植物生理学中各项生理指标的测定方法
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一.实验内容
实验1 MDA(丙二醛)含量测定所需试剂:
10%三氯乙酸(TCA)(纯) 0.25%硫代巴妥酸 (纯)
实验2:可溶性蛋白含量测定所需试剂:
考马斯亮蓝G-250 95%乙醇 85%磷酸
实验3:SOD(超氧化物歧化酶)酶活性测定所需试剂:
dl-甲硫氨酸(Met) NBT EDTA-Na2 核黄素
实验4:CAT(过氧化氢酶)活性(过氧化氢酶)测定所需试剂:
PBS(PH=7.0) 30% H2O2
实验五:Apx(抗坏血酸过氧化物酶)活性(即ASA—POD活性)测定所需试剂:
ASA(分子量167.12) (乙=胺四乙酸=钠)EDTA—Na2 PBS (pH7.0) 30%H2O
实验6: ASA(维生素C)含量测定
偏磷酸 95%乙醇磷酸 4% 2,2-二联吡啶 FeCl3(或FeCl3·6H2O)
实验7:GSH(谷胱甘肽, 媚力肽GSH GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成的三肽化合物)含量测定所需试剂:
NaH2PO4·2H2O DTNB(二硫代硝基苯甲酸) PBS (PH6.8)
实验8:脯氨酸测定所需试剂:
磺基水杨酸甲苯茚三酮冰乙酸 85%磷酸
试验9:叶绿素含量测定。
80%丙酮
试验9:GR活性测定
试验10:过氧化氢含量测定。
三氯乙酸
试验11:超氧阴离子含量测定
二.酶液和母液提取
1. 酶液提取所需试剂:50mmol/L磷酸缓冲液(PH=7.8)(内含1% (m/v) 聚乙烯吡哆烷酮PVP),0.1mmol/L EDTANa2或EDTA),也可为(内含2% (m/v)PVP),0.2mmol/L EDTA Na2或EDTA)(先配制后用缓冲液定容)
2. ASA . GSH母液提取所需试剂:5%偏磷酸
1.抗氧化酶酶液提取(SOD.POD.CAT):
1g(根据样品的量,少的可以适当减少)叶片加入预冷5ml. 50mmol/L磷酸缓冲液(PH=7.8)
↓
4℃冷冻15000g离心20分钟
↓
上清液即为酶液(5℃下保存一两天内备用,中短期用-20℃保存)
2.ASA . GSH母液提取:
0.1g叶片加入3ml预冷5%偏磷酸溶液
↓
4℃冷冻14000g离心10分钟
↓
上清液即为母液(5℃下保存备用)
(偏磷酸可显著沉淀蛋白质和保护ASA)
酶液提取所需试剂:
PVP(聚乙烯吡哆烷酮):1%(1g溶于100ml水),1000ml需称取10g,此处用PBS
EDTA-Na 2 : 0.1mmol/L (37.2mg EDTA-Na2溶于1000ml蒸馏水),此处用PBS
PBS(缓冲液)配制方法:① Na2HPO4·12H2O ② NaH2PO4·2H2O
取① 71.64g,蒸馏水定容至1L,取② 31.21g定容至1L,放置4℃冰箱备用
PH=7.8 取① 91.5ml+② 8.5ml=100ml (浓度0.2mol/L)
需要0.05mol/L→将上述溶液烯释至400ml (0.2mol/L*0.1=0.05mol/L*V)
母液提取所需试剂:
5%偏磷酸:称5g纯偏磷酸,定容至100 ml蒸馏水(需加热溶解,温度在50-60℃)偏磷酸有剧毒
(偏磷酸难溶解,先得用研钵提前研碎,后用磁力搅拌器溶解一到两天后再定容)
(现所用为38%HPO3,所以需称65.7895g,定容至500ml)
三.实验步骤
实验1:MDA含量测定
1.1所需试剂:10%三氯乙酸(TCA)(纯)称10g定容至100ml
0.25%硫代巴妥酸 (纯) 称0.25g用10%TCA定容至100ml
(配制时,可一次完成,先配TCA,不要定容,再加入硫代巴比妥酸,然后定容,若难溶解,可以在磁力搅拌器上微热)
1.2步骤:取0.3g叶片,加4ml磷酸缓冲液研磨,
加入 4ml 0.25%的硫代巴比妥酸(溶于10%的三氯乙酸)溶液
↓摇匀
95℃加热15分钟
↓快速冷却
3000g离心15分钟
↓
取上清测定 OD532,OD600,OD450值
↓
按公式求 MDA浓度=6.45×(OD532-OD600)-0.56OD450 (μmol/L)
可溶性糖浓度=11.71×OD450 (mmol/L)
