实验25 根系活力的测定

 

实验25 根系活力的测定

 

　　植物根系的作用，主要有(1)对地上部的支持和固定；(2)物质的贮藏；(3)对水分和盐类的吸收；(4)合成氨基酸、激素等物质。因此根系的活力是植物生长的重要生理指标之一。这里介绍两种测定方法，供选用。

 

Ⅰ.α—萘胺氧化法

 

原理

 

　　植物的根系能氧化吸附在根表面的α─萘胺，生成红色的α—羟基—1—萘胺，沉淀于有氧化力的根表面，使这部分根染成红色，其反应如下：

 

　　根对α—萘胺的氧化能力与其呼吸强度有密切关系。日本人相见、松中等认为α—萘胺氧化的本质就是过氧化物酶的催化作用，该酶的活力愈强，对α—萘胺的氧化力也愈强，染色也愈深。所以，可根据染色深浅定性地判断根的活力；也可测定溶液中未被氧化的α—萘胺量，以确定根系活力的大小。

　　α—萘胺在酸性环境中与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用生成红色的偶氮染料，可供比色测定α—萘胺含量。其反应如下：

 

 

仪器药品

 

　　分光光度计 分析天平

　　烘箱 三角烧瓶

　　量筒 移液管

　　α—萘胺溶液：称10mgα—萘胺，先用2ml左右的95%酒精溶解，然后加水到200ml，成50μg/ml的溶液。另取150ml 50μg/ml溶液再加水150ml成25μg/ml的α—萘胺溶液。

　　0.1mol/L磷酸缓冲液，pH7.0（见附表2）

　　1%对氨基苯磺酸：将1g对氨基苯磺酸溶解于100ml 30%的醋酸溶液中。

　　亚硝酸钠溶液：称10mg亚硝酸钠溶于100ml水中。

 

操作步骤

 

　　1．定性观察

　　从田间挖取水稻植株，用水冲洗根部所附着的泥土，洗净后再用滤纸吸去附着在水稻根上的水分。然后将植株根系浸入盛有α—萘胺溶液的容器中（α—萘胺的浓度为25μg/ml），容器的外面用黑纸包裹，静置24梍36小时后观察水稻根系着色状况。着色深者，其活力较着色浅者为大。

　　2．定量测定

　　(1) α—萘胺的氧化挖出水稻植株，并用水洗净根系上的泥土，剪下它的根系，再用水洗，待洗净后用滤纸吸去根表面的水分，称根

　　1梍2g放在100ml三角烧瓶中。然后加50μg/ml的α—萘胺溶液与磷酸缓冲液(pH7.0)等量混合液50ml，轻轻振荡，并用玻璃棒将根全部浸入溶液中，静置10分钟。吸取2ml溶液，测定α—萘胺含量[测定方法见下面(2)]，用为试验开始时的数值。再将三角烧瓶加塞，放在25℃恒温箱中，经一定时间后，再进行测定。另外，还要用一只三角烧瓶置同样数量的溶液，但不放根，作为α—萘胺自动氧化的空白，也同样测定，求它自动氧化量的数值。銈

　　(2) α—萘胺含量的测定

　　吸取2ml溶液，加入10ml蒸馏水，再在其中加入1%对氨基苯磺酸溶液1ml和亚硝酸钠溶液1ml，在室温中放置5分钟，待混合液变成红色，再用蒸馏水定容到25ml。在20─60分钟内进行比色。选用波长510nm，读取吸光度，查对标准曲线得相应的α─萘胺浓度。

　　从试验开始（10分钟）时的数值减去自动氧化的数值，即为溶液中所有的α—萘胺量，再减去试验结束时α—萘胺含量，即得试验其间为根系所氧化的α—萘胺量。被氧化α—的萘胺量以μg/（单位根干重·小时）表示之。因此，还应将根系烘干称其干重。

　　(3) 绘制α—萘胺标准曲线

　　取浓度为50μg/ml的α—萘胺溶液，配制成浓度为50、45、40、35、30、25、20、15、10、5μg/ml的系列溶液，各取2ml放入试管中，加蒸馏水10ml，1%对氨基苯磺酸溶液1ml，和亚硝酸钠溶液1ml，在室温中放置5分钟，混合液即变成红色，再加蒸馏水定容到25ml，在20─60分钟内进行比色，波长为510nm，读取吸光度A，然后以A510为纵坐标，α—萘胺浓度为横坐标，绘制标准曲线。

 

Ⅱ.甲烯蓝吸附法

 

原理

 

　　根据沙比宁等人理论，植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性，并假定这时在根系表面均匀地覆盖了一层被吸附物质的单分子层，而后在根系表面都产生吸附饱和，继之，则根系的活跃部分能将原来吸附着的物质解吸到细胞中去，因而继续产生吸附作用。常用甲烯蓝作为被吸附物质，它的被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝成单分子层时占有的面积为1.1m² 。据此即可算出根系的总吸收表面积，从解吸后继续吸附的甲烯蓝量，即可算出根系活跃的吸收表面积，可作为根系活动力的指标。

 

仪器药品

 

　　烧杯　　　 　移液管

　　比色试管 　　0.002mol/L甲烯蓝

 

操作步骤

 

　　1．将0.002mol/L甲烯蓝溶液（每ml溶液中含有0.064mg甲烯蓝）分别倒在3个小烧杯中，编好号码，每个烧杯中溶液的体积约10倍于根系的体积（根系体积测定参阅实验24）。准确记下每个烧杯中的溶液量。

　　2．取冲洗干净的待测根系，用吸水纸小心吸干，慎勿伤根，然后顺序地浸入盛有甲烯蓝溶液的杯中，在每杯中浸1.5分钟，注意每次取出时都要使甲烯蓝溶液能从根上流回到原杯中去。

　　3．从3个小烧杯中各吸取甲烯蓝溶液1ml，分别加到3支比色试管中，每管各加水9ml，稀释10倍，然后与标准溶液进行目视比色，记下比色所得溶度（甲烯蓝标准浓度为1、2、3、4、5、6μg/ml。据此求得每杯中为根系吸收掉的甲烯蓝毫克数。甲烯蓝的测定也可用比色计测定。波长用660nm。

　　4．将实验结果记入下表中。

　　5．依照下列公式求出根的吸收面积

　　总吸收面积(m² )=（第一杯被吸收甲烯蓝毫克数 第二杯被吸收甲烯蓝毫克数）×1.1m²

　　活跃吸收面积(m² )=（第三杯被吸收甲烯蓝毫克数×1.1m²