河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)本科畢業(yè)論文

1、<p>　　學(xué)號(hào): </p><p>　　水楊酸對(duì)緩解離子液體抑制蘿卜生長(zhǎng)發(fā)育的作用研究</p><p>　　專業(yè)名稱： 生物技術(shù) </p><p>　　年級(jí)班別： 2009級(jí) </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 教授 </p><p><b>　　2013年05月</b></p><p>　　水楊酸對(duì)緩解離子液體抑制蘿卜生長(zhǎng)發(fā)育的作用研究</p><p>　　摘 要 分別用不同濃度（0，50，1

3、00，150，200 mg·L-1）的離子液體1-己基-3-甲基咪唑溴化鹽（[C6mim]Br）作為處理液，用水楊酸(SA )30 mg/L作為緩解液緩解上述各濃度的處理液，對(duì)蘿卜種子進(jìn)行苗期水培，然后在一定時(shí)期取出蘿卜幼苗，借助一定的工具和技術(shù)手段來測(cè)定蘿卜幼苗的苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、干鮮重比和總?cè)~綠素含量以及可溶性糖的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在本實(shí)驗(yàn)條件下，用單一的[C6mim]Br處理，能夠引起蘿卜幼苗苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、總?cè)~綠素含量和可溶性

4、糖含量顯著降低，干鮮重比呈單峰曲線變化，并且處理液的濃度越高，上述效果越明顯；但是加入水楊酸（SA）后，蘿卜幼苗的苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)降幅減小，干鮮比增大，總?cè)~綠素含量和可溶性糖含量增加，證明水楊酸緩解了離子液體對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的抑制。</p><p>　　關(guān)鍵詞 離子液體；水楊酸；抑制；蘿卜幼苗；緩解效應(yīng)</p><p>　　Salicylic Acid to Inhibit the Action

5、 of the Growth of Radish to Alleviate Ionic Liquids Research</p><p>　　Abstract Respectively with different concentrations (0,50,100,150,200 mg · l-1) of the ionic liquid 1 - hexyl - 3 - methyl imidazol

6、e salt, bromide ([C6mim] Br) as a treatment fluid, 30 mg/L with salicylic acid (SA) as a solution to alleviate the above in the concentration of treatment fluid, the turnip seed seedling hydroponics, then take out turnip

7、 seedlings in a certain period, with the aid of some tools and techniques to determine the radish seedling length, root length, shoot dry weight rat</p><p>　　Key words Ionic liquids; Salicylic acid; Inhibit

8、ion; Radish seedling; Calming effect</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　由于傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)和分離過程涉及大量的易揮發(fā)有機(jī)溶劑, 容易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以目前普遍采用綠色替代溶劑技術(shù)。近年來, 一種新型綠色溶劑引起了人們的高度重視。離子液體是完全由離子組成、在低溫（<l00℃）下呈液體狀態(tài)的鹽

9、，為低溫熔融鹽。近年來離子液體作為綠色溶劑用于有機(jī)及高分子合成，已成為21世紀(jì)綠色化工前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑和電解質(zhì)相比，離子液體具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)：熔點(diǎn)低，蒸氣壓小，良好的溶解度、粘度和密度等。2003年BASF公司率先實(shí)現(xiàn)了離子液體的規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用，預(yù)示了離子液體作為新型綠色工業(yè)溶劑的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)啟動(dòng)。然而，隨著研究和應(yīng)用的不斷深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到離子液體自身的綠色性問題，關(guān)于離子液體毒性的研究也引起了國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)

10、注。離子液體對(duì)藻類、微生物、動(dòng)物均有不同程度的生物毒性，而且能抑制植物的生長(zhǎng)。離子液體可以使種子萌發(fā)受抑制，引發(fā)植物過氧化傷害，使植物對(duì)N、P、K、Mg、Fe、Mn、Cu等元素吸收量下降，光合色素合成受抑，光合速率下降，進(jìn)而危害植株生長(zhǎng)。因?yàn)殡x子液體對(duì)植物的毒害作用，人們開始研究能夠緩解這種毒害作用的物質(zhì)。</p><p>　　水楊酸(SA)是植物體內(nèi)普遍存在的一種小分子酚類物質(zhì)，它的化學(xué)成分是鄰羥基苯甲酸，是桂

