不同浇水频率对拟南芥生长的影响
作 学
者：罗玉玲 号：[1**********]
专业班级：生物科学 10 生物科学 4 班 课程名称：植物生理学实验 指导老师：叶庆生、黄胜琴、冷佳奕 实验时间：2012-12-6 至 2013-1-10
不同浇水频率对拟南芥生长的影响
罗玉玲
(华南师范大学 生命科学学院 生物科学 10 科学四班 广州天河 510631) 摘要：本实验主要探究三个不同浇水频率对拟南芥生长的影响，实验结果表明：处理一、二即分别隔 2 天、4 天浇水一 次，拟南芥生长良好，植株根系发达，茎秆硬直，叶鲜绿、大，含水量高，脯氨酸含量在正常范围之内，无干旱胁迫. 处理三即隔 6 天浇水一次，植株生长明显受到抑制，根系极其不发达，叶片软、薄，含水量少，脯氨酸含量超出正常水 平 3 倍，受到严重胁迫.由此知隔 2~4 天浇水一次有利于拟南芥生长，隔 6 天浇水一次则严重影响拟南芥的生长. 关键词：拟南芥，脯氨酸，浇水，干旱
The influence of different watering frequency to Arabidopsis’s growth
Luo Yu-Ling (South China Normal University college of life science Guangdong Guangzhou 510631)
Abstract: This study explores the influence of three different watering frequency to Arabidopsis’s growth, and the experimental results show that processing one and two namely every 2 days or 4 days watering once, Arabidopsis growth is good. The plant root system developed, stalks hard straight, green, big, high water content and the Proline content in the normal range, no drought stress. Processing three namely every 6 days a water, plant growth obvious is restrained, the root underdeveloped, blade soft, thin, water content, and the Proline content less than normal level 3 times, serious stress. We know every 2 ~ 4 day watering a conducive to Arabidopsis growth, and every 6 days watering is seriously affect the growth of Arabidopsis thaliana. Key words: Arabidopsis thaliana; Proline; watering; drought 水是生命之源，是一切生物赖以生存的基础。植物的一切正常活动也只有在含有一定量水分的条件下 才能进行， 否则就会受到阻碍， 甚至死亡.陆生植物主要由根部吸收水分， 然后通过地上部分 （尤其是叶片） 的蒸腾作用散失水分，以保持稳态，而叶与根系之间的水势梯度是植物从土壤中吸取水分的动力，当土壤 水势小于叶片水势时，植物便不能从土壤中获得水分，从而影响生长，因此控制植物生长环境中土壤的湿 [1-4] 度很重要 . 拟南芥是十字花科拟南芥属植物，近年来拟南芥以其个体小、生长周期短以及基因组小等特点而成为 分子遗传学研究的模式植物.拟南芥的另一个优点是容易被诱发，目前已经从拟南芥中分离出几千种突变 体，这些突变的获得为揭示植物生长规律起了非常重要的作用 . 然而，水分供给对拟南芥的光合作用影 响很大，影响植物有机物的积累，植株的生长。而当受到干旱胁迫时，植物体内脯氨酸的含量会显著增加。 植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，因此可以测定脯氨酸含量作为抗旱育种的生理指 标
[6-8] [5]
.根据以上分析，我们设计了本实验，主要想通过观察不同浇水频率下拟南芥的形态以及测定植物体
内的一些生理生化值（含水量、叶面积、叶绿素含量、根长、株高、脯氨酸含量等）来确定最佳的浇水周 期，从而制定出合理的供水方案。
1.
.
材料与方法
1.1
材料与试剂
1.1.1 材料： 哥伦比亚型拟南芥 1.1.2 试剂： 配置 MS 的溶液（大量溶液、微量溶液、有机溶液、铁盐溶液） 、琼脂、2.5%酸性茚三酮、标准脯氨酸 溶液、3%磺基水杨酸溶液、甲苯 1.1.3 仪器用具 一次性杯、拟南芥土、蛭石、天平、电子天平、培养容器、烧杯、量筒、PH 试纸、镊子、标签纸、洗 耳球、钥匙、玻璃棒、VIS-723N 可见分光光度计、AM-300 手持式叶面积仪、HG63 卤素水分测定仪、水浴 锅、离心机、研钵等 1.2 方法 1.2.1 春化种子 取哥伦比亚型拟南芥种子约 80 粒于 1.5mlEP 管，注入蒸馏水，置于 4 度冰箱两天 1.2.2 配制培养基 MS 培养基（每 100ml 培养基：5ml 大量元素、铁盐、维生素、微量元素各 0.5ml、琼脂粉 0.8g） 1.2.3 种子的消毒与接种培养 1.2.3.1 种子消毒 超净台操作：900μ l 蒸馏水+100μ l 次氯酸钠，洗种子并浸泡 10min；用 75%酒精洗，最后用蒸馏水洗 三遍. 1.2.3.2 冲打铺种 将种子均匀铺散在凝固的平板上；平板吹干后，封口膜封好平板，移入培养室培养. 1.2.4 移苗栽培 待苗长出 4 片叶时，选长势相近的苗移出栽培于 24 个装有拟南芥土的杯中，每个杯种一株，并将其分 成三组，每组 8 株，标记：处理一、处理二、处理三，盖上保鲜膜（如图 1） ，培养室培养，两天后揭膜.
