李子芳+吳錫冬

摘 要：針對干旱脅迫對植物丙二醛和蛋白質(zhì)含量的影響試驗進行了試驗設(shè)計，初步得出了一套可行的方案，并從試驗步驟、試驗項目的特色或創(chuàng)新、試驗可行性分析等幾個方面進行了詳細論述，以便統(tǒng)籌試驗并為學(xué)生的具體操作提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：試驗設(shè)計方案；丙二醛；蛋白質(zhì)

中圖分類號：Q94-3 文獻標(biāo)識碼：A DOI 編碼：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

干旱脅迫可使植物脫水，并破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，形成膜脂過氧化。通過測定丙二醛（MDA）含量可了解膜脂過氧化的程度，間接反映膜系統(tǒng)受損程度以及植物的抗逆性。

傳統(tǒng)檢測MDA含量試驗測得的數(shù)據(jù)，既受學(xué)生動手能力的影響，又受測定方式的局限，因此，很難真實有效。本項目擬采用測定方式嚴(yán)謹(jǐn)，在科研中廣泛采用的南京建成試劑盒，使試驗條件更易控制，數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確；針對細胞破碎程度不同，在試驗中引入蛋白質(zhì)含量的測定，排除誤差干擾；使學(xué)生參與從植物脅迫、試劑配制到細胞破碎、反應(yīng)及數(shù)據(jù)采集等一系列操作過程中，提高學(xué)生參與試驗的整體性。通過這一系列的手段，激發(fā)學(xué)生對試驗的參與熱情，提升科研認(rèn)知度，提高動手能力和創(chuàng)新意識[1-3]。

1 試驗方案設(shè)計

1.1 試驗設(shè)置及樣品數(shù)

本試驗共計6學(xué)時，每4位同學(xué)1組，每組同學(xué)檢測兩種植物的正常及干旱脅迫樣品，每個樣品3次重復(fù)。

1.2 試驗材料的培養(yǎng)與處理

選用吊蘭和穿心蓮兩種較常見的觀葉植物作為試驗材料，以幼莖或分蘗在幾種培養(yǎng)基質(zhì)中進行生根。結(jié)果表明，珍珠巖的吸水力較好，植物生根最多。

植株培養(yǎng)1個月后，將其分為兩類，一類做干旱處理，基質(zhì)含水量保持在10%左右，另一類正常給水作為對照。這兩類植物在培養(yǎng)7～10 d后即可作為試驗對象使用。

1.3 試驗前期準(zhǔn)備及課后調(diào)查

要求學(xué)生仔細閱讀試劑盒說明書，并作好預(yù)習(xí)報告；在試驗前熟悉各種儀器的操作方法，如移液器、渦旋混合器、離心機及分光光度計等，并通過多次練習(xí)達到準(zhǔn)確使用的目的。

學(xué)生自行準(zhǔn)備試驗材料和配制試劑，教師僅進行必要的指導(dǎo)。

課后通過不記名的方式請學(xué)生寫下對該試驗項目的建議和意見，以便于試驗的改進。

1.4 操作步驟

1.4.1 酶液制備 參考文獻[4]的方法，各植株均取用同一部位的老葉作為待測樣品。將各樣品洗凈后，分別稱取0.2 g置于預(yù)冷的研缽中，加入液氮研磨成粉末，再放入2 mL 50 mmol·L-1預(yù)冷的磷酸緩沖液，轉(zhuǎn)入離心管中在4 ℃、12 000 r·min-1下離心20 min，上清液即為待測酶液。

1.4.2 MDA含量測定 參考文獻[5]的方法，每組樣品取3支一次性試管，按表1取用各試劑并用旋渦混勻器混勻，試管口用保鮮薄膜扎緊，用針頭刺一小孔，在95 ℃水浴鍋中水浴40 min，樣品取出后流水冷卻，然后在4 000 r·min-1下離心10 min。提取上清液，用分光光度計在波長532 nm處測定各管吸光度值。

