搜索
宁夏大学大学生科技创新与人文社会科学研究项目结题报告书学院：生命科学学院项目名称：宁夏三种灌木叶片角质膜分离及其结构特征研究项目主持人：马玲悦指导教师：彭励填报日期：2013年3月28日教务处制一、项目结题简表项目名称：宁夏三种灌木叶片角质膜分离及其结构特征研究资助经费1600元完成时间2013年3月成果形式论文一篇项目主持人马玲悦所在学院生命科学学院主要研究人员姓名所在学院专业年、班级承担主要工作许晨生命科学学院生物科学2010级辅助承担角质膜分离的部分工作杨晓琴生命科学学院生物科学2010级辅助承担扫描电镜的部分检测工作二、项目主要研究内容及成果摘要：1.内容宁夏回族自治区地处西北内陆，干旱少雨，水资源严重缺乏，是我国水资源严重短缺的省区之一，解决水资源短缺和提高水资源利用效率已是迫在眉睫。《宁夏回族自治区十一五科技发展规划》中分别把“水资源高效利用”及“植物种质资源研究开发与创新和优良新品种定向培育”列为优先发展主题，提出建立工业节水、城市节水和农业节水技术体系。而城市节水、农业节水技术体系都与生物节水理论密切相关。由此，提高植物水分利用率，挖掘植物自身的植物水分利用效率就显得尤为重要。角质膜是覆盖在植物地上部叶片、花等器官表面的由脂肪族和酯类化合物等构成的连续的薄膜，大量研究表明，叶片角质膜对减少水分蒸发适应干旱环境，提高旱生植物水分利用效率等发挥着重要的作用，这种保护作用与角质膜的精细结构特别是其外层的蜡质形态结构具有密切的关系。2012年至2013年我们小组以分布在宁夏贺兰山东麓地区的蒙古扁桃、中部干旱带的沙冬青以及六盘山阴湿地区的靼鞑忍冬3种观赏灌木的叶片为研究对象，通过叶片角质膜的分离、角质膜形态及角质膜蜡质形态结构进行比较研究，深入认识不同生境下植物叶片角质膜的结构特征与耐旱性关系。2.成果（1）筛选出角质膜的最适分离条件，并成功获得出三种灌木叶片的角质膜；（2）完成了三种叶片形态结构比较；（3）完成3种叶片角质膜蜡质超微结构的观察；（4）撰写论文1篇，结题报告1份。三、项目效果自我评价（包括预期目标、最终结果、研究过程、费用支出情况、心得体会等）：1.完成了立项申请书的研究内容，实现了预期目标本项目严格按照立项时所列实施方案进行，筛选出最适的角质膜分离方法，并通过扫描电镜的观察比较了分离出的角质膜表面蜡质结构与离体叶片表面蜡质结构，确定了沙冬青筛选出的分离条件对角质膜外侧蜡质晶体的基本结构无损伤，但鞑靼忍冬和蒙古扁桃角质膜外侧蜡质晶体的形态机构由于观察手段和制片技术的限制，未能观察到理想的结果，需要作为进一步研究。同时，通过传统石蜡切片及蜡质组化定位等方法比较了不同生境下3种观赏灌木叶片的形态结构特征及角质膜表面结构特征，所获得的成果具有一定的创新性。2.取得的成果（1）筛选出角质膜分离条件本研究采用酶法分离技术，分别对果胶酶等反应体系进行了筛选，结果如下：①果胶酶反应温度通过不同处理温度处理叶片的效果比较发现冬青叶片在20℃分离效果最好，而蒙古扁桃和鞑靼忍冬最适的果胶酶的反应温度均为30℃②果胶酶酶解pH值在同一温度条件下，分别采用不同pH值果胶酶溶液处理叶片，结果表明沙冬青、鞑靼忍冬均在pH为4.0和5.0的时候分离效果最好，而蒙古扁桃则在pH为5-6的情况下分离效果最好。③果胶酶反应浓度在同一温度和PH值条件下，分别设置果胶酶溶液为20%、40%、60%、80%、100%五个不同浓度，通过比较不同的果胶酶溶液处理叶片的效果，发现沙冬青在浓度为20%-40%的时分离效果好，鞑靼忍冬在40%-60%的浓度下分离效果好，蒙古扁桃的最适分离酶液浓度是60%。