图 1 移栽完成的拟南芥苗 1.2.5 分组处理 揭膜后，每 3 天浇水一次，直至植株长到 10 叶期（即 1 月 1 日） 。往后处理一、处理二、处理三，每 2、4、6 天浇一次水，每株浇水 20ml，共栽培 40 天左右，做好记录，拍照。约 40 天的后，对拟南芥苗的 生理生化进行测定. 1.2.6 观察根部生长情况，测株高、称鲜重 每个处理选取 4 株；将土弄松，轻轻去掉土，然后观察三个处理植株根的生长情况；测量株高，包括 花序茎；称量植株的鲜重（去根）. 1.2.7 测量叶面积（ AM-300 手持式叶面积仪） 选取三个处理中生长状态一致的叶片，每株取两片进行叶面积测定，最后求测量的总面积，再将其进 行对比分析. 1.2.8 植物组织含水量的测定 选取三个处理中生长状态一致的叶片分别剪碎， 然后放到 HG63 卤素水分测定仪测定组织的含水量， 再 将三个处理下叶子的组织的含水量进行对比分析. 1.2.8 叶绿素含量的测定(分光光度计法) 选取三个处理中生长状态一致的叶片约 0.5g ，用 95%乙醇通过研磨及过滤提取叶绿素，定容至 10mL， 再稀释 5 倍后在分光光度计下进行比色.根据朗伯—比尔定律，某有色溶液的吸光度 A 与其中溶质浓度 C 和液层厚度 L 成正比，即 A＝KCL 式中：K 比例常数。当溶液浓度以百分浓度为单位，液层厚度为 1cm 时， K 为该物质的吸光系数.通过经验公式 Ca= 13.95A 665 – 6.88A 649；Cb= 24.96A 649 – 7.32A665；CT = Ca+ 1
.
Cb ， 计 算 得 出 叶 绿 素 浓 度 后 ， 再 利 用
Chl
（
mg/g ） =
求得样品中叶绿素的含量（mg/g）.
提取液体积 稀释倍数 样品鲜重 叶绿素的浓度 1000
1.2.9 茚三酮法测定脯氨酸 1.2.9.1 绘制脯氨酸标准曲线 吸取脯氨酸标准母液 0 、 0.2 、 0.4 、 0.8 、 1.2 、 1.6 、 2.0 mL 分别放入 7 支具塞刻度试 管，分别加入蒸馏水至 2.0 mL, 其脯氨酸含量分别为 0 、 2.0 、 4.0 、 8.0 、 12.0 、 16.0 、 20.0 μ g 。分别吸取上述标准溶液 2 mL ，加冰醋酸 2 mL, 茚三酮试剂 2 mL 加入试管中，混匀后加玻璃球塞， 在沸水浴中加热 15 min 。用分光光度计于波长 520 nm 下进行比色测定，以零浓度为空白对照。将测定 结果以脯氨酸浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标作标准曲线。 1.2.9.2 植株样品液的提取
分别选取三个处理拟南芥植株叶片 约 0.2 g ，用 3 mL 80 % 乙醇研磨（放少许石英砂）成浆状最后 定容至 10 mL .100℃恒温水浴中提取 10 min 后将提取液在放有活性炭的滤纸上进行过滤， 重复过滤一次， 除去色素和残渣，将上层液在离心机上离心 10 min ，取上清液备用.最后取 2 mL 上清液置于试管中，再 加入 2 mL 冰醋酸和 4 mL 茚三酮试剂，加盖密封，在沸水浴上加热 60min .在分光光度计上测 520nm 处 各样品的吸光度， 从标准曲线上求出样品溶液中脯氨酸含量.再通过脯氨酸含量=(C×2.5)/0.2 求得材料叶 片中脯氨酸的含量（μg/g）.其中 C 为由标准曲线差得的脯氨酸的含量（μg）
2.结果与分析
2.1 不同浇水频率下拟南芥的生长情况记录
图 2 处理前均匀生长的拟南芥
图 3 各处理拟南芥的生长情况（处理一周后）
图 4 各处理拟南芥茎的生长情况（处理 11 天后）
图 5 实验前各处理拟南芥生长情况 在整个实验过程中，对拟南芥进行不同处理前，植株的生长情况一致，处理一个星期后，每个处理的 植株都开始抽薹，其中处理三最先抽薹。处理 14 天后，处理三的植株的茎明显比处理一、二长.栽培最后
.