最后计算 MDA含量(μmol/g FW)= [4×(MDA浓度x)×10-3/0.1]
同时,可测得可溶性糖含量(m mol/g FW)= 4×(可溶性糖浓度χ)×10-3/0.1
(用多波长测定,在测定之前一定要矫正基线,公式中的参数可以直接在分光光度计上输入)
注意:以0.25%的硫代巴妥酸溶液作空白调零
MDA含量测定的改进
1.可以用做酶活性时提取的酶液来直接测定MDA含量,用量可以定为1.0、1.5或
2.0(较好)ml。
2.硫代巴妥酸溶液改为0.5%的硫代巴比妥酸(溶于20%的三氯乙酸)溶液。
实验2:可溶性蛋白含量
(参照Bradford方法测定),以BSA作为标准蛋白(牛血清蛋白)
2.1所需试剂及配制:牛血清蛋白(BSA),考马斯亮蓝G-250 ,95%乙醇,85%磷酸
考马斯亮蓝G-250蛋白染色剂的配制:
称取100mg考马斯亮蓝G-250,溶于50ml 95%乙醇,加入100ml 85%的磷酸,最后蒸馏水定容到1L,混匀,放置过夜,过滤后贮放在棕色瓶中,常温下可放置一个月。
●标准曲线制作:
①标准溶液配制:称取10mg牛血清蛋白标准液,溶于蒸馏水,定容至100ml,制成100μg/ml的标准液,4℃下保存备用。
(必须是牛血清蛋白向水中溶解,不能颠倒)
②取6支具塞试管(10ml),按下表配制含0-100μg/ml的牛血清蛋白液各1ml(★调零管)
★ 1 2 3 4 5 6
蛋白标准液(ml)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 蒸馏水(ml) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0
蛋白含量(μg)0 20 40 60 80 100
③ 各试管加入5ml G-250染色剂,翻转混合,放置2分钟,595nm 比色,绘制过原点标准曲线(方程式)。
(相关系数要两个9以上)
2.2步骤:
①标准曲线(参考邹琦)(595nm 比色)
注意:制作通过原点的标准曲线,以含0μg 蛋白质液调零
②取0.1g 样品,加5ml 蒸馏水提取,5000g 离心10分钟,取上清1ml 测定
③1ml 样液+5ml G-250液盖塞翻转混合数次,最后595nm 比色,直接从标准曲线读含量。
(此方法反应十分迅速,2分钟即达到平衡,其结合物在室温下1小时内保持稳定)
实验3:SOD 酶活性
3.1步骤:
1. 取50μl 酶液
①加入2ml 39m mol/L 甲硫氨酸(Met )
②2ml 0.225m mol/L NBT , (氮蓝四唑)
③1ml 0.6m mol/L EDTA-Na 2(① ② ③可以配制在一个试剂瓶里)
④1ml 0.012m mol/L 核黄素,摇匀。
(现配现用)
2.(人工培养箱内)4000L χ日光灯下放置30分钟后,温度控制在30℃ ,于暗处终止反应。
(用大烧杯套着小烧杯,将试管放在同心圆内,每隔5min 转过90度,转四次。
对照(不加酶液)每次至少对称地放3支,调零的不照光和不加酶液)
3.560nm 处测吸光值,酶活性以抑制NBT 光反应50%为一个酶活单位表示。
(实验中可将除酶液和核黄素外其它试剂按比例混合好后,一次加入5ml ,然后依次加入核黄素和酶液,以不加酶液的照光管为对照。
)
3.2所需试剂: dl-甲硫氨酸(Met ) 39mmol/L 1.1638g/200ml NBT 0.225mmol/L (0.01840克)/ 100ml 0.0368g/200ml EDTA-Na 2 0.6mmol/L 0.0223g/100ml
核黄素 0.012mmol/L 0.0045g/L 或 0.0045g/100ml 用时稀释10倍 各试剂溶液均在用前配置,配置好后均应避光保存,尤其是核黄素,必须随用随配,避光保存。
试验进行时一次性加5ml 的反应混合液配置方法:
Met + NBT + EDTA-Na 2
200mll+200ml+100ml
SOD 酶测定时,酶液量50μl 偏少,改为100μl 为佳,另外反应时间30分钟过长,改为20分钟适合。
SOD 活性(酶单位u /gFW )=(A0-A1)*V / A0*0.5*FW*a
A0---对照照光管光吸收值; A1---样品管光吸收值。