按下列公式計算組織中MDA含量：

組織中MDA含量（nmol·mg-1蛋白）=（測定OD值-空白OD值）/（標(biāo)準(zhǔn)OD值-空白OD值）×標(biāo)準(zhǔn)品濃度（10 nmol·mL-1）/待測樣本蛋白濃度（mg蛋白/mL蛋白）

1.4.3 蛋白定量測定 參考文獻[6]的方法，每組樣品取3支一次性試管，按表2取用各試劑并混勻，靜置10 min，用分光光度計在波長595 nm處測定各管吸光度值。

按下列公式計算組織中的蛋白含量：

待測樣本蛋白濃度（g·L-1）=（測定OD值-空白OD值）/（標(biāo)準(zhǔn)OD值-空白OD值）×標(biāo)準(zhǔn)品濃度（0.563 g·L-1）

2 試驗結(jié)果

每個試驗小組的測定結(jié)果均重復(fù)性較高，且趨勢一致。

通過各組數(shù)據(jù)統(tǒng)計及計算表明，干旱脅迫均對吊蘭和穿心蓮兩種植物的丙二醛和蛋白質(zhì)含量造成了影響，其含量均有一定程度的增加。其中，吊蘭的丙二醛含量較穿心蓮低而蛋白質(zhì)含量則較高，說明吊蘭的耐旱品質(zhì)要較穿心蓮為高。

3 試驗方案可行性分析

（1）試驗對象為幾種常見的室內(nèi)觀葉植物，取材方便，樣本量大。預(yù)備試驗已用陶土、珍珠巖、石英砂等物質(zhì)為培養(yǎng)基質(zhì)，摸索出了較適宜進行干旱脅迫的方式；并通過不同時間的干旱處理，確定了最佳干旱處理期限。

（2）與項目組成員探討如何合理有序地安排試驗進度。使學(xué)生既能從容操作，不因試驗過于緊張而造成失誤，又不會使試驗安排松散，分散精力。

（3）在試驗過程中，使學(xué)生的樣本取用位置一致，設(shè)立對照和重復(fù)，排除試驗誤差。樣品提取充分，能正確測定植物的丙二醛和蛋白質(zhì)含量。

（4）提交試驗的預(yù)習(xí)和試驗報告，完整再現(xiàn)試驗的準(zhǔn)備和測定過程。根據(jù)試驗結(jié)果，分析植物的膜脂過氧化程度。指出試驗中應(yīng)注意的事項，對試驗中存在的潛在問題加以討論。

4 結(jié)論與討論

該試驗方案的特色與創(chuàng)新為：（1）在試驗的每一個過程中都由學(xué)生團隊合作完成，教師僅對學(xué)生進行必要的指導(dǎo)；（2）避免了使用如冰乙酸等傷害刺激性試劑，對操作人員無任何毒害，排除了傳統(tǒng)試驗中沸水浴加熱時間不正確的問題；（3）采用綜合試驗設(shè)計方式，將丙二醛含量和細胞破碎程度綜合考量，對兩種植物的膜抗逆性能做出比較，提高了學(xué)生的科研認(rèn)知水平[7-9]。

使用試劑盒來測定植物樣本的丙二醛和蛋白質(zhì)含量，具有比傳統(tǒng)方法更加簡便、快速，靈敏度和準(zhǔn)確性高等優(yōu)點。盡管在基礎(chǔ)理論知識層面和試驗動手操作技能方面，學(xué)生水平會表現(xiàn)出參差不齊[10]，但通過學(xué)生課上表現(xiàn)及調(diào)查試驗課后的反饋發(fā)現(xiàn)，通過課前的充分準(zhǔn)備和練習(xí)，學(xué)生能積極參與試驗并普遍對該試驗認(rèn)同度較高。學(xué)生對精密試驗儀器和高端測定方式感到新奇，因而激發(fā)了對試驗的參與熱情，這不僅提升了科研認(rèn)知度，還在分工協(xié)作的過程中提高了動手能力和創(chuàng)新意識。

回顧試驗過程及學(xué)生反饋，本次試驗項目的設(shè)立是一次積極有益的嘗試，將為以后此類試驗項目的開設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。

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