一天，处理三的叶子柔软，萎焉，处理一、二茎秆硬直，叶片大、绿. 2.2 不同浇水频率下拟南芥的生长指标记录
表一 各处理下拟南芥生长指标记录 材料 处理一 处理二 处理三 植株平均株高 （cm） 植株平均鲜重（g） 水分百分含量（%） 每株植株平均叶面积 （mm2） 17.32 18.92 19.60 0.81 0.73 0.57 91.45 89.87 87.23 2076 1919 1318
表 2 分光光度计下测得各处理拟南芥叶片的叶绿素的吸光值 材料 处理一 处理二 处理三 吸光值（A649） 0.336 0.385 0.361 吸光值（A665） 0.742 0.849 0.793
注：处理一取叶片 0.54g，处理二取叶片 0.48g，处理三取叶片 0.50g.
2.3
不同浇水频率下拟南芥植株的形态差别
2.3.1 不同浇水频率对拟南芥生长的影响
平均株高 /cm
20 19 18 17 16 处理一 处理二 处理三 处理一 处理二 处理三
平均鲜重 /g
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
处理一
处理三
处理一 处理二 处理三
图6 不同处理的植株平均株高
图7 不同处理下拟南芥的鲜重
叶面积 /mm2
百分比
2500 2000 1500 1000 500 0
处理一 处理二 处理一 处理三 处理三
图9
图9
92.00% 90.00% 88.00% 86.00% 84.00%
处理一 处理二 处理三
不同处理下植株叶片的水分含量 水分含量
图8 不同处理拟南芥植株的叶面积
不同处理拟南芥植株叶片的含水量
由图 6 可知，三个处理中，处理三的植株长得最高，处理一最矮，原因可能是处理三受到干旱胁迫， 最先抽薹、开花，因此茎长得比其他处理的高. 而图 7 显示，随着浇水频率的较少，植株的鲜重也在减少. 这表明，水分对植物生长影响很大，植物的一切正常活动只有在含有一定量水分的条件下才能进行，否则 就会表现出不同程度的影响. 由图 8 可得处理一植株的平均叶面积与处理二植株的相差不大，但两个处理 的植株叶面积都比处理三植株的叶面积大，这主要是由于随着浇水频率的减少，植株的光合作用、细胞代 谢、同化物的运输等都会受到影响，从而导致有机化合物的合成减少，叶片的生长也受到限制. 图 9 表明，
随着浇水频率的减少， 植株叶片细胞的含水量也在减少， 实验结果与实验处理完全相一致.植株生长环境中 土壤的水分含量直接影响植株根部的吸水， 进而影响到植株细胞的含水量.植物体内含水量不足会导致细胞 缺水，代谢受阻，严重时会导致植株死亡 2.3.2 不同浇水频率下拟南芥叶片的叶绿素含量
结合表 2， 设叶绿素 a、 的浓度分别为 Ca、 b Cb,通过经验公式 Ca= 13.95A 665 – 6.88A 649； 24.96A Cb= 649 – 7.32A665；CT = Ca+ Cb，计算得出三个处理叶片叶绿素浓度如下表所示： 表3 材料 处理一 处理二 处理三 计 算 得 出 叶 绿 素
三个处理植株叶片的提取液中叶绿素的浓度
Ca 8.04 9.20 8.58 浓 度 后 ，
Cb 2.96 3.40 3.21 再 利 用
CT 11.00 12.60 11.79 Chl （ mg/g ） =
1 叶绿素的浓度
提取液体积 （mg/g） .其中处理 稀释倍数 样品鲜重 ,求得样品中叶绿素的含量 1000
一的叶绿素含量为：1.02mg/g；处理二的叶绿素含量为：1.31mg/g；处理三的叶绿素含量为：1.17mg/g. 由此可知，不同处理中，处理二植株叶片的叶绿素含量最高，较利于植株进行光合作用，积累有机物. 2.4 2.4.1 叶片脯氨酸含量测定 脯氨酸标准曲线图
OD520nm
脯氨酸浓度 μg/ml 2.4.2 图 5 脯氨酸标准曲线图 不同浇水频率下拟南芥叶片中脯氨酸含量 表 4 不同处理脯氨酸含量
.
