滤纸、纱布、铅笔；(10) 电导率仪；(11) 天平(1／万或1／千) ；(12) 温箱；(13) 水浴锅；(14) 恒温水浴；(15) 真空泵；(16) 真空干燥器；(17) 负压表；(18) 振荡器。 ，
3．药品：(1) 洗液；(2) 去污粉；(3) 无离子水。 [方法]
1．清洗用具：由于电导率仪对溶液中的电解质含量变化极为灵敏，所用玻璃器皿或其它用具如不洁净，就会严重影响实验结果，所以实验开始前必须首先清洁实验用具。玻璃用具和打孔器先用去污粉(或洗液) 清洗，再分别用自来水、无离子水冲洗数遍，然后放入(或倒置在) 洗净且垫有洁净滤纸的瓷盘中，并用盖子或洁净纱布盖好。
2．材料准备：本实验选取颜色、大小、厚度相对一致的绿色较小叶片30枚，另选取30枚较黄的叶片。先用自来水冲洗除去表面的污物，再用无离子水清洗叶片，然后用洁净滤纸将叶表面的水分轻轻吸干。保存在铺有湿滤纸或湿纱布的瓷盘中。
3．材料的环境胁迫处理：取15枚绿叶和15枚黄叶各分为3 组，即3 次重复，放入洗净且垫有洁净滤纸的瓷盘中，加盖，置于35℃恒温箱中1.5h 进行高温处理。取出后待于室温平衡后用来测定外渗电导率。剩余的15枚绿叶和15枚黄叶也各分为3 组，即3 次重复，放入洗净且垫有洁净滤纸的瓷盘中，加盖，置于室温下，作为对照。 4．外渗电导率测定：
（1）样品浸泡：取6个20ml 试管，编号。将处理和对照每个重复的5片叶叠放在一起用0.5cm 直径的洗净打孔器，打取20个小圆片，分别放入不同的试管中。向每个试管中加10 ml 无离子水。(为测无离子水的本底，可先在小烧杯中加水测定电导率后再加入叶片) 。为防止叶圆片漂浮可用小玻片将叶圆片压住。自然浸泡需要2~4h以上，为防止叶片表面气泡的影响和缩短浸泡时间，可在振荡器上浸泡1—2小时，也可将样品放人真空干燥器中，反复抽气放气2—4次后，真空(如0.6负压) 渗入10--20分钟min ，再浸泡30min 。本实验由于时间和设备的关系，选用自然浸泡1~2h。期间要不断摇动。在进行不同处理比较时，各处理浸泡时间和测定温度要一致，一般应在室温条件下进行。 （2）电导率测定：在测定前先将各个试管中的浸泡液上下搅拌或摇匀再测定电导率值。测定时要将电极头部完全浸入溶液中。记录电导率。电极在每次测定之后都要有无离子水洗净并用吸水纸吸干 然后将各个试管(浸泡液及材料) 加盖，再置于沸水中煮沸10min ，冷却至室温后再一次测定浸泡液的电导率。
5．结果计算：目前电解质的外渗量有多种方法表示。较常用的是电解质渗出率，也称为相对电导率。
浸泡液电导率值 煮沸后电导率值
电解质渗出率（%）= ×100
浸泡液电导率值—本底电导率值 煮沸后电导率值—本底电导率值
电解质渗出率（%）= ×100
处理电导率值—对照电导率值 处理煮沸后电导率值—对照电导率值
伤害率（%）= × 100
[实验结果记录] 1．实验材料： 植物名称： 种植地点： 发育时期： 试验处理： 植物的生长状况： 取样时间： 取样部位及数量： 2．测定地点：
3．测定时间： 年 月 日 时 分 至 时 分 4．测定条件记录：
5．实验数据记录及结果记载：见表1 6．其它问题记载：
[实验前思考题]
（1）通过植物外渗电导率测定你能够解决什么理论和实践问题？ （2）说明植物抗逆性的生理意义以及抗逆性鉴定的重要性？
（3）请简述各种植物抗逆性鉴定方法的基本原理？比较各种方法的优缺点？ （4）在测定电导率时为什么用无离子水浸泡样品？
（5）在测定植物电导率时为什么需要洗净所有用具（烧杯、刀片等）？ （6）为什么要用无离子水洗净植物材料并用洁净吸水纸吸干? （7）为什么电极在每次测定之后都要有无离子水洗净并吸干？ （8）将样品浸入无离子水中测电导率前为什么要抽真空？ （9）在煮沸样品时什么要加盖？
