1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题意义:
随着全球土地盐渍化程度的不断加深和盐渍化土地面积的不断扩张,土壤盐胁迫发展成为制约粮食产量和质量的主要限制因素。盐胁迫能够抑制植物的光合作用,造成植物体生长发育的迟缓和停滞。同时还能对植物体造成渗透胁迫和离子毒害,导致植物体水分平衡的失调和各种代谢活动的紊乱。
菊芋为向日葵属的多年生植物,菊芋块茎是重要的经济利用器官,块茎的主要成分为菊粉(果聚糖),占块茎干物质含量的50%以上。菊芋具有较高的经济价值和应用前景,利用其块茎生产的低聚果糖已广泛应用于食品和医药行业[1-3]。
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标:盐胁迫下菊芋中糖类物质的代谢变化。
研究的内容:菊芋形态学观察(株高茎粗根长、鲜重干重、叶、茎和根干重)。
菊芋糖含量的测定(总糖、还原糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖)。
3. 研究的方法与方案
研究方法:可溶性总糖含量的测定采用苯酚-硫酸法。
总还原糖含量的测定采用DNS法。
菊芋糖组分(葡萄糖、蔗糖、果糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖)的测定使用高效液相色谱仪。
技术路线:见附件。
实验方案及可行性分析: 实验材料:选用菊芋品种南芋一号(N1)和青芋二号(Q2)为试材 实验地点:低盐实验地点江苏省农业科学院新洋实验站、中盐实验地点江苏大丰南京农业大学试验基地、高盐实验地点江苏省射阳县顺泰农场、南京农业大学海洋生物学实验室。 实验方案:采集N1和Q2两菊芋品种在五月、六月、七月、八月、九月、十月、十一月和十二月的在低盐、中盐、高盐地的植物样本(块茎、根、茎、叶)。研磨称取0.5g在沸水中水浴50分钟过滤,连续3次,过滤定容至100ml容量瓶中。取1.5ml于高效液相色谱仪上测定糖组分(葡萄糖、蔗糖、果糖、蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖)。 菊芋可溶性总糖含量的测定采用苯酚-硫酸法:精密量取待测液1.0ml,加去离子水补充至2.0ml,加5ml去离子水,再精密加入5%苯酚液1.0ml,混匀,迅速加入浓硫酸5.0ml;密塞,摇匀,室温放置10min,以空白调零,在490nm处测定吸光度。 菊芋总还原糖含量的测定采用DNS法:DNS试剂配制(3,5-二硝基水杨酸1%,苯酚0.2%,氢氧化钠0.05%,酒石酸钾钠20%,配好后置棕色瓶中储存1周后稳定)。精密量取待测溶液1.0ml,加去离子水补充至2.0ml,再加入DNS液2.0ml,摇匀,置水浴中加热7min,取出,迅速以流水泠却至室温,并定容至刻度(25ml具塞试管)。以空白调零,在540nm处测定吸光度。 结果统计:通过实验得到的数据做出柱状图,比较两种菊芋品种(N1、Q2)在五到十二月不同月份下在不同盐浓度的土壤中各植物组织中糖含量的变化,得到不同盐胁迫下菊芋各个植物组织中糖分积累的动态变化规律以及在地上部与块茎之间的分配格局。 可行性分析:实验地点在南京农业大学海洋生物学实验室,该实验室为江苏省海洋生物学重点实验室,拥有专业基础扎实、研发能力强的海洋生物学研究团队和一流的仪器设备,有着人员、设备和实验材料的保障。校外的试验地也有多年的种植基础。 |
4. 研究创新点
特色或创新之处:
目前的研究对菊芋块茎中糖分的积累和变化关注较多,而对地上部的糖分积累动态及转运分配机制及盐胁迫下糖分在菊芋各器官中的积累动态和分配机制的研究相对较少。而本实验的研究的重点就是通过结合盐胁迫下菊芋糖份在各个植物组织中积累的动态变化规律以及糖份在地上部与块茎之间的分配格局来阐明盐胁迫下菊芋糖代谢的生理机制。实验结果是为了探究盐逆境使菊芋块茎减产的内在原因,并为菊芋在盐碱地的栽培利用提供理论依据和指导方向。该课题比较新颖,研究结果是为了提供更好的菊芋盐碱地的栽培依据,具有实用性。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展:
2016年12月 选定题目并提交开题申请
2017年01月 搜集资料查询文献
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