处理Ⅰ OD520nm 叶片中脯氨酸含量 μg/g 0.031 39.9
处理Ⅱ 0.044 62.1
处理Ⅲ 0.601 1012.6
脯氨酸的含量是反应植株抗逆性程度的一个指标， 且呈正相关.当植物受到胁迫时， 信号诱导脯氨酸合 成基因的表达， 大量合成脯氨酸以保持膜结构的完整， 调节细胞渗透压， 维持稳态.从表 4 可看出， 处理一、 二的脯氨酸含量均较低，在正常植物体游离脯氨酸含量范围之内，处理三的脯氨酸含量很高，超过正常值 几倍，由此可见处理三受到干旱胁迫最大，抗逆性强.
4
4.1
讨论
关于实验结果 通过对各处理中植株的表型观察及一些生理指标的测量，可以得出三个浇水频率对植株生长均有一定
的影响，其中处理一、二的浇水频率对植株的影响较小，植株根系发达、茎秆硬直，叶片鲜绿、含水量较 多，有机物积累丰富，体内游离脯氨酸含量少，在正常范围之内，表明没有受到干旱的胁迫.处理三植株体 内游离脯氨酸含量很高，受干旱胁迫严重，植株弱小，叶片含水量少，将近萎焉.由此可见，每隔 2~4 给哥 伦比亚型拟南芥浇水是合适的， 6 天才浇一次水就会影响到植株的生长.如果想得到最适的浇水频率， 隔 可 以再调整浇水频率，并且多做重复. 4.2 关于实验安排 我是本实验的主要负责人，实验的方向也是我提出来的，当时一心想着拟南芥的生长周期为一个月多 一点， 也就是一个月就可以观察完植株的生长情况， 且刚好可以在学期末完成本实验.但在实验的过程中发 现对于处理三，实验过程中对植株进行处理仅能浇水 2 次，这对实验有一定的影响，以至于后来各处理之 间的一些指标测量值相差不是很大.我觉做植物生理实验时， 在选材上要注意植物的生长周期及其生长特性 等，选好材，最后才能成功测出相关指标。
致谢 本次综合实验以小组为单位，完全由我们自己设计，自由进行实验，这不仅培养了我们独立思 考，组内成员分工、合作的技能，更提高了我们实验的素养及与人相处的能力.本人觉得在本次实验 中收获甚大，在此也衷心感谢叶庆生、黄胜琴、冷佳奕三位指导老师提供的指导及帮助。 参考文献： [1]冀瑞萍.水分在植物中的作用[J]. 晋中师范高等专科学校学报. 1994(02) [2]王隆华.植物体对水分的吸收和运输[J]. 生物学教学. 1983(03) [3]龙华.植物的水势[J]. 生物学通报. 1998(03) [4]关卓今.蒸腾作用可能还存在一个重要意义[J]. 阴山学刊. 1999(05) [5]Meinke D W , Cherry J M , Dean C , et al .Arabidopsis thaliana : A model plant for genome analysis[J].Science,1998,282:662~682. [6] 邹 琦 . 植 物 体 内 游 离 脯 氨 酸 含 量 的 测 定 [A].. 植 物 生 理 学 实 验 指 导 [M]. 北 京 : 中 国 农 业 出 版
社,2000.161-162. [7] 刘祖祺 张石城.植物抗性生理学[M].北京:中国农业出版社,1994.153-267. [8] 汤章城.逆境条件下植物体内脯氨酸累积及其可能的意义[J].植物生理学通讯,1984,20(1):15-26. [9]李云飞，朱莉，孙奂明，刘青.不同浇水频率对鼠尾草生长的影响[J].安徽农业科学出版社：2010，38 （14）. [10]李玲，李良辉，蒋素梅，冷佳奕，王小菁.植物生理学模块实验指导[M].北京：科学出版社，2011 [11]西北农业大学植物生理生化教研组.植物生理学实验指导[M].西安：陕西科学技术出版社，1987 [12]潘瑞炽，王小菁，李良辉.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2008.6
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不同浇水频率对拟南芥生长的影响
作 学
者：罗玉玲 号：[1**********]
专业班级：生物科学 10 生物科学 4 班 课程名称：植物生理学实验 指导老师：叶庆生、黄胜琴、冷佳奕 实验时间：2012-12-6 至 2013-1-10
不同浇水频率对拟南芥生长的影响
罗玉玲
(华南师范大学 生命科学学院 生物科学 10 科学四班 广州天河 510631) 摘要：本实验主要探究三个不同浇水频率对拟南芥生长的影响，实验结果表明：处理一、二即分别隔 2 天、4 天浇水一 次，拟南芥生长良好，植株根系发达，茎秆硬直，叶鲜绿、大，含水量高，脯氨酸含量在正常范围之内，无干旱胁迫. 处理三即隔 6 天浇水一次，植株生长明显受到抑制，根系极其不发达，叶片软、薄，含水量少，脯氨酸含量超出正常水 平 3 倍，受到严重胁迫.由此知隔 2~4 天浇水一次有利于拟南芥生长，隔 6 天浇水一次则严重影响拟南芥的生长. 关键词：拟南芥，脯氨酸，浇水，干旱
The influence of different watering frequency to Arabidopsis’s growth
