脱落酸(ABA)对气孔运动的影响实验

植物学实验报告左20111/4ABA对拟南芥气孔运动的影响左【实验目的】1.了解气孔开闭对植物的意义。2.了解气孔开闭的调控机制。3.验证脱落酸(abscisicacid，ABA)促进气孔关闭，抑制气孔开放。【实验原理】气孔（stomata），叶、茎及其他植物器官上皮上许多小的开孔之一，高等陆地植物表皮所特有的结构。气孔通常多存在于植物体的地上部分，尤其是在叶表皮上，在幼茎、花瓣上也可见到，但多数沉水植物则没有。狭义上常把保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔称为气孔。保卫细胞区别于表皮细胞是结构中含有叶绿体，只是体积较小，数目也较少，片层结构发育不良，但能进行光合作用合成糖类物质。有时也伴有与保卫细胞相邻的2—4个副卫细胞。把这些细胞包括在内是广义的气孔（或气孔器）。紧接气孔下面有宽的细胞间隙（气室）。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中，成为空气和水蒸汽的通路，其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节，在生理上具有重要的意义。脱落酸（abscisicacid,ABA）是由P.F.Wareing和F.T.Addicott于1967年命名的。ABA是异戊二烯为基本单位的倍半萜羧酸，也是一种重要的植物激素,受到生物胁迫和非生物胁迫的调控,在植物对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用。在胁迫条件下,ABA调控了气孔关闭和基因表达。在拟南芥、豌豆等植物的保卫细胞中ABA能够诱导H2O2和NO的产生,在胁迫条件下,二者作为信号分子调控了促进气孔的关闭的生理过程。在干旱条件下,植物体内的ABA含量增高,ABA促进了开放的气孔关闭和抑制了关闭的气孔开放,最终结果是关闭气孔,从而植物学实验报告左20112/4降低了植物水分的蒸发。Figure1气孔开闭的调控（S.Pandey,etal.20007）ABA调控气孔开度的模式为:①ABA与其保卫细胞上受体相结合;②ABA调控了保卫细胞细胞质中Ca2+浓度的增加;③胞质中Ca2+浓度的增加抑制了质膜上的H+泵;抑制了控制K+内流的通道;激活了控制Cl－外流的通道,最终导致质膜的去极性化;④质膜的去极性化激活了控制外流的通道,进一步抑制了控制K+内流的通道;⑤ABA引起了胞质中pH的升高;⑥胞质中pH的升高激活了控制K+外流的通道,抑制了质膜上的H+泵;⑦K+和Cl－由液泡进入胞质中。以上步骤的结果即是保卫细胞中K+和Cl－流出胞外,保卫细胞的膨胀程度降低,气孔关闭。【实验材料、试剂】拟南芥（46天）完全展开的年轻叶片、开放缓冲液openingsolution(10mMKCl,7.5mMiminodiaceticacid,10mMMes-KOH,pH6.15)闭合缓冲液closuresolution(20mMKCl,1mMCaCl2,5mMMes-KOH,pH6.15)ABA酒精溶液【操作步骤】植物学实验报告左20113/41、ABA促进拟南芥气孔关闭①在培养板上取2个孔，加入关闭缓冲液。②拟南芥叶片下表面浸于开放缓冲液中，置于强光下1小时，使气孔开放。③其中一个孔加入50MABA，即Close_ABA，另一个做参照，即Close_ethanol。④置于黑暗中1小时，观察拍摄气孔，统计孔径。2、ABA抑制拟南芥气孔开放①在培养板上取2个孔，加入开放缓冲液。②拟南芥叶片下表面浸于开放缓冲液中，置于黑暗中1小时，使气孔关闭。③其中一个孔加入50MABA，即Open_ABA，另一个做参照，即Open_ethanol。④置于强光下1小时，观察拍摄气孔，统计孔径。【实验结果】ABA调控拟南芥气孔的运动，使气孔关闭，见Figure2。Figure2ABA促进拟南芥气孔关闭&ABA抑制拟南芥气孔开放Close_ethanol,ABA促进拟南芥气孔关闭的对照组，孔径6.10μm，标准差1.47μm,Close_ABA，实验组,孔径2.73μm,标准差1.10μm,与对照组有极显著差异，p值为1.65174E-43；Open_ethanol,ABA抑制拟南芥气孔开放的对照组，孔径5.29μm,标准差1.31μm,Open_ABA，实验组，孔径2.77μm,标准差0.95μm,与对照组有极显著差异，p值为2.49421E-35。每个平均数都是102个气孔孔径的均值。植物学实验报告左20114/4【讨论】1、本实验，我一共测了408个气孔的孔径。为什么是408？因为累了，不想测更多。我觉得每个处理随机选取不同视野共测定30个孔径就行，实验应平行3次。2、实验中气孔闭合得不完全，可能与缩短处理时间有关。