植物体内生长素的种类很多,其中吲哚乙酸( 1AA )是植物体内普遍存在的一种生长素。于不同的生育期测定不同器官中 IAA 的含量以及 IAA 氧化酶的活性,对于研究植物的生长、发育、衰老、脱落等均有重要意义。
Ⅰ 吲哚乙酸含量的测定
一、原理
1947 年,我国植物生理学家汤玉玮等发现,在无机酸存在下,吲哚乙酸能与 FeCl 3 作用,生成红色的鳌合物。该物质在 530 nm 有最大吸收峰,由此引出 IAA 的比色定量测定,此法可测出 μg 量级的 IAA 。
二、实验材料、试剂与仪器设备 (一)实验材料 玉米种子。 (二)试剂
1. IAA 标准溶液:精确称取 IAA ( A.R. ) 10 mg ,先用少量乙醇溶解,后用蒸馏水定容至 100 mL (其浓度为 100 μg/mL )作为贮备液;然后用贮备液配成 0 (空白)、 0.5 、 1.0 、 5.0 、 10.0 、 15.0 、 20.0 、 25.0 μg/mL 的系列浓度标准溶液,作为工作液(现用现配)。 2. 试剂 A :内含 0.5 mol/L FeCl 3 溶液 15 mL 、浓 H 2 SO 4 (比重 1.84 ) 300 mL 、蒸馏水 500 mL ,于使用前混合摇匀,避光保存, l mL 试液需加此试剂 4 mL 。
3. 试剂 B :内含 0.5 mol/L FeCl 3 溶液 10 mL 、 35 %高氯酸 500 mL ,于使用前混合摇匀,避光保存, l mL 试液应加此试剂 2 mL 。试剂 A 与试剂 B 可任选一种(试剂 B 比试剂 A 灵敏)。
4. 0.1 mol/L NaOH 溶液。 5. 甲醇。 (三)仪器设备
分光光度计,离心机,粉碎机,天平,水浴锅,移液管,大试管,烧杯。 三、实验步骤
1. 标准曲线绘制 取干洁大试管 8 支( 0 ~ 7 号),依次加入 IAA 系列浓度工作液 2 mL ,分别加入试剂 B 4 mL (或试剂 A 8 mL ),于 40 ℃温箱中暗保温 30 min (加速显色反应);于 530 nm 下比色,以 OD 值为纵坐标,以 IAA 浓度( μg/mL )为横坐标,绘出一条标准曲线。
2. 生长素的提取与测定 将风干的玉米种子(最好是白玉米)用粉碎机磨成细粉(约 lmm 大小的细粒,太粗提取不完全,太细加热时易糊化而使离心困难);称取粉末 10 g 装入烧杯,加入 0.1 mol/L NaOH 溶液 40 mL ,于 100 ℃水浴中煮沸 15 min (上面加盖防止水分蒸干);取出烧杯后再向其内加入 0.1 mol/L NaOH 溶液 25 mL ,充分摇匀,用甲醇定容至 100 mL ,静置 30 min ,取上层液离心 30 min ,上清液即为 IAA 提取液。
取干洁大试管 2 支,依次各加入上述样品 IAA 提取液 2 mL 和试剂 B 4 mL (或试剂 A 8 mL ),于 40 ℃温箱中显色 30 min ,在 530 nm 下比色(以标准曲线的“ 0 ”调零),记录 OD 值。 四、结果计算
式中: A ——标准曲线上查得的 IAA 量, μg 。
V l ——样品提取液体积, mL 。 W ——样品重量, g 。
V 2 ——样品反应液体积, mL 。
Ⅱ 吲哚乙酸氧化酶活性的测定
一、原理
吲哚乙酸在吲哚乙酸氧化酶作用下,被分解成不活跃的物质。植物体内吲哚乙酸氧化酶活力的大小,对调节体内吲哚乙酸的水平起着重要的作用。酶活力的大小可用其破坏吲哚乙酸的速度表示,吲哚乙酸的含量可用比色法测定。 二、实验材料、试剂与仪器设备 (一)实验材料
大豆或绿豆幼苗的下胚轴。 (二)试剂
