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1、 编号NO：河北农业大学本科毕业论文论文题目 磷胁迫下大豆根系酸性磷酸酶活性的变化 学生姓名 赵永涛 学号 2009014010207 成绩 学院 农学院 专业班级 农学0902 指导教师姓名 李喜焕 指导教师职称 副教授 材料目录：1、任务书 （ 1 ）份2、开题报告 （含文献综述） （ 1 ）份3、指导教师评阅书 （ 1 ）份4、答辩记录表 （ 1 ）份5、论文正文 （ 1 ）份6、其它材料河北农业大学本科毕业论文任务书学 院： 农学院 教师姓名： 李喜焕 职 称： 副教授 二零一二年 五月 四日专业名称农学院，农学专业论文题目磷胁迫下大豆根系酸性磷酸酶活性的变化题目来源来自科研项目，结合
2、科研任务进行目的意义：磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一，土壤磷含量的多少对作物产量有很大影响。而磷素缺乏是我国乃至世界农业生产中限制作物产量的一个重要因子。因此，发掘植物自身磷营养效率的遗传潜力，改良现有品种的磷营养性状，提高作物自身吸收磷的能力，是提高作物产量的一个重要途径。由于磷在土壤中难以移动且易被固定，植物对土壤中磷的吸收主要靠磷向根的迁移或扩散。但磷在土壤中的扩散系数很低，植物根系只能吸收距根表面14 mm土壤中的磷。研究表明，作物在低磷胁迫下表现出各种适应机制，酸性磷酸酶（Apase）是植物体内比较重要的酶类之一，主要存在于植物根的表皮或叶的下表面，或由根分泌到外部的介质中
3、。它可以水解植物体内磷脂类化合物，使磷重复利用。缺磷愈严重，其活性越高，磷重复利用越快，这是植物适应低磷逆境的一种表现。本研究从根系形态及其根系分泌的酸性磷酸酶活性来探讨不同大豆基因型耐低磷能力的表现，以及不同供磷水平对大豆酸性磷酸酶活性的影响，对研究大豆根系的酸性磷酸酶变化与磷效率的关系，以及克隆植物酸性磷酸酶基因提供材料。可行性分析： 1. 研究条件：作物在低磷胁迫下表现出各种适应机制，酸性磷酸酶是植物体内比较重要的酶类之一，可以分解土壤或植株的有机态磷转为无机态，从而被作物吸收利用，使磷重复利用。有关植物酸性磷酸酶与磷素利用效率分析在其他植物已有报道，因此本研究是可行的。2. 预期结果：
4、通过测定供试180多份大豆品种资源在低磷、适磷2种处理下的植株根系酸性磷酸酶活性，阐明根系酸性磷酸酶活性与磷素利用效率间的关系，同时筛选出酸性磷酸酶活性高的品种。3. 可能存在的问题:为使试验结果更加精确，试验环境选在接近大田条件的温室内，由于供试品种数量多，可能会受到环境因素影响，例如：光照，温度等。这些因素都有可能会给试验带来偶然误差，对结果有一定程度的影响。进度安排：2012年5-6月：查阅资料，设计试验内容，选择大豆品种。2012年6-12月：撰写课程论文，开展试验内容，完成试验内容。2013年1-6月：整理试验数据，完善试验内容，撰写毕业论文，准备答辩材料，进行毕业答辩。专家意见：论
5、文选题针对性强，依据充分，设计合理，路线可行，进度安排合理，预期结果明确，同意按计划执行。专家签字：2012年 5月10日学院意见: 院长： 年 月 日 农 学院 农学 专业 赵永涛 学生：现把 2012-2013 学年，第 2 学期的毕业论文安排下达给你，你本学期承担的毕业论文任务如下：1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。2、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。3、完成毕业论文的撰写。4、完成毕业论文的答辩。 请按相关要求完成毕业论文任务。教师签字： 2012年 5月10日河北农业大学本科毕业论文开题报告题 目： 磷胁迫下大豆根系酸性磷酸酶活性的