V---样液总体积(ml )5ml FW---鲜重(g ) 1g a---测定用样品的量(ml ) 0.1ml
实验4:CAT 活性(过氧化氢酶)
4.1所需试剂:
①PBS (PH=7.0)50mmol/L (61份50mmol/l Na 2HPO 4, 39份50mmol/l NaH 2PO 4)
②15mmol/L H 2O 2(以30% H 2O 2配 )
(取85.2μL 30% H 2O 2,以50mmol/L PBS((PH 7.0)定容至100ml )
4.2步骤:
1. 3ml 50mmol/L PBS (PH7.0)加入50μl 酶液
(加比色杯的盖子摇2-3下,让酶液与缓冲液充分分散)
再加入5μl 15 mmol/L H 2O 2 摇匀(加比色杯的盖子摇2-3下,让酶液与缓冲液充分分散)。
2.240nm 处作时间扫描(每0.5分钟测1次,共测3分钟)
3.CAT 活性以每分钟消耗1μmol 的H 2O 2为一个酶活单位。
活性计算改动:(以每分钟OD 值减少0.01为一个酶活单位u )(2005和2006年均是按OD 值减少0.01算的)(以每分钟OD 值减少0.1为一个酶活单位u )
均以50mmol/L PBS 配置 PH=7.8
注意:以PBS作空白调零50mmol/L
实验5:APX活性(抗坏血酸过氧化物酶)(即ASA—POD活性)5.1所需试剂:
ASA(分子量167.12) 0.3m mol=0.052836 (g)
(乙=胺四乙酸=钠)EDTA—Na2 (以PBS配成0.1m mol/L=0.0372 (g)/L)
50m mol/L PBS (pH7.0)
9m mol/L H2O2 (以30%H2O2配制)
(51μl 30%H
2O
2
定容至100ml)
计算为:K1=2.8,K2=3,K3=-1,K4=100
可得到总取样(5ml酶液或1g样)的最终活性。
酶活性单位为μmol/g (鲜重)·min 以后APX活性测定可参考沈文飚:抗坏血酸过氧化物酶活性测定的探讨
3 ml反应液中含50 mmol/L PBS, pH7. 0, 0. 1 mmol/L EDTA(或EDTA—Na2),0. 1 mmol/L H2O2,0. 5(或0.3) mmol/L AsA,最后加入适量酶液(20、50、100ul均可)启动反应,连续记录测定室温下290 nm吸收值的变化。
以不加H2O2作为对照,H2O2本身对AsA的氧化作用在测定时间内由于吸收值变化太小可忽略不计。
室温下每分钟氧化1 umolAsA的酶量作为一个酶活性单位(U)(吸光系数为2. 8 mmol/L cm)
5.2步骤:
1.配反应液(50m mol/L PBS(pH7.0),内含0.1m mol/L EDTA—Na2,含0.3m mol/L ASA)
2.样品池加入3ml反应液,加入50μl酶液,最后加入5μl 9mmol/L H2O2
(盖上比色杯的盖子摇匀,2—3次)
在290nm处作时间扫描,每10秒测一次,共测30秒。
(注意:在测定中消光值应该是不断减小的)
3. 根据OD290值变化,计算单位时间内AsA消耗量,(ASA氧化消耗量按消光系数2.8mmol/L·cm。
),酶活性以单位时间每消耗1μmol的ASA为一个酶活单位,最后计算样品的APX活性(单位为:U/g (鲜重)·min)。
(活性计算改动)根据OD290值变化,计算单位时间内AsA减少量(ASA氧化量按消光系2.8mmol/L·cm),并计算样品APX终活性。
酶活性单位为μmol/g (鲜重)·min
实验6 ASA含量测定
6.1步骤:
1.取样品母液0.2ml, 1.4ml,75mmol/l NaH2PO4 溶液(pH值7.4) (
2.34g NaH2PO4·2H2O 定容至200ml,用NaOH将pH调至7.4)混合;(75mmol/l NaH2PO4 溶液亦可用150mmol/l NaH2PO4 溶液稀释1倍得到)2.依次加入
(1)10%偏磷酸(26.3158g 38%偏磷酸定容至100ml)0.4ml;
(2)44%磷酸(26ml 85%磷酸 +41ml 蒸馏水)0.4ml;
( 3) 4% 2,2’----二联吡啶(称取4.0 g 2,2-二联吡啶用70%酒精定容至100ml )0.4ml;
70%酒精配制(95%乙醇70份重量+蒸馏水25份重量)
