1、学号水杨酸对缓解离子液体抑制萝卜生长发育的作用研究专业名称生物技术年级班别2009级姓名指导教师教授2013年05月河南师范大学新联学院本科毕业论文河南师范大学新联学院本科毕业论文2水杨酸对缓解离子液体抑制萝卜生长发育的作用研究摘要分别用不同浓度（0，50，100，150，200MGL1）的离子液体1己基3甲基咪唑溴化盐（C6MIMBR）作为处理液，用水杨酸SA30MG/L作为缓解液缓解上述各浓度的处理液，对萝卜种子进行苗期水培，然后在一定时期取出萝卜幼苗，借助一定的工具和技术手段来测定萝卜幼苗的苗长、根长、干鲜重比和总叶绿素含量以及可溶性糖的含量。实验结果表明，在本实验条件下，用单一的C6M
2、IMBR处理，能够引起萝卜幼苗苗长、根长、总叶绿素含量和可溶性糖含量显著降低，干鲜重比呈单峰曲线变化，并且处理液的浓度越高，上述效果越明显；但是加入水杨酸（SA）后，萝卜幼苗的苗长和根长降幅减小，干鲜比增大，总叶绿素含量和可溶性糖含量增加，证明水杨酸缓解了离子液体对萝卜幼苗生长的抑制。关键词离子液体；水杨酸；抑制；萝卜幼苗；缓解效应SALICYLICACIDTOINHIBITTHEACTIONOFTHEGROWTHOFRADISHTOALLEVIATEIONICLIQUIDSRESEARCHABSTRACTRESPECTIVELYWITHDIFFERENTCONCENTRATIONS0,50,
3、100,150,200MGL1OFTHEIONICLIQUID1HEXYL3METHYLIMIDAZOLESALT,BROMIDEC6MIMBRASATREATMENTFLUID,30MG/LWITHSALICYLICACIDSAASASOLUTIONTOALLEVIATETHEABOVEINTHECONCENTRATIONOFTREATMENTFLUID,THETURNIPSEEDSEEDLINGHYDROPONICS,THENTAKEOUTTURNIPSEEDLINGSINACERTAINPERIOD,WITHTHEAIDOFSOMETOOLSANDTECHNIQUESTODETERMIN
4、ETHERADISHSEEDLINGLENGTH,ROOTLENGTH,SHOOTDRYWEIGHTRATIOANDTOTALCHLOROPHYLLCONTENTANDSOLUBLESUGARCONTENTEXPERIMENTALRESULTSSHOWTHAT,UNDERTHECONDITIONOFTHISEXPERIMENT,USINGASINGLEC6MIMBRTREATMENT,CANCAUSEARADISHSEEDLINGSEEDLINGLENGTH,ROOTLENGTH,TOTALCHLOROPHYLLCONTENTANDSOLUBLESUGARCONTENTDECREASEDSIG
5、NIFICANTLY,THEDRYFRESHWEIGHTTHANAUNIMODALCURVE,ANDPROCESSFLUIDCONCENTRATIONISHIGHER,THEEFFECTISMOREOBVIOUSBUTAFTERJOININGSALICYLICACIDSA,THELENGTHOFRADISHSEEDLINGSANDROOTISREDUCEDLITTLEBYLITTLE,THEDRYFRESHRATIOINCREASES,THETOTALCHLOROPHYLLCONTENTANDSOLUBLESUGARCONTENTINCREASED,PROVETHATSALICYLICACID
6、REDUCEDIONICLIQUIDOFRADISHSEEDLINGGROWTHINHIBITIONKEYWORDSIONICLIQUIDSSALICYLICACIDINHIBITIONRADISHSEEDLINGCALMINGEFFECT河南师范大学新联学院本科毕业论文3前言由于传统的化学反应和分离过程涉及大量的易挥发有机溶剂,容易对环境造成严重污染，所以目前普遍采用绿色替代溶剂技术。近年来,一种新型绿色溶剂引起了人们的高度重视1。离子液体是完全由离子组成、在低温（L00）下呈液体状态的盐，为低温熔融盐。近年来离子液体作为绿色溶剂用于有机及高分子合成，已成为21世纪绿色化工前沿热点领域。与传