（10）煮沸的样品为什么要降到室温后才能测定电导率？
（11）测定电导率时为什么先将是量程放在最大然后才逐渐降低测定范围？ （12）在使用电导率仪时为什么高周和低周互换时需要重新调满度？
（13）为使不同时间测定的数据具有可比性，你认为需要控制什么环境条件？为什么？ （15）写出实验时间按排和操作流程图
[实验后思考题（挑战题）]
（1）在测定植物组织外渗电导率时，有时会发现处理电导率比对照低的现象，试解释之？ （2）利用外渗电导率测定方法还可以测定什么生理指标？为什么？
实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法
实验五、植物抗逆性鉴定----外渗电导法
植物生存的环境条件是经常变化的，在植物的一生中，约有90％的时间是处在不利的环境条件下。寒冷、干旱、高温、盐碱等是常见的自然灾害，随着现代工业的发展，又出现了大气、土壤和水体污染等灾害。此外，还有病虫侵染和杂草的危害。这些不良的环境条件统称为逆境，它对植物的生理过程和生长发育可造成各种危害，轻则生长发育不良，重则绝产或死亡。对于农作物来说，逆境条件是限制产量的重要因素，据Boyer(1982)对美国8种主要农作物的统计，由于病、虫、杂草等生物胁迫造成的减产不过10％，而70％左右的减产是来自气象和土壤因素引起的理化环境胁迫。因此，研究植物在逆境条件下的生理反应及其忍耐或抵抗能力，采取有效措施提高植物的抗逆性，对于进一步发展农业生产，具有十分重要的意义。
逆境伤害以及植物在逆境条件下的生理反应是多种多样的，近年来人们采用各种方法，进行了广泛的研究，从生态、形态、生理、生化等方面，提出了一些有关植物抗性的鉴定指标和研究方法。其中一些已在理论研究和生产实践中得到了普遍的承认和广泛的应用。本实验介绍其中的外渗电导法。 [原理]
细胞膜不仅是分隔细胞质和胞外环境的屏障，而且也是细胞与环境发生物质交换的主要通道，又是细胞感受环境变化刺激的部位。细胞膜的选择透性是其维持生理功能的最重要的条件之一。各种逆境伤害都会造成质膜选择透性的改变或丧失，例如低温、冰冻、干旱脱水等导致的细胞膜机械损伤以及逆境和衰老过程中的膜脂过氧化作用，都可以增大细胞膜通透性。因此，细胞质膜透性的测定常作为植物抗性研究中的一个重要生理指标。当质膜的选择透性因逆境伤害而明显改变或丧失时，细胞内的物质(尤其是电解质) 大量外渗，从而引起组织浸泡液的电导率发生变化，通过测定外渗液电导率的变化，就可反映出质膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。Dexter (1930)首先用电导法测定了植物的抗冻性，经过不断地改进和完善，目前已得到广泛应用。 [材料、仪器、药品] 1．材料：菠菜或其它植物叶片。
2．仪器：(1) 20ml具塞试管；(2) l0ml移液管；(3) 洗瓶；(4) 温度计；(5) 玻棒、镊子；(6) 打孔器；(7) 剪刀及定距离刀片；(8) 带盖白瓷盘2个；(9) 滤纸、纱布、铅笔；(10) 电导率仪；(11) 天平(1／万或1／千) ；(12) 温箱；(13) 水浴锅；(14) 恒温水浴；(15) 真空泵；(16) 真空干燥器；(17) 负压表；(18) 振荡器。 ，
3．药品：(1) 洗液；(2) 去污粉；(3) 无离子水。 [方法]
1．清洗用具：由于电导率仪对溶液中的电解质含量变化极为灵敏，所用玻璃器皿或其它用具如不洁净，就会严重影响实验结果，所以实验开始前必须首先清洁实验用具。玻璃用具和打孔器先用去污粉(或洗液) 清洗，再分别用自来水、无离子水冲洗数遍，然后放入(或倒置在) 洗净且垫有洁净滤纸的瓷盘中，并用盖子或洁净纱布盖好。