④果胶酶酶解反应时间根据筛选的果胶酶最适反应条件，将不同材料的叶片放入反应溶液中，，观察各个处理组角质膜分离情况，记录其角质膜脱离叶片的时间。通过分离统计发现，沙冬青最容易分离，其次是蒙古扁桃，最长时间的为鞑靼忍冬叶片。它们分别为15天、35天和45天。（2）获得了3种灌木叶片解剖结构特征和角质膜的特征如图所示，图中1-3分别为蒙古扁桃、鞑靼忍冬、沙冬青制作石蜡切片后用苏丹三染色而得的叶片结构图片，图中红色的部分为苏丹三染色后叶片角质膜的结构，绿色为固绿染色的结果。由图可见，沙冬青叶片表面的角质膜结构较蒙古扁桃和鞑靼忍冬明显增厚，而蒙古扁桃与鞑靼忍冬叶片角质膜厚度差别并不明显。（图1）（3）获得了不同生境条件下3种灌木叶片角质膜表面蜡质形态结构特征图片上从左至右分别是沙冬青叶片表面蜡质结构和沙冬青角质膜表面蜡质结构，从这两张图中我们可以得出筛选出的分离条件对沙冬青角质膜的基本结构无损失，图片下从左至右分别是蒙古扁桃和鞑靼忍冬角质膜表面蜡质结构的观察，由于材料处理与制品手段的限制，观察中无法将放大倍数扩大到可见到晶体结构的水平，因此这两种植物叶片角质膜蜡质晶体结构不清晰，给进一步的判断造成困难，也不能准确判断出获得的角质膜外侧晶体结构是否损伤，对于这个问题，还有待于进一步研究观察。3.研究过程（1）2012年５月至6月查阅了资料，进行了预试验，基本掌握角质膜的分离方法；（2）2012年6月至9月,筛选出最佳的角质膜分离方法，分离得出角质膜；（3）2012年9月至12月，利用最佳的角质膜分离方法分离出较多角质膜；（4）2012年12月下旬至2013年1月进行了石蜡切片的制作并经苏丹Ⅲ染色观察比较三种灌木叶片角质膜的结构得出结论；（5）2013年1月下旬至2013年3月下旬利用扫描电镜对三种灌木的叶片角质膜结构进行观察得到相应的图片，撰写解题报告和论文。4.费用支出情况（1）检测费3000.0元（2）交通费500.0元（3）资料费80.0元（4）材料费150.0元总计3730.0元，本项目获助1600.0元，超支部分由指导教师研究课题经费资助。5.心得体会我个人认为，完成一个创新项目，不但要具备扎实的理论基础还要有夯实的实验技能基础。在这样的基础上，还需要制定出详细具体的可实施的研究方案，通过小组成员的努力拼搏，不怕吃苦，相互合作参与，才会得到真实、有效的实验结果，从中获取更多的知识。在本实验的扫描电镜的样品制作以及扫描电镜结果（图片）的观察过程中我收获是最大的，通过设计实验的过程，我懂得一个缜密的思维过程以及严格的操作流程对实验结果的影响是很大的，每一个错误的细节都会制造出很多麻烦的问题，所以不管是设计还是操作以及实验之后的整理过程都是很重要的，因为“细节决定成败”；在本实验的石蜡切片制作后又经苏丹Ⅲ染色进而观察比较三种灌木叶片角质膜的过程中，不断的尝试与探索苏丹Ⅲ对植物角质膜的染色技术，我们最终实验得出一套完整的苏丹Ⅲ对角质膜的染色方法，通过这个实验的过程，我感受到不管做什么事情，都要有坚持下去的决心与毅力，而且在这个过程中就是要不断的尝试，不断的发现问题，从而对症下药解决问题，找出最适合的一种新方法。项目主持人签名：年月日指导教师意见：指导教师签名：年月日五、项目经费使用情况（明细表）：1.材料费：150.0元2.资料费：80.0元3.加工费：4.检测费：3000.0元5.交通费：500.0元经费合计：3730.0元本项目获助1600.0元，超支部分由指导教师研究课题经费资助。年月日六：项目经费审核意见：项目指导办签名：年月日七审核验收意见学院意见：院负责人签名：年月日宁夏大学学生科技创新与社会实践指导委员会意见：负责人签名：年月日