7、统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有一系列突出的优点熔点低，蒸气压小，良好的溶解度、粘度和密度等2。2003年BASF公司率先实现了离子液体的规模化生产与应用，预示了离子液体作为新型绿色工业溶剂的大规模应用已经启动3。然而，随着研究和应用的不断深入，人们逐渐认识到离子液体自身的绿色性问题，关于离子液体毒性的研究也引起了国内外研究者的关注4。离子液体对藻类、微生物、动物均有不同程度的生物毒性5，而且能抑制植物的生长。离子液体可以使种子萌发受抑制，引发植物过氧化伤害，使植物对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，进而危害植株生长。因为离子液体对植物的
8、毒害作用，人们开始研究能够缓解这种毒害作用的物质。水杨酸SA是植物体内普遍存在的一种小分子酚类物质，它的化学成分是邻羟基苯甲酸，是桂皮酸的衍生物。1828年BUCHNER首次从柳树皮中分离出水杨醇糖苷，1838年定名为水杨酸，1874年水杨酸首次被合成6。SA广泛存在于高等植物中。由于SA是植物体内合成、含量很低的有机物，1992年,RASKIN提出可以把它看成是一种新的植物内源激素。SA可以以游离态和结合态两种形式存在，游离态SA呈结晶状，结合态SA是由SA与糖苷、糖脂、甲基或氨基酸等结合形成的水杨酸一葡萄糖苷等复合物。乙酰水杨酸和甲基水杨酸酯是SA的衍生物，在植物体内很容易转化为SA发挥作
9、用。20世纪60年代后，人们开始发现SA在植物中具有重要的生理作用。陆续的研究表明，SA是重要的能够激活植物过敏反应和系统获得性抗性的内源信号分子7。此外，SA在植物体内的生理作用还广泛表现在调节植物的性别分化、开花、促进根系生长、诱导球根膨大、增加产量、调节根系的离子吸收与转运和促进种子萌发等生理过程8。近年来，已经证实SA能够在多种植物的抗病和抗非生物胁迫方面起作用，但有关SA缓解离子液体对萝卜幼苗的抑制生长方面的专题研究尚未见报道。SA对植物的生理作用是多方面的,并且不同浓度的SA对不同植物种类、同一种类的不同品种和同一品种的不同器官作用存在差异,随着对SA生理效应的深入研究和SA作用机
10、制的不断揭示,SA在植物上的应用将更加广泛。萝卜又名莱菔，根肉质，长圆形、球形或圆锥形，原产我国，品种极多，具有多种药用价值，是我国主要蔬菜之一。萝卜性微温，入肺、胃二经，具有消积滞、化痰定喘、清河南师范大学新联学院本科毕业论文4热顺气、下气宽中、解毒，消肿散瘀，防癌抗癌，降血脂、软化血管、稳定血压，预防冠心病、动脉硬化、胆结石等功能。本文以萝卜为材料，初步研究了水杨酸缓解离子液体对萝卜幼苗生长的抑制作用，以期为外施水杨酸的缓解作用提供理论依据。1实验部分11萝卜种子的处理精选大而饱满的萝卜籽粒，用01HGC12进行表面消毒5MIN，接着用去离子水反复冲洗3次，然后均匀摆放在铺有两层滤纸并各加
11、有8ML不同浓度处理液（根据预试验，C8MIMBR浓度设定为50、100、150和200MG/L，以加8ML去离子水作为对照，用SA30MG/L作为缓解液缓解上述各浓度）的培养皿（15CMDIAMETER）内，在28下遮光催芽2D。选择发芽一致的种子分别转移至装有上述不同浓度C6MIMBR溶液及相应的缓解液（SA）的培养罐中紧挨溶液表面漂浮的泡沫塑料上，使根部浸在处理液中，每个培养罐中种植100株，每个处理浓度重复三次以减小误差。在温室内进行培养，昼夜温度分别为16H/28C，8H/24，光量子数为7080MOL/M2S，每天更换处理液以防C6MIMBR浓度和SA30MG/L不同浓度的C6MI
12、MBR的变化。第7D分别测幼苗的苗长和根长。第7D测定萝卜幼苗叶片干鲜重比、幼苗叶片的总色素含量、幼苗叶片的可溶性糖含量等。12形态指标的观察、记录及统计分析在幼苗萌发的整个阶段，每天晚上1800记录种子的发芽数，并拍摄生长状态。每天观察种子的萌发状态及萌发后苗的生长状况，记录并进行拍照。用直尺直接测量幼苗的根长及苗长。用EXCEL，SPSS等软件处理所测试数据。13DW/FW的测定DW/FW的测定采用干重法与鲜重法（自然含水量法）。1将洁净的称量瓶进行标记于105烘箱中恒温烘2H左右，取出并冷却至室温后，用精密的电子天平进行称重两次，求平均值W1。然后将称量瓶放在干燥剂中备用。2将待测幼苗整