Luo Yu-Ling (South China Normal University college of life science Guangdong Guangzhou 510631)
Abstract: This study explores the influence of three different watering frequency to Arabidopsis’s growth, and the experimental results show that processing one and two namely every 2 days or 4 days watering once, Arabidopsis growth is good. The plant root system developed, stalks hard straight, green, big, high water content and the Proline content in the normal range, no drought stress. Processing three namely every 6 days a water, plant growth obvious is restrained, the root underdeveloped, blade soft, thin, water content, and the Proline content less than normal level 3 times, serious stress. We know every 2 ~ 4 day watering a conducive to Arabidopsis growth, and every 6 days watering is seriously affect the growth of Arabidopsis thaliana. Key words: Arabidopsis thaliana; Proline; watering; drought 水是生命之源，是一切生物赖以生存的基础。植物的一切正常活动也只有在含有一定量水分的条件下 才能进行， 否则就会受到阻碍， 甚至死亡.陆生植物主要由根部吸收水分， 然后通过地上部分 （尤其是叶片） 的蒸腾作用散失水分，以保持稳态，而叶与根系之间的水势梯度是植物从土壤中吸取水分的动力，当土壤 水势小于叶片水势时，植物便不能从土壤中获得水分，从而影响生长，因此控制植物生长环境中土壤的湿 [1-4] 度很重要 . 拟南芥是十字花科拟南芥属植物，近年来拟南芥以其个体小、生长周期短以及基因组小等特点而成为 分子遗传学研究的模式植物.拟南芥的另一个优点是容易被诱发，目前已经从拟南芥中分离出几千种突变 体，这些突变的获得为揭示植物生长规律起了非常重要的作用 . 然而，水分供给对拟南芥的光合作用影 响很大，影响植物有机物的积累，植株的生长。而当受到干旱胁迫时，植物体内脯氨酸的含量会显著增加。 植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，因此可以测定脯氨酸含量作为抗旱育种的生理指 标
[6-8] [5]
.根据以上分析，我们设计了本实验，主要想通过观察不同浇水频率下拟南芥的形态以及测定植物体
内的一些生理生化值（含水量、叶面积、叶绿素含量、根长、株高、脯氨酸含量等）来确定最佳的浇水周 期，从而制定出合理的供水方案。
1.
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材料与方法
1.1
材料与试剂
1.1.1 材料： 哥伦比亚型拟南芥 1.1.2 试剂： 配置 MS 的溶液（大量溶液、微量溶液、有机溶液、铁盐溶液） 、琼脂、2.5%酸性茚三酮、标准脯氨酸 溶液、3%磺基水杨酸溶液、甲苯 1.1.3 仪器用具 一次性杯、拟南芥土、蛭石、天平、电子天平、培养容器、烧杯、量筒、PH 试纸、镊子、标签纸、洗 耳球、钥匙、玻璃棒、VIS-723N 可见分光光度计、AM-300 手持式叶面积仪、HG63 卤素水分测定仪、水浴 锅、离心机、研钵等 1.2 方法 1.2.1 春化种子 取哥伦比亚型拟南芥种子约 80 粒于 1.5mlEP 管，注入蒸馏水，置于 4 度冰箱两天 1.2.2 配制培养基 MS 培养基（每 100ml 培养基：5ml 大量元素、铁盐、维生素、微量元素各 0.5ml、琼脂粉 0.8g） 1.2.3 种子的消毒与接种培养 1.2.3.1 种子消毒 超净台操作：900μ l 蒸馏水+100μ l 次氯酸钠，洗种子并浸泡 10min；用 75%酒精洗，最后用蒸馏水洗 三遍. 1.2.3.2 冲打铺种 将种子均匀铺散在凝固的平板上；平板吹干后，封口膜封好平板，移入培养室培养. 1.2.4 移苗栽培 待苗长出 4 片叶时，选长势相近的苗移出栽培于 24 个装有拟南芥土的杯中，每个杯种一株，并将其分 成三组，每组 8 株，标记：处理一、处理二、处理三，盖上保鲜膜（如图 1） ，培养室培养，两天后揭膜.