2．材料准备：本实验选取颜色、大小、厚度相对一致的绿色较小叶片30枚，另选取30枚较黄的叶片。先用自来水冲洗除去表面的污物，再用无离子水清洗叶片，然后用洁净滤纸将叶表面的水分轻轻吸干。保存在铺有湿滤纸或湿纱布的瓷盘中。
3．材料的环境胁迫处理：取15枚绿叶和15枚黄叶各分为3 组，即3 次重复，放入洗净且垫有洁净滤纸的瓷盘中，加盖，置于35℃恒温箱中1.5h 进行高温处理。取出后待于室温平衡后用来测定外渗电导率。剩余的15枚绿叶和15枚黄叶也各分为3 组，即3 次重复，放入洗净且垫有洁净滤纸的瓷盘中，加盖，置于室温下，作为对照。 4．外渗电导率测定：
（1）样品浸泡：取6个20ml 试管，编号。将处理和对照每个重复的5片叶叠放在一起用0.5cm 直径的洗净打孔器，打取20个小圆片，分别放入不同的试管中。向每个试管中加10 ml 无离子水。(为测无离子水的本底，可先在小烧杯中加水测定电导率后再加入叶片) 。为防止叶圆片漂浮可用小玻片将叶圆片压住。自然浸泡需要2~4h以上，为防止叶片表面气泡的影响和缩短浸泡时间，可在振荡器上浸泡1—2小时，也可将样品放人真空干燥器中，反复抽气放气2—4次后，真空(如0.6负压) 渗入10--20分钟min ，再浸泡30min 。本实验由于时间和设备的关系，选用自然浸泡1~2h。期间要不断摇动。在进行不同处理比较时，各处理浸泡时间和测定温度要一致，一般应在室温条件下进行。 （2）电导率测定：在测定前先将各个试管中的浸泡液上下搅拌或摇匀再测定电导率值。测定时要将电极头部完全浸入溶液中。记录电导率。电极在每次测定之后都要有无离子水洗净并用吸水纸吸干 然后将各个试管(浸泡液及材料) 加盖，再置于沸水中煮沸10min ，冷却至室温后再一次测定浸泡液的电导率。
5．结果计算：目前电解质的外渗量有多种方法表示。较常用的是电解质渗出率，也称为相对电导率。
浸泡液电导率值 煮沸后电导率值
电解质渗出率（%）= ×100
浸泡液电导率值—本底电导率值 煮沸后电导率值—本底电导率值
电解质渗出率（%）= ×100
处理电导率值—对照电导率值 处理煮沸后电导率值—对照电导率值
伤害率（%）= × 100
[实验结果记录] 1．实验材料： 植物名称： 种植地点： 发育时期： 试验处理： 植物的生长状况： 取样时间： 取样部位及数量： 2．测定地点：
3．测定时间： 年 月 日 时 分 至 时 分 4．测定条件记录：
5．实验数据记录及结果记载：见表1 6．其它问题记载：
[实验前思考题]
（1）通过植物外渗电导率测定你能够解决什么理论和实践问题？ （2）说明植物抗逆性的生理意义以及抗逆性鉴定的重要性？
（3）请简述各种植物抗逆性鉴定方法的基本原理？比较各种方法的优缺点？ （4）在测定电导率时为什么用无离子水浸泡样品？
（5）在测定植物电导率时为什么需要洗净所有用具（烧杯、刀片等）？ （6）为什么要用无离子水洗净植物材料并用洁净吸水纸吸干? （7）为什么电极在每次测定之后都要有无离子水洗净并吸干？ （8）将样品浸入无离子水中测电导率前为什么要抽真空？ （9）在煮沸样品时什么要加盖？
（10）煮沸的样品为什么要降到室温后才能测定电导率？
（11）测定电导率时为什么先将是量程放在最大然后才逐渐降低测定范围？ （12）在使用电导率仪时为什么高周和低周互换时需要重新调满度？
（13）为使不同时间测定的数据具有可比性，你认为需要控制什么环境条件？为什么？ （15）写出实验时间按排和操作流程图
[实验后思考题（挑战题）]
（1）在测定植物组织外渗电导率时，有时会发现处理电导率比对照低的现象，试解释之？ （2）利用外渗电导率测定方法还可以测定什么生理指标？为什么？