13、棵放入已知重量的称量瓶中准确称量两次，用W2表示。然后于105烘箱中恒温烘两天，关掉烘箱电源，待其温度下降至6070后，取出放到干燥器中冷却河南师范大学新联学院本科毕业论文5至室温，称量，此时的重量用W3来表示。3记录称量瓶重W1，G；称量瓶重样品鲜重W2，G；称量瓶重样品干重W3，G。4计算样品鲜重WFW2W1；样品干重WDW3W1DW/FWW3W1/W2W1100WD/WF10014光合色素含量的测定采用分光光度法9称取洁净的小麦、萝卜和番茄叶片各01G，避开主脉剪碎，装入盛有10ML的95乙醇的刻度试管中，用橡皮塞塞紧后置于37的恒温箱中浸提2D。在95乙醇中，叶绿素A和B最大吸收峰分别
14、为645NM和649NM的波长下，用分光光度计分别测定并记录其OD值，按下列公式计算叶绿素A、B和总叶绿素的含量。CA（MG/L）1395A665688A649CB（MG/L）2496A649732A665CT（MG/L）CACBCXC（MG/L）（1000A470205CA1148CB）/24515可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法10，并参照张妙霞等方法40加以改进。（一）葡萄糖标准曲线100G/ML葡萄糖标准溶液的配制称取经80烘箱中烘至恒温的葡萄糖试剂50MG定容于500ML的容量瓶中即得。将此溶液放入0以下冰箱中保存，使用前20MIN取回升至室温。葡萄糖标准曲线的制作参数所测OD值和蔗
15、糖标准液浓度的对应关系蔗糖/G020406080100OD值001240254038205120627河南师范大学新联学院本科毕业论文6可溶性糖含量从回归方程求得糖的量吸取样品液的体积提取液量稀释倍数样品干重106100（二）可溶性糖的提取（1）称取各处理浓度的植株叶片01G，每个处理3份，以5ML80OC蒸馏水分次进行研磨冲洗。（2）将研磨液置于80OC水浴中保温30MIN保温期间不断摇晃，然后定容至10ML。（3）3500RPM下离心30MIN，然后精确吸取01ML上清液、09ML蒸馏水和4ML蒽酮试剂混匀，将混合液沸水浴10MIN后冷却，在620NM下测定待测液OD值，每个样品测3次，求
16、其平均值。（三）计算由标准线性方程求得糖含量，由如下公式计算可溶性糖含量从回归方程求得糖的量吸取样品液的体积提取液量稀释倍数样品干重1061002实验结果与分析21不同浓度的C6MIMBRSA30MG/L对萝卜幼苗苗长的影响河南师范大学新联学院本科毕业论文7由图21可知，在单一C6MIMBR的处理和不同浓度C6MIMBRSA（30MG/L）组合处理下，萝卜幼苗的苗长均随着C6MIMBR的增加而明显降低。而在不同浓度的C6MIMBR加入SA30MG/L进行缓解，苗长与相应对照相比均明显降低，除C6MIMBR200MG/LSA（30MG/L组合与C6MIMBR200MG/L和相比，差异没有达到显著
17、，其他的均达到极显著性，降幅分别为4478、4575、4226、4095。2468101214CK50100150200图21不同浓度的C6MIMBRSA30MG/L组合对萝卜幼苗苗长的影响FIG21EFFECTOFDIFFERENTCONCENTRATIONSC6MIMBRSA30MG/LONSHOOTLENGTHOFRADISHSEEDLINGS浓度CONCENTRATION（MG/L）苗长SHOOTLENGTH（CM）不同浓度的C6MIMBRSA30MG/LC6MIMBR河南师范大学新联学院本科毕业论文822不同浓度的C6MIMBRSA对萝卜幼苗根长的影响图318不同浓度C6MIMBRS
18、A30MG/L对萝卜幼苗根长的影响FIG318EFFECTOFDIFFERENTCONCERTRATIONSC6MIMBRSA30MG/LONROOTLENGTHOFRADISHSEEDLINGS012345678CK50100150200浓度CONCENTRATION（MG/L）根长ROOTLENGTH（CM）不同浓度C6MIMBRSA30MG/LC6MIMBR由图22可知，在单一C6MIMBR的处理和不同浓度C6MIMBRSA组合处理下，萝卜幼苗的根长均随着C6MIMBR的增加而明显降低。除C6MIMBR200MG/LSA组合与相对应单一C6MIMBR200MG/L和相比，根长没有达到显著
