美國紅楓葉片色素研究?

1試驗材料

試驗于山東農業大學園藝科學與工程學院中心實驗室、花卉栽培生理實驗室以及山東農業大學南校區園藝站進行。供試材料為栽植3年的美國紅楓(Acerpalmatum)。

1.1試驗設計

1.1美國紅楓葉片色素成分分離鑑定及花色素苷的穩定性

2009年5月,選晴天上午9:00~10:00採集枝條中部葉片,採後立即放入冰盒儲存。用自來水沖洗葉片3~4次,然後用蒸餾水沖洗,晾乾;去葉柄及葉脈後剪碎混勻,備用。

1.2溫光互作對美國紅楓葉片熒光引數和抗氧化酶活性的影響

於2009年4月取長勢一致,生長健壯的美國紅楓枝條,用蒸餾水沖洗乾淨,放入裝有hogland營養液的水桶中,每桶放10支,每處理3次重複,共15桶。分別放入不同溫度和光照的光照培養箱中:高溫強光(I):35℃和1200μmol·m-2·s-1;低溫強光(II):10℃和1200μmol·m-2·s-1;低溫弱光(III):10℃和100μmol·m-2·s-1;高溫弱光(IV):35℃和100μmol·m-2·s-1。

1.3高溫強光下緩衝溶液及Fe

2+溶液對美國紅楓葉片光合作用及葉片內抗氧化酶活性的影響

2009年8月選株高及生長狀況大致相同,生長健壯的植株將此次試驗分為四組:

T1對照(噴施蒸餾水);

T2葉面噴施pH5.4緩衝溶液;

T3葉面噴施鐵肥(10mmol/L);

T4葉面噴施pH5.4緩衝溶液與Fe2+(10mmol·L-1)溶液;

每天傍晚噴施一次,溶液均勻噴灑於葉片正、背面,以形成可見的液珠為度。處理2d後開始取材,此後每天取材一次,連續6次。

2測定內容與方法

2.1葉片色素成分定性測定

美國紅楓葉片色素型別的定性分析:取葉片(幼葉)0.1g,分別加石油醚、10%HCl、30%氨水約5ml,迅速研磨成勻漿,過濾,觀察顏色。

美國紅楓葉片類黃酮顯色反應:

(1)濃鹽酸--鎂粉反應:加入鎂粉少量,然後加入濃鹽酸5滴,搖勻,靜置1h;

(2)濃鹽酸--鋅粉反應:加入鋅粉少量,然後加入濃鹽酸10滴,搖勻,靜置1h;

(3)醋酸鉛反應:加2.0%Pb(CH3COO)·3H2O2ml,搖勻,靜置2h;

(4)三氯化鐵反應:加5.0%FeCl3·6H2O2ml;

(5)三氯化鋁反應:加2.0%AlCl3·6H2O甲醇溶液1ml;

(6)濃硫酸反應:加2.5ml濃H2SO4,搖勻,再置沸水浴5min;

(7)鹼性試劑反應:加5%Na2CO33ml,搖勻,密閉靜置30min,通空氣10min;

(8)氨性氯化鍶反應:取甲醇10ml,加氨水定容至25ml,成為被氨水飽和的甲醇溶液;對樣品液加0.01mol/LSrCl2·6H2O甲醇液10滴,再加被氨水飽和的甲醇液10滴,搖勻,靜置1h;

(9)硼酸反應:加2.0%H2O2C4·2H2O10滴,再加2.0%H3BO33ml。

2.2花色素苷、葉綠素含量測定

花色素苷將葉片洗淨,擦乾,剪碎。用2.5mol/LHCl:95%乙醇=15:85(V/V)混合液,在黑暗條件下浸提24h後用島津UV-2450紫外可見分光光度計檢測535nm波長的光密度值,按公式(胡位榮等,2004)計算花色素苷的含量。葉綠素採用80%丙酮提取,比色法測定(趙世傑,1998):取新鮮葉片,避開大葉脈,用面積為13.25px2的打孔器打取葉圓片10個,加80%丙酮20ml,置於暗處浸提24~48h,直到葉片發白,於663nm、646nm、470nm下比色,按公式計算Chla、Chlb和Car含量。