图 1 移栽完成的拟南芥苗 1.2.5 分组处理 揭膜后，每 3 天浇水一次，直至植株长到 10 叶期（即 1 月 1 日） 。往后处理一、处理二、处理三，每 2、4、6 天浇一次水，每株浇水 20ml，共栽培 40 天左右，做好记录，拍照。约 40 天的后，对拟南芥苗的 生理生化进行测定. 1.2.6 观察根部生长情况，测株高、称鲜重 每个处理选取 4 株；将土弄松，轻轻去掉土，然后观察三个处理植株根的生长情况；测量株高，包括 花序茎；称量植株的鲜重（去根）. 1.2.7 测量叶面积（ AM-300 手持式叶面积仪） 选取三个处理中生长状态一致的叶片，每株取两片进行叶面积测定，最后求测量的总面积，再将其进 行对比分析. 1.2.8 植物组织含水量的测定 选取三个处理中生长状态一致的叶片分别剪碎， 然后放到 HG63 卤素水分测定仪测定组织的含水量， 再 将三个处理下叶子的组织的含水量进行对比分析. 1.2.8 叶绿素含量的测定(分光光度计法) 选取三个处理中生长状态一致的叶片约 0.5g ，用 95%乙醇通过研磨及过滤提取叶绿素，定容至 10mL， 再稀释 5 倍后在分光光度计下进行比色.根据朗伯—比尔定律，某有色溶液的吸光度 A 与其中溶质浓度 C 和液层厚度 L 成正比，即 A＝KCL 式中：K 比例常数。当溶液浓度以百分浓度为单位，液层厚度为 1cm 时， K 为该物质的吸光系数.通过经验公式 Ca= 13.95A 665 – 6.88A 649；Cb= 24.96A 649 – 7.32A665；CT = Ca+ 1
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Cb ， 计 算 得 出 叶 绿 素 浓 度 后 ， 再 利 用
Chl
（
mg/g ） =
求得样品中叶绿素的含量（mg/g）.
提取液体积 稀释倍数 样品鲜重 叶绿素的浓度 1000
1.2.9 茚三酮法测定脯氨酸 1.2.9.1 绘制脯氨酸标准曲线 吸取脯氨酸标准母液 0 、 0.2 、 0.4 、 0.8 、 1.2 、 1.6 、 2.0 mL 分别放入 7 支具塞刻度试 管，分别加入蒸馏水至 2.0 mL, 其脯氨酸含量分别为 0 、 2.0 、 4.0 、 8.0 、 12.0 、 16.0 、 20.0 μ g 。分别吸取上述标准溶液 2 mL ，加冰醋酸 2 mL, 茚三酮试剂 2 mL 加入试管中，混匀后加玻璃球塞， 在沸水浴中加热 15 min 。用分光光度计于波长 520 nm 下进行比色测定，以零浓度为空白对照。将测定 结果以脯氨酸浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标作标准曲线。 1.2.9.2 植株样品液的提取
分别选取三个处理拟南芥植株叶片 约 0.2 g ，用 3 mL 80 % 乙醇研磨（放少许石英砂）成浆状最后 定容至 10 mL .100℃恒温水浴中提取 10 min 后将提取液在放有活性炭的滤纸上进行过滤， 重复过滤一次， 除去色素和残渣，将上层液在离心机上离心 10 min ，取上清液备用.最后取 2 mL 上清液置于试管中，再 加入 2 mL 冰醋酸和 4 mL 茚三酮试剂，加盖密封，在沸水浴上加热 60min .在分光光度计上测 520nm 处 各样品的吸光度， 从标准曲线上求出样品溶液中脯氨酸含量.再通过脯氨酸含量=(C×2.5)/0.2 求得材料叶 片中脯氨酸的含量（μg/g）.其中 C 为由标准曲线差得的脯氨酸的含量（μg）
2.结果与分析
2.1 不同浇水频率下拟南芥的生长情况记录
图 2 处理前均匀生长的拟南芥
图 3 各处理拟南芥的生长情况（处理一周后）
图 4 各处理拟南芥茎的生长情况（处理 11 天后）
图 5 实验前各处理拟南芥生长情况 在整个实验过程中，对拟南芥进行不同处理前，植株的生长情况一致，处理一个星期后，每个处理的 植株都开始抽薹，其中处理三最先抽薹。处理 14 天后，处理三的植株的茎明显比处理一、二长.栽培最后