6、变化 学 院： 农学院 学生姓名： 赵永涛 专 业： 农学 班级学号： 2009014010207 指导教师姓名： 李喜焕 指导教师职称： 副教授 二零一二年六月五日学生姓名赵永涛专业班级农学0902班学 号2009014010207指导教师李喜焕职 称副教授所在学院农学院论文名称磷胁迫下大豆根系酸性磷酸酶活性的变化选题依据：理论依据：磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一，土壤磷含量的多少对作物产量有很大影响。而磷素缺乏是我国乃至世界农业生产中限制作物产量的一个重要因子 。因此，发掘植物自身磷营养效率的遗传潜力，改良现有品种的磷营养性状，是提高作物产量的一个重要途径。由于磷在土壤中难以移动
7、且易被固定，植物对土壤中磷的吸收主要靠磷向根的迁移或扩散。但磷在土壤中的扩散系数很低，植物根系只能吸收距根表面14 mm土壤中的磷。研究表明，作物在低磷胁迫下表现出各种适应机制，酸性磷酸酶是植物体内比较重要的酶类之一，主要存在于植物根的表皮或叶的下表面，或由根分泌到外部的介质中。它可以水解植物体内磷脂类化合物，使磷重复利用。缺磷愈严重，其活性越高，磷重复利用越快，这是植物适应低磷逆境的一种表现。目的意义：研究表明，磷胁迫能够显著提高植物体内的酸性磷酸酶活性，其活性增加是植物对缺磷胁迫的一种适应性反应。Marschner 等和 George 等研究表明，根系分泌酸性磷酸酶活性有利于土壤有机磷的利
8、用和吸收。 本研究从根系形态及其根系分泌的酸性磷酸酶活性来探讨不同大豆基因型耐低磷能力的表现，以及不同供磷水平对大豆酸性磷酸酶活性的影响，对研究大豆根系酸性磷酸酶变化与磷效率的关系和克隆酸性磷酸酶基因提供材料。文献综述： 磷是植物所必需的三大营养元素之一，占植物体干重的0.2%，具有重要的生理功能。土壤缺磷是影响大豆产量的重要因素。据统计，我国磷肥当季利用率只有15%25%，若施肥不当还会造成环境污染。同时，磷是核酸和生物膜的能量代谢和生物合成的重要底物之一，并在光合作用、呼吸作用及一系列酶的调节作用中起重要作用，是影响植物生长和新陈代谢的最重要的矿质元素之一。然而缺磷是我国及世界农业生产中限
9、制作物产量的一个重要因子。据统计，全世界 43%耕地面积缺磷，我国耕地约有 1 亿 hm2，缺磷耕地约占 6667 万 hm2，大约有 2/3 农田磷素短缺。实际上土壤中的全磷含量很高，但由于土壤中钙、铁、铝及土壤粘粒的大量存在，土壤中能为植物所直接吸收利用的有效磷却很低，因此作物仍表现缺磷，这就是所谓的“遗传学缺乏”。目前，发掘植物自身磷营养效率的遗传潜力，改良现有品种的磷营养性状，已成为提高磷肥利用率的一个研究热点，也是新的交叉学科植物营养遗传学中的一个重要领域。土壤有机磷只有被磷酸酶水解后才能被植物吸收利用。 酸性磷酸酶是酸性土壤及植物体内存在的一种重要的水解酶，能够将有机磷矿化为无机磷