2.3 PAL酶活性測定

根據張春妮等(2005)的方法有所改動。酶液的製備:稱取0.3g葉片,加入0.05gPVP,再加0.2mol·L-1硼酸緩衝液(pH8.8)5ml,冰浴中研磨勻漿,在4℃下1000r·min-1,離心15min,上清液用作酶活性測定。酶活性測定:取1ml0.02mol·L-1苯丙氨酸,加入2ml0.05mol·L-1硼酸鹽緩衝液(pH8.8)和0.5ml酶提取液,對照用0.5ml0.2mol·L-1硼酸鹽緩衝液(PH8.8)代替酶提取液。於30℃水浴保溫30min,用U-1800紫外分光光度計測定290nm處的吸光度,酶活性單位定義為每克鮮重每小時吸光度的變化(△AOD290·h-l·g-1FW)。

2.4淨光合速率測定

選擇並標記植株上完好的功能葉,用Ciras-1型行動式光合儀(英國)直接測定淨光合速率(Pn)。

2.5熒光引數測定

用FMS-2型調製式熒光儀(英國Hansatech產)測定各項熒光引數,測定葉片的部位與光合作用的測定部位相同,測定前先暗適應30min,測定時調整葉片使其受光量儘量一致,以減少誤差。測定暗適應下最大熒光(Fm)、可變熒光(Fv)、初始熒光(Fo)。各引數的意義及光化學效率計算參照Demming-Adams等(1992)及FMS-2型葉綠素熒光儀使用手冊,公式如下:PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)=(Fm-Fo)/Fm。

2.6葉黃素迴圈測定

用打孔器取2個葉圓片(50px2),用高效液相色譜儀按照Cheng(2003)的方法分析測定葉黃素迴圈各組分紫黃質(V)、單環氧玉米黃質(A)、玉米黃質(Z)含量以(A+Z)/(A+Z+V)表示脫環氧化狀態。各項指標的測定均重複5次。測定處理0、5d的葉黃素迴圈的變化情況。

2.7 SOD、POD、CAT活性,MDA和可溶性蛋白含量的測定

稱取葉片0.5g,於研鉢中加5mlpH7.8的50mmol·L-1磷酸緩衝液,冰浴研磨,0~4℃下10000rpm離心15min,上清夜即為酶提取液。供酶活性、MDA含量和可溶性蛋白含量測定。SOD活性用NBT還原法(Giannopolitis,1977):3ml反應液(內含2.7ml144mmol·l-1的蛋氨酸,0.1ml22.5μmol·L-1氮藍四唑,0.1ml3μmol·L-1的EDTA-Na2,0.1ml60μmol·L-1的核黃素)加入20μL酶提取液,60μmol·m-2·s-1左右光照下反應30min,於560nm比色,以抑制NBT光化還原的50%為一個酶活性單位。

POD活性採用愈創木酚法(Omran,1980):3ml反應液(其中H2O2的濃度為0.1mol·L-1,愈創木酚濃度為3.5mmol·L-1,用0.1mol·L-1pH6.0的磷酸緩衝液配製)中加入20μl酶提取液,紫外分光光度計馬上讀OD470值,每隔一分鐘讀一次,讀反應前2min的OD值,活性△OD470·min-1·g-1FW表示。CAT活性用Chance等方法測定(Chance等,1995),3ml反應液(0.01mol·L-1pH7.0的磷酸緩衝液20ml中加入0.1mol·L-1的H2O25ml)中加入100μL酶液,立即讀取OD240值,每隔1min讀一次,讀反應前2min的OD值,活性以△OD240·min-1·g-1FW表示。

MDA含量測定用硫代巴比妥酸法(趙世傑等,1998):取酶提取液1ml,加2ml0.67%的TBA溶液,沸水浴15min,4000rpm離心20min,於600nm,532nm,450nm下比色。MDA含量以μmol·g-1FW表示。可溶性蛋白含量的測定採用考馬斯亮藍比色法(趙世傑,1998)。取上清液20μL(對照加20μL水),加3ml考馬斯亮藍(100mg考馬斯亮藍,溶於50ml95%的乙醇,加85%的磷酸100ml,定溶至1000ml),放置2min馬上於595nm下比色。可溶性蛋白含量以mg·g-1FW表示。2.8可溶性糖含量的測定可溶性糖的測定採用蒽酮比色法。0.3g鮮樣加10ml蒸餾水,封口沸水浴30min(2次),濾紙漏斗過濾入50ml容量瓶中,沖洗殘渣,定容。吸提取液1ml,加蒸餾水1ml(對照加2ml蒸餾水),加蒽酮乙酸乙酯液(稱1g蒽酮溶於50ml乙酸乙酯中)0.5ml,加濃硫酸5ml,振盪,沸水浴1min,自然冷卻後,於630nm下比色(李合生等,2001)。

3資料與分析

採用Excel軟體處理資料、製圖,採用DPS軟體進行相關性分析。

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