11、皮酸的衍生物。1828年Buchner首次從柳樹皮中分離出水楊醇糖苷，1838年定名為水楊酸，1874年水楊酸首次被合成[6]。SA廣泛存在于高等植物中。由于SA是植物體內(nèi)合成、含量很低的有機(jī)物，1992年,Raskin提出可以把它看成是一種新的植物內(nèi)源激素。SA可以以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩種形式存在，游離態(tài)SA呈結(jié)晶狀，結(jié)合態(tài)SA是由SA與糖苷、糖脂、甲基或氨基酸等結(jié)合形成的水楊酸一葡萄糖苷等復(fù)合物。乙酰水楊酸和甲基水楊酸酯是SA的衍生物，

12、在植物體內(nèi)很容易轉(zhuǎn)化為SA發(fā)揮作用。20世紀(jì)60年代后，人們開始發(fā)現(xiàn)SA在植物中具有重要的生理作用。陸續(xù)的研究表明，SA是重要的能夠激活植物過敏反應(yīng)和系統(tǒng)獲得性抗性的內(nèi)源信號(hào)分子[7]。此外，SA在植物體內(nèi)的生理作用還廣泛表現(xiàn)在調(diào)節(jié)植物的性別分化、開花、促進(jìn)根系生長(zhǎng)、誘導(dǎo)球根膨大、增加產(chǎn)量、調(diào)節(jié)根系的離子吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)和促進(jìn)種子萌發(fā)等生理過程[8]。近年來，已經(jīng)證實(shí)SA能夠在多種植物的抗病和抗非生物脅迫方面起作用，但有關(guān)SA緩解離子液體對(duì)蘿

13、卜幼苗的抑制生長(zhǎng)方面的專題研究尚未</p><p>　　蘿卜又名萊菔，根肉質(zhì)，長(zhǎng)圓形、球形或圓錐形，原產(chǎn)我國(guó)，品種極多，具有多種藥用價(jià)值，是我國(guó)主要蔬菜之一。蘿卜性微溫，入肺、胃二經(jīng)，具有消積滯、化痰定喘、清熱順氣、下氣寬中、解毒，消腫散瘀，防癌抗癌，降血脂、軟化血管、穩(wěn)定血壓，預(yù)防冠心病、動(dòng)脈硬化、膽結(jié)石等功能。本文以蘿卜為材料，初步研究了水楊酸緩解離子液體對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的抑制作用，以期為外施水楊酸的緩解作用提

14、供理論依據(jù)。</p><p><b>　　1 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　1.1 蘿卜種子的處理</p><p>　　精選大而飽滿的蘿卜籽粒，用0.1% HgC12進(jìn)行表面消毒5 min，接著用去離子水反復(fù)沖洗3次，然后均勻擺放在鋪有兩層濾紙并各加有8 ml不同濃度處理液（根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，[C8mim]Br濃度設(shè)定為50、100、15

15、0和200 mg/L，以加8 ml去離子水作為對(duì)照，用SA 30 mg/L作為緩解液緩解上述各濃度）的培養(yǎng)皿（15 cm diameter）內(nèi)，在28 ℃下遮光催芽2 d。</p><p>　　選擇發(fā)芽一致的種子分別轉(zhuǎn)移至裝有上述不同濃度[C6mim]Br溶液及相應(yīng)的緩解液（SA）的培養(yǎng)罐中緊挨溶液表面漂浮的泡沫塑料上，使根部浸在處理液中，每個(gè)培養(yǎng)罐中種植100株，每個(gè)處理濃度重復(fù)三次以減小誤差。在溫室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)

16、，晝夜溫度分別為16 h/28 C，8 h/24 ℃，光量子數(shù)為70～80 μmol/m2.s，每天更換處理液以防[C6mim]Br濃度和SA 30 mg/L+不同濃度的[C6mim]Br的變化。</p><p>　　第7 d分別測(cè)幼苗的苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)。</p><p>　　第7 d測(cè)定蘿卜幼苗葉片干鮮重比、幼苗葉片的總色素含量、幼苗葉片的可溶性糖含量等。</p><p&g

17、t;　　1.2 形態(tài)指標(biāo)的觀察、記錄及統(tǒng)計(jì)分析</p><p>　　在幼苗萌發(fā)的整個(gè)階段，每天晚上18:00記錄種子的發(fā)芽數(shù)，并拍攝生長(zhǎng)狀態(tài)。</p><p>　　每天觀察種子的萌發(fā)狀態(tài)及萌發(fā)后苗的生長(zhǎng)狀況，記錄并進(jìn)行拍照。</p><p>　　用直尺直接測(cè)量幼苗的根長(zhǎng)及苗長(zhǎng)。</p><p>　　用Excel，SPSS等軟件處理所測(cè)試數(shù)據(jù)