19、，其他的均达到显著，并且降幅分别为5525、4691、5872、5571。23不同浓度的C6MIMBRSA对萝卜幼苗干鲜比的影响由图23可知，在单一C6MIMBR的处理和不同浓度C6MIMBRSA组合处理下，萝卜幼苗的干鲜比均随着C6MIMBR浓度的增加呈单峰曲线变化，峰值出现在C6MIMBR（1图319不同浓度的C6MIMBRSA30MG/L对萝卜幼苗干鲜比的影响FIG319EFFECTOFDIFFERENTCONCERTRATIONSC6MIMBRSA30MG/LONDW/FWOFRADISHSEEDLINGS02468101214CK50100150200浓度CONCENTRATION（
20、MG/L）干鲜比DW/FW（）不同浓度C6MIMBRSA30MG/LC6MIMBR河南师范大学新联学院本科毕业论文900MG/L）和C6MIMBR（100MG/L）SA处理。不同浓度C6MIMBRSA组合处理比对应的单一C6MIMBR的处理分别增加了9677、13509、9291、3486、64667。24不同浓度的C6MIMBRSA对萝卜幼苗叶片总叶绿素的影响图322不同浓度C6MIMBRSA30MG/L对萝卜幼苗总叶绿素含量的影响FIG322EFFECTOFDIFFERENTCONCENTRATIONSC6MIMBRSA30MG/LONCH1TCONTENTINLEAVESOFRADISH
21、SEEDLINGS002040608112141618CK50100150200浓度CONCENTRATION（MG/L）总叶绿素含量CHLTCONTENT（MG/G）不同浓度C6MIMBRSA30MG/LC6MIMBR由图24可知，在单一C6MIMBR的处理和不同浓度C6MIMBRSA组合处理下，萝卜幼苗的总叶绿素均随着C6MIMBR浓度的增加而逐渐降低。C6MIMBR0MG/LSA、C6MIMBR50MG/LSA和C6MIMBR100MG/LSA培养的萝卜幼苗分别比C6MIMBR0MG/L、C6MIMBR50MG/L和C6MIMBR100MG/L增加了10143、7433、6699，并达到
22、了显著性差异。C6MIMBR150MG/LSA和C6MIMBR200MG/LSA培养的萝卜幼苗总叶绿素含量分别比C6MIMBR150MG/L、C6MIMBR200MG/L降低了7225和2310。河南师范大学新联学院本科毕业论文1025不同浓度的C6MIMBRSA对萝卜幼苗叶片可溶性糖的影响图327不同浓度C6MIMBRSA30MG/L对萝卜幼苗叶片中可溶性糖含量的影响FIG327EFFECTOFDIFFERENTCONCENTRATIONSC6MIMBRSA30MG/LONSOLUBLESUGARCONTENTINLEAVESOFRADISHSEEDLINGS345678910CK50100
23、150浓度CONCENTRATION（MG/L）可溶性糖含量SOLUBLESUGARCONTENT（MGG1FW）不同浓度C6MIMBRSA30MG/LC6MIMBR由图25可以得出，在单一C6MIMBR的处理和不同浓度C6MIMBRSA组合处理下，萝卜幼苗的可溶性糖含量均随着C6MIMBR浓度呈现降低趋势。不同浓度C6MIMBRSA组合处理与相对应的C6MIMBR的处理均出现显著性差异，可溶性糖含量分别增加了1939、440、2953和4245。其中C6MIMBR100MG/LSA处理与C6MIMBR100MG/L处理差异达到极显著性。3讨论幼苗的苗长和根长可以反映生长的好坏，实验结果表明，
24、水杨酸处理能使萝卜幼苗的苗长和根长的降幅减小，可能是水杨酸缓解离子液体对细胞分裂的抑制，提高了DNA和RNA的活性，抑制核酸裂解并影响细胞有丝分裂过程1112。植物的水分状况与植物生长直接相关，离子液体条件下用水杨酸处理能够提高萝卜幼苗干物质积累量，增加萝卜幼苗的干鲜重比。干物质积累多有利于提高光合作用效率，从而植物生长。至于水杨酸如何提高幼苗的干物质积累量，有学者认为可能与水杨酸提高植物渗透调节能力、增加根系吸收水分和向上运输的效率有关13。叶绿素是绿色植物进行光合作用的主要色素，其含量直接影响光合能力的强弱14。叶绿体光合色素含量越多，光合能力越强，可为植物的生长提供更多的物质和能量。试验