1 . 0.02 mol/L 磷酸缓冲液( pH6.1 )。
2 . 1 mmol/L MnCl 2 :称取 MnCl 2 · 4H 2 O 19.8 mg 用蒸馏水定容至 100mL 。 3 . 1 mmol/L 2,4 –二氯酚:称取二氯酚 16.3 mg 用蒸馏水定容至 100mL 。 4 . 200 μg /mL IAA 。
5 .试剂 A :内含 0.5 mol/L FeCl 3 溶液 15 mL 、浓 H 2 SO 4 (比重 1.84 ) 300 mL 、蒸馏水 500 mL ,于使用前混合摇匀,避光保存, l mL 试液需加此试剂 4 mL 。
6 .试剂 B :内含 0.5 mol/L FeCl 3 溶液 10 mL 、 35 %高氯酸 500 mL ,于使用前混合摇匀,避光保存, l mL 试液应加此试剂 2 mL 。试剂 A 与试剂 B 可任选一种(试剂 B 比试剂 A 灵敏)。 (三)仪器设备
分光光度计,离心机,研钵,移液管( 5 mL 2 支, 2 mL 2 支, 1 mL 4 支),烧杯 1 个,恒温水浴,天平,试管 12 支。 三、实验步骤
1. 吲哚乙酸氧化酶的制备
( 1 )将大豆或绿豆种子于 30 ℃温箱中萌发 3 ~ 4 天,选取生长一致的幼苗,除去子叶,留下胚轴作实验材料。
( 2 )取 20 株下胚轴,称得重量,置于研钵中加入冰冷的磷酸缓冲液( pH6.1 ) 5 mL 及石英砂少许,于冰浴中研磨成匀浆,再按 100 mg 鲜重加 1 mL 缓冲液的比例稀释之,离心( 4000 rpm ) 20 min ,所得上清液即为酶液。 2. 标准曲线的制作
( 1 )配制吲哚乙酸的系列标准溶液,其浓度分别为 0 、 0.5 、 1.0 、 2.5 、 5 、 10 、 15 、 20 、 25μg/mL 。
( 2 )取干洁的大试管 9 支,每支加入试剂 B 4 mL ,再分别加入不同浓度的 IAA 溶液各 2 mL ,摇匀,于 40 ℃的温箱中保温 30 min ,使反应呈红色。
( 3 )取反应液用分光光度计进行测定,测定时用波长 530 nm 。以 IAA 浓度( μg/mL )为横坐标,光密度值为纵坐标绘制标准曲线。 3. 吲哚乙酸氧化酶的活性测定
( 1 )取 2 支试管编号, 1 号试管中加 MnCl 2 1mL , 2,4- 二氯酚 1mL , 200μg/mL IAA 2 mL ,酶液 1 mL ,磷酸缓冲液 5 mL ,混合均匀; 2 号试管,其中除酶液用磷酸缓冲液 1 mL 代替外,其余成分相同。将 2 支试管置于 25 ℃恒温水浴中作用 30 min 。
( 2 ) 30 min 后,取 2 支试管编 1 ′、 2 ′号,先于每支试管中加入试剂 B 4 mL ,然后分别取反应混合液各 2 mL 加入到有试剂 B 的相应标记的试管中,小心地混匀,于 40 ℃的温箱中保温 30 min ,使反应液呈红色。
( 3 )在分光光度计上 530 nm 下比色测定,读出光密度,根据读数从标准曲线上查出相应的 IAA 浓度。
( 4 )从开始时加入的吲哚乙酸量减去酶作用后残留的吲哚乙酸量,即得被酶所分解破坏的吲哚乙酸量。 四、结果计算
[μgIAA/ 式中: C 1 ——对照管在标准曲线上查得 IAA, μg 。
C 2 ——测定管在标准曲线上查得 IAA, μg 。 V T ——酶液稀释后总体积, mL 。 V 1 ——酶液反应时用体积, mL 。 W ——样品重量, g 。 t ——酶促时间, h 。
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