18、。</p><p>　　1.3 DW/FW的測(cè)定</p><p>　　DW/FW的測(cè)定采用干重法與鮮重法（自然含水量法）。</p><p>　　(1)將潔凈的稱量瓶進(jìn)行標(biāo)記于105 ℃烘箱中恒溫烘2 h左右，取出并冷卻至室溫后，用精密的電子天平進(jìn)行稱重兩次，求平均值W1。然后將稱量瓶放在干燥劑中備用。</p><p>　　(2)將待測(cè)幼苗整

19、棵放入已知重量的稱量瓶中準(zhǔn)確稱量?jī)纱?，用W2表示。然后于105℃烘箱中恒溫烘兩天，關(guān)掉烘箱電源，待其溫度下降至60~70℃后，取出放到干燥器中冷卻至室溫，稱量，此時(shí)的重量用W3來表示。</p><p><b>　　(3)記錄</b></p><p>　　稱量瓶重：W1，g； </p><p>　　稱量瓶重+樣品鮮重：W2 ，g；</p&g

20、t;<p>　　稱量瓶重+樣品干重：W3 ，g。</p><p><b>　　(4)計(jì)算</b></p><p>　　樣品鮮重：Wf = W2 - W1；樣品干重：Wd = W3 - W1</p><p>　　DW/FW = [ (W3 - W1) / (W2 - W1) ]×100% =( Wd / Wf) 

21、5;100</p><p>　　1.4 光合色素含量的測(cè)定</p><p>　　采用分光光度法[9] </p><p>　　稱取潔凈的小麥、蘿卜和番茄葉片各0.1 g，避開主脈剪碎，裝入盛有10 ml的95 %乙醇的刻度試管中，用橡皮塞塞緊后置于37 ℃的恒溫箱中浸提2 d。在95 %乙醇中，葉綠素a和b最大吸收峰分別為645 nm和649 nm的波長(zhǎng)下，用分光光

22、度計(jì)分別測(cè)定并記錄其OD值，按下列公式計(jì)算葉綠素a、b和總?cè)~綠素的含量。</p><p>　　Ca（mg/L）=13.95 A665–6.88 A649</p><p>　　Cb（mg/L）=24.96 A649–7.32 A665</p><p>　　CT（mg/L）=Ca+Cb Cx.c（mg/L）=（1000 A470–2.05 Ca-114.8 Cb）/24

23、5</p><p>　　1.5 可溶性糖含量的測(cè)定</p><p>　　采用蒽酮比色法[10]，并參照張妙霞等方法[40]加以改進(jìn)。</p><p>　　（一）葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線</p><p>　　100 μg/ml葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：稱取經(jīng)80 ℃烘箱中烘至恒溫的葡萄糖試劑50 mg定容于500 ml的容量瓶中即得。將此溶液放入0 ℃以下

24、冰箱中保存，使用前20 min取回升至室溫。</p><p>　　葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作參數(shù)：</p><p>　　所測(cè)OD值和蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>　?。ǘ┛扇苄蕴堑奶崛?lt;/p><p>　　（1）稱取各處理濃度的植株葉片0.1 g，每個(gè)處理3份，以5 ml 80 oC蒸餾水分次進(jìn)行研磨沖洗。</p>&l

25、t;p>　?。?）將研磨液置于80 oC水浴中保溫30 min (保溫期間不斷搖晃)，然后定容至10 ml。</p><p>　?。?）3500 rpm下離心30 min，然后精確吸取0.1 ml上清液、0.9 ml蒸餾水和4 ml蒽酮試劑混勻，將混合液沸水浴10 min后冷卻，在620 nm下測(cè)定待測(cè)液OD值，每個(gè)樣品測(cè)3次，求其平均值。</p><p><b>　　計(jì)算

26、：</b></p><p>　　由標(biāo)準(zhǔn)線性方程求得糖含量，由如下公式計(jì)算：</p><p>　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析</p><p>　　2.1不同濃度的[C6mim]Br+SA(30 mg/L)對(duì)蘿卜幼苗苗長(zhǎng)的影響</p><p>　　由圖2-1可知，在單一 [C6mim]Br的處理和不同濃度 [C6mim]Br+SA（30 m