25、结果表明，水杨酸处理能有效增加萝卜幼苗叶片总叶绿素的含量，可能是水杨酸促进了叶绿体色素的合成或抑制其降解，以提高叶绿体色素含量，从而增强萝卜幼苗的光合作用，有利于提高其生物产量。河南师范大学新联学院本科毕业论文11可溶性糖包括葡萄糖、蔗糖和果糖，是植物细胞合成有机物的碳架和能量来源。可溶性糖作为能量存贮形式，可以转化为淀粉等的中间体，可以保持植物的细胞渗透势，也可以为细胞提供能量，而且对细胞膜和原生质胶体有稳定作用，能促进植物的生长。因为植物叶片内可溶性糖浓度增大，可以促进光合作用15。试验结果表明，水杨酸处理增加了萝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碱、蛋白质等其他物质的
26、转化，以此保持萝卜幼苗较高的光合作用。综上所述，离子液体具有一定的毒性，能抑制植物生长，如影响萝卜幼苗的苗长、根长、干鲜比、总叶绿素含量和可溶性糖含量；而外施水杨酸能够缓解离子液体对植物生长的抑制作用。同时对于离子液体的环境毒性，在使用离子液体时需要采取一定的措施，防止或尽量减少它进入环境16。河南师范大学新联学院本科毕业论文12参考文献1赵东滨,寇元大学化学M北京高等教育出版社，20022PERAKJ,GOBI,MINSKIANTIMICROBIALACTIVITIESOFPYRETICLIQUIDSWITHLACTATEANIONJGREENCHEM,2004,63233293RDROGE
27、RS,KRSEDDONIONICLIQUIDSSOLVENTSOFTHEFUTUREJSCIENCE2003,3027927934胡雪生,余江,夏寒松离子液体的绿色合成及环境性质J化学通报,2005,129069105RANKEJ,MLTERK,STOCKFETALBIOLOGICALEFFECTSOFLIMIDAZOLIUMIONICLIQUIDSWITHVARYINGCHAINLENGTHSINACUTEVIBRATOFISHERYANDWST1CELLVIABILITYASSAYSJECOTOXICOLENVIRONSAFETY,2003,283964046尹玲莉，侯晓杰植物抗性信号分子
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30、，王晓立外源水杨酸对番茄耐盐性的影响J安徽农业科学，2011，391303116马剑敏,蔡林林,靳同霞等溴化1己基3甲基咪唑对斜生栅藻抗氧化酶和膜脂过氧化的影响J武汉植物学研究,2008,26（5）509513河南师范大学新联学院本科毕业论文13致谢岁月如梭，转眼间，四年间本科求学生活即将结束，站在毕业的门槛上，回首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。河南师范大学以其优良的学习风气、严谨的科研氛围教我求学，以其博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成人。值此毕业论文完成之际，我谨向所有关心、爱护、帮助我的人们表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。本论文是在老师教授的悉心指导之
31、下完成的。刘老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。刘老师不仅授我以文，而且教我做人，赋予我终生受益无穷之道。本论文从选题到完成，几易其稿，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血，在此我向我的老师教授表示深切的谢意与祝福这篇论文之所以能顺利完成，还因为在写作过程中得到了丁义峰老师，邵晓琪、刘旭丹学姐的大力支持与帮助，感谢她们在实验操作和实验技能的倾囊相授和细心指导，感谢她们在论文写作上细致入微的帮助和教导。另外，还要感谢大学本科四年来各位老师的培养和指导，没有你们的教授与帮助也不会有学生的顺利毕业。感谢河南师范大学生命科学学院，感谢你给了我一个学习和实验的平台，让我实现了进行科研的梦想。感谢河南师范大学新联学院，感谢各位领导和辅导员，感谢我的室友以及帮助过我的每一个人。最后，向所有关心我的亲人、师长和朋友们表示深深的谢意。2012年5月于河南师范大学新联学院
