植物丙二醛含量测定试验设计方案

李子芳+吴锡冬

摘 要：针对干旱胁迫对植物丙二醛和蛋白质含量的影响试验进行了试验设计，初步得出了一套可行的方案，并从试验步骤、试验项目的特色或创新、试验可行性分析等几个方面进行了详细论述，以便统筹试验并为学生的具体操作提供理论指导。

关键词：试验设计方案；丙二醛；蛋白质

中图分类号：Q94-3 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.09.011

Abstract： The experimental design was carried out for measuring the effect of drought stress on the content of malondialdehyde and protein of plants. A feasible rough plan was made. It discussed the procedure， item feature， and feasibility analysis of the experiment. Therefore， the overall experiment was ready for the concrete details.

Key words： experimental design scheme； malondialdehyde； protein

干旱胁迫可使植物脱水，并破坏细胞膜结构，形成膜脂过氧化。通过测定丙二醛（MDA）含量可了解膜脂过氧化的程度，间接反映膜系统受损程度以及植物的抗逆性。

传统检测MDA含量试验测得的数据，既受学生动手能力的影响，又受测定方式的局限，因此，很难真实有效。本项目拟采用测定方式严谨，在科研中广泛采用的南京建成试剂盒，使试验条件更易控制，数据更为准确；针对细胞破碎程度不同，在试验中引入蛋白质含量的测定，排除误差干扰；使学生参与从植物胁迫、试剂配制到细胞破碎、反应及数据采集等一系列操作过程中，提高学生参与试验的整体性。通过这一系列的手段，激发学生对试验的参与热情，提升科研认知度，提高动手能力和创新意识[1-3]。

1 试验方案设计

1.1 试验设置及样品数

本试验共计6学时，每4位同学1组，每组同学检测两种植物的正常及干旱胁迫样品，每个样品3次重复。

1.2 试验材料的培养与处理

选用吊兰和穿心莲两种较常见的观叶植物作为试验材料，以幼茎或分蘖在几种培养基质中进行生根。结果表明，珍珠岩的吸水力较好，植物生根最多。

植株培养1个月后，将其分为两类，一类做干旱处理，基质含水量保持在10%左右，另一类正常给水作为对照。这两类植物在培养7～10 d后即可作为试验对象使用。

1.3 试验前期准备及课后调查

要求学生仔细阅读试剂盒说明书，并作好预习报告；在试验前熟悉各种仪器的操作方法，如移液器、涡旋混合器、离心机及分光光度计等，并通过多次练习达到准确使用的目的。

学生自行准备试验材料和配制试剂，教师仅进行必要的指导。

课后通过不记名的方式请学生写下对该试验项目的建议和意见，以便于试验的改进。

1.4 操作步骤

1.4.1 酶液制备 参考文献[4]的方法，各植株均取用同一部位的老叶作为待测样品。将各样品洗净后，分别称取0.2 g置于预冷的研钵中，加入液氮研磨成粉末，再放入2 mL 50 mmol·L-1预冷的磷酸缓冲液，转入离心管中在4 ℃、12 000 r·min-1下离心20 min，上清液即为待测酶液。

1.4.2 MDA含量测定 参考文献[5]的方法，每组样品取3支一次性试管，按表1取用各试剂并用旋涡混匀器混匀，试管口用保鲜薄膜扎紧，用针头刺一小孔，在95 ℃水浴锅中水浴40 min，样品取出后流水冷却，然后在4 000 r·min-1下离心10 min。提取上清液，用分光光度计在波长532 nm处测定各管吸光度值。

按下列公式计算组织中MDA含量：

组织中MDA含量（nmol·mg-1蛋白）=（测定OD值-空白OD值）/（标准OD值-空白OD值）×标准品浓度（10 nmol·mL-1）/待测样本蛋白浓度（mg蛋白/mL蛋白）

1.4.3 蛋白定量测定 参考文献[6]的方法，每组样品取3支一次性试管，按表2取用各试剂并混匀，静置10 min，用分光光度计在波长595 nm处测定各管吸光度值。