27、g/L）組合處理下，蘿卜幼苗的苗長(zhǎng)均隨著[C6mim]Br的增加而明顯降低。而在不同濃度的[C6mim]Br 加入SA(30 mg/L)進(jìn)行緩解，苗長(zhǎng)與相應(yīng)對(duì)照相比均明顯降低，除[C6mim]Br 200 mg/L+SA（30 mg/L)組合與[C6mim]Br 200 mg/L和相比，差異沒有達(dá)到顯著，其他的均達(dá)到極顯著性，降幅分別為44.78%、45.75%、42.26%、40.95%。</p><p>　　

28、2.2不同濃度的[C6mim]Br+SA對(duì)蘿卜幼苗根長(zhǎng)的影響</p><p>　　由圖2-2可知，在單一 [C6mim]Br的處理和不同濃度 [C6mim]Br+SA組合處理下，蘿卜幼苗的根長(zhǎng)均隨著[C6mim]Br的增加而明顯降低。除[C6mim]Br 200 mg/L+SA組合與相對(duì)應(yīng)單一[C6mim]Br 200 mg/L和相比，根長(zhǎng)沒有達(dá)到顯著，其他的均達(dá)到顯著，并且降幅分別為55.25%、46.91%、

29、58.72%、55.71%。</p><p>　　2.3不同濃度的[C6mim]Br+SA對(duì)蘿卜幼苗干鮮比的影響</p><p>　　由圖2-3可知，在單一 [C6mim]Br的處理和不同濃度 [C6mim]Br+SA組合處理下，蘿卜幼苗的干鮮比均隨著[C6mim]Br濃度的增加呈單峰曲線變化，峰值出現(xiàn)在[C6mim]Br（100 mg/L）和[C6mim]Br（100 mg/L）+SA處

30、理。不同濃度 [C6mim]Br+SA組合處理比對(duì)應(yīng)的單一 [C6mim]Br的處理分別增加了96.77%、135.09%、92.91%、34.86%、646.67%。</p><p>　　2.4不同濃度的[C6mim]Br+SA對(duì)蘿卜幼苗葉片總?cè)~綠素的影響</p><p>　　由圖2-4可知，在單一 [C6mim]Br的處理和不同濃度 [C6mim]Br+SA組合處理下，蘿卜幼苗的總?cè)~綠

31、素均隨著[C6mim]Br濃度的增加而逐漸降低。[C6mim]Br 0 mg/L+ SA、[C6mim]Br 50 mg/L + SA和[C6mim]Br 100 mg/L+ SA培養(yǎng)的蘿卜幼苗分別比[C6mim]Br 0 mg/L 、[C6mim]Br 50 mg/L 和[C6mim]Br 100 mg/L增加了101.43%、74.33%、66.99%，并達(dá)到了顯著性差異。[C6mim]Br 150 mg/L+ SA和[C6mim]

32、Br 200 mg/L+ SA培養(yǎng)的蘿卜幼苗總?cè)~綠素含量分別比[C6mim]Br 150 mg/L 、[C6mim]Br 200 mg/L降低了72.25%和23.10%。</p><p>　　2.5不同濃度的[C6mim]Br+SA對(duì)蘿卜幼苗葉片可溶性糖的影響</p><p>　　由圖2-5可以得出，在單一 [C6mim]Br的處理和不同濃度 [C6mim]Br+SA組合處理下，蘿卜幼苗

33、的可溶性糖含量均隨著[C6mim]Br濃度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。不同濃度 [C6mim]Br+SA組合處理與相對(duì)應(yīng)的[C6mim]Br的處理均出現(xiàn)顯著性差異，可溶性糖含量分別增加了19.39%、4.40%、29.53%和42.45%。其中[C6mim]Br100 mg/L+ SA處理與[C6mim]Br 100 mg/L處理差異達(dá)到極顯著性。</p><p><b>　　3 討論</b></

34、p><p>　　幼苗的苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)可以反映生長(zhǎng)的好壞，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水楊酸處理能使蘿卜幼苗的苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)的降幅減小，可能是水楊酸緩解離子液體對(duì)細(xì)胞分裂的抑制，提高了DNA和RNA的活性，抑制核酸裂解并影響細(xì)胞有絲分裂過程[11.12]。</p><p>　　植物的水分狀況與植物生長(zhǎng)直接相關(guān)，離子液體條件下用水楊酸處理能夠提高蘿卜幼苗干物質(zhì)積累量，增加蘿卜幼苗的干鮮重比。干物質(zhì)積累多有利于提高光合作