10、后被植物利用。由于在低磷胁迫下，酸性磷酸酶基因的表达加强，诱导体内代谢副通路形成，通过调节体内一系列生理和生化反应，发展了一套复杂的代谢系统。因此，植物磷效率受到很多因素的影响。Helal 等研究表明，在缺磷条件下植物对有机磷的利用能力明显提高，主要是由于缺磷诱导了植物根系的酸性磷酸酶活性显著提高，从而促进了有机磷的转化，建议将根系分泌酸性磷酸酶活性的高低作为筛选磷高效型植物的一个重要指标。关于在缺磷胁迫条件下的适应性反应，酸性磷酸酶活性显著提高的研究结果在玉米、花生、小麦、甜菜等作物中均有报道，然而，对于大豆根尖在低磷条件下酸性磷酸酶的活性变化的研究却不是很多。因此，本研究采用盆栽方法，在低
11、磷和高磷水平下，对现有的180多个大豆品种进行试验，测定大豆根部酸性磷酸酶的活性和可溶性蛋白的含量，探讨营养环境中磷素营养水平对大豆根尖酸性磷酸酶活性变化的影响，及不同基因型间的表现特征，为作物品种磷效率的遗传改良提供依据。研究方法、内容： 本研究采用温室盆栽的方式，设置低磷和高磷两个不同的处理，每个处理设3 次重复。试验采用大小一致的花盆，盆中土壤选用无磷土壤并以1:1比例掺河沙配成，并与大田土壤隔绝。播种前浇水使土壤环境湿润，选取形态结构特征一致的大豆种子播种。播种后适时加入营养液，其中营养液的配置方法按Hoagland大量元素和Aron8微量元素配置，播种后每三天浇一次营养液，其中低磷处
12、理采用低磷营养液（2 M），高磷处理采用高磷营养液（1000 M），培养35天后，收获植株，测定不同供试材料根系的酸性磷酸酶的活性和可溶性蛋白含量。酸性磷酸酶活性的测定： 酶液的提取：取1 cm 根尖，称取 0.10.3 g 放入冰浴研钵中，加入液氮迅速碾磨至糊状。匀浆转入离心管中，加入 0.1 mol/L缓冲液（1 mol/L 冰醋酸溶液 28.82 mL和0. 3 mol / L 醋酸钠溶液 273.3 mL，pH4.0）1. 2 mL混匀，暂时在冰箱-20 保存。取出离心管在4 冰冻离心机 14000 r/min 离心 30 min。取 10 L上清液，加入 490 L 酶反应液（0.
13、1 mol/L 缓冲液和0. 25 mmol / L 硝基苯磷酸二钠溶液，即底物缓冲液），30下黑暗反应 30 min，加入 2 mol/L NaOH溶液0. 2 mL终止酶促反应。酶活性的测定：吸取 100 L 加入酶标板检测孔内，设空白对照，p-NP 标准浓度，在 405 nm 波长下由酶标仪测定吸光值，即 OD 值。可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮兰 G-250 法测定。吸取上清液 0.1 mL，加水稀释到 0.2 mL，加 1 mL 考马斯亮兰 G-250 溶液，摇匀，放置 5 min 后，在 595 nm 下比色测定其 OD 值。以牛血清蛋白作为蛋白质标准（BSA：0 g/mL、20
14、 g/mL、60 g/mL、100 g/mL、140 g/mL、180 g/mL、200 g/mL）。酶活性以单位时间内单位可溶性蛋白质内的酸性磷酸酶水解对硝基苯磷酸二钠( -NPP) 生成对硝基苯酚( p-NP) 的量( mol/gmin) 表示。统计分析： Excel计算平均值及标准差，DPS V7.05进行方差分析和相关性检验。进度安排： 2012年5-6月：查阅资料，设计试验内容，选择大豆品种。2012年6-12月：撰写课程论文，开展试验内容，完成试验内容。2013年1-6月：整理试验数据，完善试验内容，撰写毕业论文，准备答辩材料，进行毕业答辩。指导教师意见：论文以测定与分析大豆品种资源的酸性磷酸酶活性为题，立题依据较充分，具有一定的理论和实用价值。试验方案设计合理，科学可行，进度安排合适，预期结果明确，同意开题，并进入下一阶段试验内容。指导教师：2012年