3% FeCl3 0.2ml( 称取5.0g FeCl3·6H2O 定容至100ml),摇匀,于37℃保温1.0h(5)测525nm波长下的光吸收值
4.以标准曲线方程计算ASA含量
6.2标准曲线的制作:
(1)称取10mg ASA分析纯,以5%偏磷酸定容至100ml,成100微克/毫升的标准液;
方程。
实验7:GSH含量测定
7.1步骤:
1.取样品母液0.2ml,加入150 mmol/L NaH2PO4溶液(pH7.7)(11.70g NaH2PO4·2H2O定容至500ml 用氢氧化钠调pH至7.7)
2.6ml
2.混匀再加入0.2ml DTNB溶液(=硫代硝基苯甲酸DTNB75.3mg溶于30ml 0.1mol/L 磷酸缓冲液 pH6.8)摇匀。
[实际配置时,称75.3×2=150.6mg ,即0.1506g DTNB溶于60ml PBS中]
3. 在30℃保温5分钟,测定412nm波长下的光吸收值。
【有些文献(如龚吉蕊、於丙军)方法同样用DTNB显色,都是在常温下显色30分钟因此可将反应时间适当延长至10分钟】
7.2根据标准曲线(GSH)方程,计算GSH含量。
标准曲线制作:
1.称取100mg GSH分析纯,以5%偏磷酸定容至100ml,成1mg/ml即1000ug/ml的标准液。
所需试剂:
NaH2PO4 (150m mol/L)→称23.41g NaH2PO4·2H2O定容至1L(或称5.85定容至250ml)
DTNB(二硫代硝基苯甲酸)0.1mol/L PBS (PH6.8)(参照邹琦的书)
实验8:脯氨酸测定
8.1步骤:
1.取0.5g叶片,用5ml 3%磺基水扬酸溶液提取,匀浆液在沸水浴浸提10分钟,冷却后,以3000g离心10分钟,上清液待测。
2.取2ml待测液,加入2ml蒸馏水,再加入2ml冰乙酸和4ml 2.5%茚三酮溶液,置沸水溶显色60min,冷却后,加入4ml甲苯充分振荡提取红色物后,静置后,取甲苯相(将移液枪的量程调至
3.0ml 吸取甲苯相,注意不要将枪伸到水相中。
)测定520nm,波长处的吸收值,依据标准曲线计算含量。
8.2标准曲线制作:
1.标准液配制;准确称取25mg脯氨酸,用蒸馏水溶解后定容至250ml,其浓度为100μg/ml,再取10 ml 此液,蒸馏水定容至100ml,即为10μg·ml-1的脯氨酸标准液。
(脯氨酸标准液最好现用现配,放在冰箱也易变性)
2.取7支20ml具塞试管按下表加入各试剂
1 2 3 4 5 6 7
标准脯氨酸(ml)0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
H2O(ml) 2 1.8 1.6 1.2 0.8 0.4 0
冰乙酸(ml) 2 2 2 2 2 2 2
显色液(ml) 4 4 4 4 4 4 4
脯含量(ug)0 2 4 8 12 16 20
3%磺基水杨酸(ml) 2 2 2 2 2 2 2
3.置沸水浴中显色60min。
冷却后(以后步骤同前)依据测定值绘制造原点标准曲线(以脯含量为0的试管作空白调零)为方程。
8.3所需试剂:
★3%磺基水杨酸水溶液(称3g磺基水杨酸,蒸馏水定容至100ml)
★甲苯★85%磷酸★冰乙酸
★2.5%酸性茚三酮显色液称取2.5g茚三酮,加入60ml冰乙酸和40ml 6.0mol/L磷酸。
贮于棕色瓶,4℃下2~3日有效。
实际配置时,需称10g,配制400ml(其中冰乙酸240ml,磷酸160ml 6mol/L磷酸液(40.8ml 85%磷酸定容至100ml)实际配制时81.6ml定容至200ml(68ml 85%磷酸定容至1升,为1mol/L的磷酸液)
实验9过氧化氢(H2O2)含量测定方法:
参考以下文献:张峰,杨颖丽,何文亮等:盐胁迫过程中抗坏血酸对植物的保护功能。
西北植物学报2004 龚吉蕊等:干旱胁迫下几种荒漠植物植物抗氧化能力的比较研究。
西北植物学报2004
9.1步骤:
取0.5g叶片,加入预冷3%的三氯乙酸(TCA)研磨,12000g 离心20min,取1mL上清加入等体积10mmol/l 磷酸缓冲液,pH7.0,和2mL1mol/L 的KI,摇匀,390nm 测吸光值.
结果以ng·g- 1 ; Fw G表示L 用溶3% 的三氯乙酸的H2O2,50~200 ng/mL,作标准曲线
实验10超氧阴离子测定方法:。