35、用效率，從而植物生長(zhǎng) 。至于水楊酸如何提高幼苗的干物質(zhì)積累量，有學(xué)者認(rèn)為可能與水楊酸提高植物滲透調(diào)節(jié)能力、增加根系吸收水分和向上運(yùn)輸?shù)男视嘘P(guān)[13]。</p><p>　　葉綠素是綠色植物進(jìn)行光合作用的主要色素，其含量直接影響光合能力的強(qiáng)弱[14]。葉綠體光合色素含量越多，光合能力越強(qiáng)，可為植物的生長(zhǎng)提供更多的物質(zhì)和能量。試驗(yàn)結(jié)果表明，水楊酸處理能有效增加蘿卜幼苗葉片總?cè)~綠素的含量，可能是水楊酸促進(jìn)了葉綠體色素

36、的合成或抑制其降解，以提高葉綠體色素含量，從而增強(qiáng)蘿卜幼苗的光合作用，有利于提高其生物產(chǎn)量。</p><p>　　可溶性糖包括葡萄糖、蔗糖和果糖，是植物細(xì)胞合成有機(jī)物的碳架和能量來源?？扇苄蕴亲鳛槟芰看尜A形式，可以轉(zhuǎn)化為淀粉等的中間體，可以保持植物的細(xì)胞滲透勢(shì)，也可以為細(xì)胞提供能量，而且對(duì)細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體有穩(wěn)定作用，能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。因?yàn)橹参锶~片內(nèi)可溶性糖濃度增大，可以促進(jìn)光合作用[15]。試驗(yàn)結(jié)果表明，水楊酸

37、處理增加了蘿卜幼苗可溶性糖的含量，其原因可能是抑制了可溶性糖向生物堿、蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，以此保持蘿卜幼苗較高的光合作用。</p><p>　　綜上所述，離子液體具有一定的毒性，能抑制植物生長(zhǎng)，如影響蘿卜幼苗的苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、干鮮比、總?cè)~綠素含量和可溶性糖含量；而外施水楊酸能夠緩解離子液體對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制作用。同時(shí)對(duì)于離子液體的環(huán)境毒性，在使用離子液體時(shí)需要采取一定的措施，防止或盡量減少它進(jìn)入環(huán)境[16]。<

38、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 趙東濱, 寇元．大學(xué)化學(xué)［M］．北京：高等教育出版社， 2002．</p><p>　　[2] Perak J, Gob I, Minsk I. Anti- microbial activities of pyretic liquids with lactate anion

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46、;　　[16] 馬劍敏, 蔡林林, 靳同霞等．溴化1-己基-3-甲基咪唑?qū)π鄙鷸旁蹇寡趸负湍ぶ^氧化的影響[J]．武漢植物學(xué)研究, 2008, 26（5）：509-513．</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間，四年間本科求學(xué)生活即將結(jié)束，站在畢業(yè)的門檻上，回首往昔，奮斗和辛勞成為絲絲的記憶，甜美與歡笑也都?jí)m埃落定。河南

47、師范大學(xué)以其優(yōu)良的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲蟹諊涛仪髮W(xué)，以其博大包容的情懷胸襟、浪漫充實(shí)的校園生活育我成人。值此畢業(yè)論文完成之際，我謹(jǐn)向所有關(guān)心、愛護(hù)、幫助我的人們表示最誠(chéng)摯的感謝與最美好的祝愿。 </p><p>　　本論文是在老師 教授的悉心指導(dǎo)之下完成的。劉老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。劉老師不僅授我以文，而且教我做

48、人，賦予我終生受益無(wú)窮之道。本論文從選題到完成，幾易其稿，每一步都是在老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血，在此我向我的老師 教授表示深切的謝意與祝福！ </p><p>　　這篇論文之所以能順利完成，還因?yàn)樵趯懽鬟^程中得到了丁義峰老師，邵曉琪、劉旭丹學(xué)姐的大力支持與幫助，感謝她們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)技能的傾囊相授和細(xì)心指導(dǎo)，感謝她們?cè)谡撐膶懽魃霞?xì)致入微的幫助和教導(dǎo)。另外，還要感謝大學(xué)本科四年來各位老師的

49、培養(yǎng)和指導(dǎo)，沒有你們的教授與幫助也不會(huì)有學(xué)生的順利畢業(yè)。 </p><p>　　感謝河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，感謝你給了我一個(gè)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，讓我實(shí)現(xiàn)了進(jìn)行科研的夢(mèng)想。感謝河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院，感謝各位領(lǐng)導(dǎo)和輔導(dǎo)員，感謝我的室友以及幫助過我的每一個(gè)人。</p><p>　　最后，向所有關(guān)心我的親人、師長(zhǎng)和朋友們表示深深的謝意。</p><p>　　2012年5月于