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一天，处理三的叶子柔软，萎焉，处理一、二茎秆硬直，叶片大、绿. 2.2 不同浇水频率下拟南芥的生长指标记录
表一 各处理下拟南芥生长指标记录 材料 处理一 处理二 处理三 植株平均株高 （cm） 植株平均鲜重（g） 水分百分含量（%） 每株植株平均叶面积 （mm2） 17.32 18.92 19.60 0.81 0.73 0.57 91.45 89.87 87.23 2076 1919 1318
表 2 分光光度计下测得各处理拟南芥叶片的叶绿素的吸光值 材料 处理一 处理二 处理三 吸光值（A649） 0.336 0.385 0.361 吸光值（A665） 0.742 0.849 0.793
注：处理一取叶片 0.54g，处理二取叶片 0.48g，处理三取叶片 0.50g.
2.3
不同浇水频率下拟南芥植株的形态差别
2.3.1 不同浇水频率对拟南芥生长的影响
平均株高 /cm
20 19 18 17 16 处理一 处理二 处理三 处理一 处理二 处理三
平均鲜重 /g
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
处理一
处理三
处理一 处理二 处理三
图6 不同处理的植株平均株高
图7 不同处理下拟南芥的鲜重
叶面积 /mm2
百分比
2500 2000 1500 1000 500 0
处理一 处理二 处理一 处理三 处理三
图9
图9
92.00% 90.00% 88.00% 86.00% 84.00%
处理一 处理二 处理三
不同处理下植株叶片的水分含量 水分含量
图8 不同处理拟南芥植株的叶面积
不同处理拟南芥植株叶片的含水量
由图 6 可知，三个处理中，处理三的植株长得最高，处理一最矮，原因可能是处理三受到干旱胁迫， 最先抽薹、开花，因此茎长得比其他处理的高. 而图 7 显示，随着浇水频率的较少，植株的鲜重也在减少. 这表明，水分对植物生长影响很大，植物的一切正常活动只有在含有一定量水分的条件下才能进行，否则 就会表现出不同程度的影响. 由图 8 可得处理一植株的平均叶面积与处理二植株的相差不大，但两个处理 的植株叶面积都比处理三植株的叶面积大，这主要是由于随着浇水频率的减少，植株的光合作用、细胞代 谢、同化物的运输等都会受到影响，从而导致有机化合物的合成减少，叶片的生长也受到限制. 图 9 表明，
随着浇水频率的减少， 植株叶片细胞的含水量也在减少， 实验结果与实验处理完全相一致.植株生长环境中 土壤的水分含量直接影响植株根部的吸水， 进而影响到植株细胞的含水量.植物体内含水量不足会导致细胞 缺水，代谢受阻，严重时会导致植株死亡 2.3.2 不同浇水频率下拟南芥叶片的叶绿素含量
结合表 2， 设叶绿素 a、 的浓度分别为 Ca、 b Cb,通过经验公式 Ca= 13.95A 665 – 6.88A 649； 24.96A Cb= 649 – 7.32A665；CT = Ca+ Cb，计算得出三个处理叶片叶绿素浓度如下表所示： 表3 材料 处理一 处理二 处理三 计 算 得 出 叶 绿 素
三个处理植株叶片的提取液中叶绿素的浓度
Ca 8.04 9.20 8.58 浓 度 后 ，
Cb 2.96 3.40 3.21 再 利 用
CT 11.00 12.60 11.79 Chl （ mg/g ） =
1 叶绿素的浓度
提取液体积 （mg/g） .其中处理 稀释倍数 样品鲜重 ,求得样品中叶绿素的含量 1000
一的叶绿素含量为：1.02mg/g；处理二的叶绿素含量为：1.31mg/g；处理三的叶绿素含量为：1.17mg/g. 由此可知，不同处理中，处理二植株叶片的叶绿素含量最高，较利于植株进行光合作用，积累有机物. 2.4 2.4.1 叶片脯氨酸含量测定 脯氨酸标准曲线图
OD520nm
脯氨酸浓度 μg/ml 2.4.2 图 5 脯氨酸标准曲线图 不同浇水频率下拟南芥叶片中脯氨酸含量 表 4 不同处理脯氨酸含量
.