按下列公式计算组织中的蛋白含量：

待测样本蛋白浓度（g·L-1）=（测定OD值-空白OD值）/（标准OD值-空白OD值）×标准品浓度（0.563 g·L-1）

2 试验结果

每个试验小组的测定结果均重复性较高，且趋势一致。

通过各组数据统计及计算表明，干旱胁迫均对吊兰和穿心莲两种植物的丙二醛和蛋白质含量造成了影响，其含量均有一定程度的增加。其中，吊兰的丙二醛含量较穿心莲低而蛋白质含量则较高，说明吊兰的耐旱品质要较穿心莲为高。

3 试验方案可行性分析

（1）试验对象为几种常见的室内观叶植物，取材方便，样本量大。预备试验已用陶土、珍珠岩、石英砂等物质为培养基质，摸索出了较适宜进行干旱胁迫的方式；并通过不同时间的干旱处理，确定了最佳干旱处理期限。

（2）与项目组成员探讨如何合理有序地安排试验进度。使学生既能从容操作，不因试验过于紧张而造成失误，又不会使试验安排松散，分散精力。

（3）在试验过程中，使学生的样本取用位置一致，设立对照和重复，排除试验误差。样品提取充分，能正确测定植物的丙二醛和蛋白质含量。

（4）提交试验的预习和试验报告，完整再现试验的准备和测定过程。根据试验结果，分析植物的膜脂过氧化程度。指出试验中应注意的事项，对试验中存在的潜在问题加以讨论。

4 结论与讨论

该试验方案的特色与创新为：（1）在试验的每一个过程中都由学生团队合作完成，教师仅对学生进行必要的指导；（2）避免了使用如冰乙酸等伤害刺激性试剂，对操作人员无任何毒害，排除了传统试验中沸水浴加热时间不正确的问题；（3）采用综合试验设计方式，将丙二醛含量和细胞破碎程度综合考量，对两种植物的膜抗逆性能做出比较，提高了学生的科研认知水平[7-9]。

使用试剂盒来测定植物样本的丙二醛和蛋白质含量，具有比传统方法更加简便、快速，灵敏度和准确性高等优点。尽管在基础理论知识层面和试验动手操作技能方面，学生水平会表现出参差不齐[10]，但通过学生课上表现及调查试验课后的反馈发现，通过课前的充分准备和练习，学生能积极参与试验并普遍对该试验认同度较高。学生对精密试验仪器和高端测定方式感到新奇，因而激发了对试验的参与热情，这不仅提升了科研认知度，还在分工协作的过程中提高了动手能力和创新意识。

回顾试验过程及学生反馈，本次试验项目的设立是一次积极有益的尝试，将为以后此类试验项目的开设打下良好的基础。

参考文献：

[1]张勤，张海丽，张绿水.案例教学在《园林规划设计》课程中的应用[J].天津农业科学，2013，19（7）：87-91.

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[3]魏绪英，蔡军火.景观设计专业创新型人才培养模式的思考[J].天津农业科学，2011，17（2）：74-78.

[4]张志良，瞿伟菁，李小方.植物生理学实验指导[M].4版.北京：高等教育出版社，2009.

[5]南京建成生物工程研究所.丙二醛（MDA）测试盒说明书：TBA法[EB/OL].[2016-06-16]. http：//www.docin.com/p-3196663.html.

[6]南京建成生物工程研究所.蛋白定量测试盒说明书：考马斯亮蓝法[EB/OL].[2016-06-16].http：//www.njjcbio.com/uploadfile/product/big/20140217164422992.pdf.

[7] 吴茂江.浅谈改进型实验方案的设计要点[J].教学仪器与实验，2014（2）：14-16.

[8]莫南.《园艺植物病虫害防治》教学问题分析及解决[J].职业教育研究，2011（2）：105-106.

[9]杨金红.园林植物保护教学改革研究[J].现代农业科技，2010（22）：17-18.

[10]李登文，赵立青.提高基础生物化学实验课教学质量的实践和探索[J].实验室科学，2008（1）：39-40.