处理Ⅰ OD520nm 叶片中脯氨酸含量 μg/g 0.031 39.9
处理Ⅱ 0.044 62.1
处理Ⅲ 0.601 1012.6
脯氨酸的含量是反应植株抗逆性程度的一个指标， 且呈正相关.当植物受到胁迫时， 信号诱导脯氨酸合 成基因的表达， 大量合成脯氨酸以保持膜结构的完整， 调节细胞渗透压， 维持稳态.从表 4 可看出， 处理一、 二的脯氨酸含量均较低，在正常植物体游离脯氨酸含量范围之内，处理三的脯氨酸含量很高，超过正常值 几倍，由此可见处理三受到干旱胁迫最大，抗逆性强.
4
4.1
讨论
关于实验结果 通过对各处理中植株的表型观察及一些生理指标的测量，可以得出三个浇水频率对植株生长均有一定
的影响，其中处理一、二的浇水频率对植株的影响较小，植株根系发达、茎秆硬直，叶片鲜绿、含水量较 多，有机物积累丰富，体内游离脯氨酸含量少，在正常范围之内，表明没有受到干旱的胁迫.处理三植株体 内游离脯氨酸含量很高，受干旱胁迫严重，植株弱小，叶片含水量少，将近萎焉.由此可见，每隔 2~4 给哥 伦比亚型拟南芥浇水是合适的， 6 天才浇一次水就会影响到植株的生长.如果想得到最适的浇水频率， 隔 可 以再调整浇水频率，并且多做重复. 4.2 关于实验安排 我是本实验的主要负责人，实验的方向也是我提出来的，当时一心想着拟南芥的生长周期为一个月多 一点， 也就是一个月就可以观察完植株的生长情况， 且刚好可以在学期末完成本实验.但在实验的过程中发 现对于处理三，实验过程中对植株进行处理仅能浇水 2 次，这对实验有一定的影响，以至于后来各处理之 间的一些指标测量值相差不是很大.我觉做植物生理实验时， 在选材上要注意植物的生长周期及其生长特性 等，选好材，最后才能成功测出相关指标。
致谢 本次综合实验以小组为单位，完全由我们自己设计，自由进行实验，这不仅培养了我们独立思 考，组内成员分工、合作的技能，更提高了我们实验的素养及与人相处的能力.本人觉得在本次实验 中收获甚大，在此也衷心感谢叶庆生、黄胜琴、冷佳奕三位指导老师提供的指导及帮助。 参考文献： [1]冀瑞萍.水分在植物中的作用[J]. 晋中师范高等专科学校学报. 1994(02) [2]王隆华.植物体对水分的吸收和运输[J]. 生物学教学. 1983(03) [3]龙华.植物的水势[J]. 生物学通报. 1998(03) [4]关卓今.蒸腾作用可能还存在一个重要意义[J]. 阴山学刊. 1999(05) [5]Meinke D W , Cherry J M , Dean C , et al .Arabidopsis thaliana : A model plant for genome analysis[J].Science,1998,282:662~682. [6] 邹 琦 . 植 物 体 内 游 离 脯 氨 酸 含 量 的 测 定 [A].. 植 物 生 理 学 实 验 指 导 [M]. 北 京 : 中 国 农 业 出 版
社,2000.161-162. [7] 刘祖祺 张石城.植物抗性生理学[M].北京:中国农业出版社,1994.153-267. [8] 汤章城.逆境条件下植物体内脯氨酸累积及其可能的意义[J].植物生理学通讯,1984,20(1):15-26. [9]李云飞，朱莉，孙奂明，刘青.不同浇水频率对鼠尾草生长的影响[J].安徽农业科学出版社：2010，38 （14）. [10]李玲，李良辉，蒋素梅，冷佳奕，王小菁.植物生理学模块实验指导[M].北京：科学出版社，2011 [11]西北农业大学植物生理生化教研组.植物生理学实验指导[M].西安：陕西科学技术出版社，1987 [12]潘瑞炽，王小菁，李良辉.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2008.6
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