微量元素锌是植物必须的矿物质元素，锌的缺乏会引起植物生长缓慢。γ-氨基丁酸（GABA）是一种天然存在的自由态的四碳非蛋白质氨基酸，可调控植物生长，介导植物吸收一些金属元素。本实验以水稻作为实验材料，在正常供应锌和缺锌条件下外源用不同浓度的GABA处理水稻幼苗，通过测定水稻的形态指标、干鲜重、叶绿素含量、荧光动力学参数和矿质元素含量，探究GABA对于缺锌条件下水稻幼苗生长的影响。实验结果表明，缺锌在一定程度上会影响水稻的生长，导致地下部干鲜重减少，叶片叶绿素含量降低，新叶和老叶中Zn元素含量分别减少30%和50%，老叶中Fe和Mn两个元素含量也有显著减少。外源添加GABA会增加地下部干鲜重，但会加重地上部缺锌的症状，2.0 mM的GABA使得新叶和老叶中Zn元素含量显著减少，都减少约30%。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 供试材料 2
1.2 实验仪器 2
1.3 实验方法 2
1.3.1 水稻的培养 2
1.3.2 实验设计 3
1.3.3 样品采集 3
1.4 指标的测定 3
1.4.1 株高、根长的测定 3
1.4.2 干鲜重的测定 3
1.4.3 叶绿素相对含量（SPAD值）的测定 3
1.4.4 叶绿素荧光动力学参数的测定 3
1.4.5 矿物质元素含量的测定 3
1.5 数据处理及分析 3
2 结果与分析 4
2.1 水稻形态指标的观察 4
2.2 对水稻幼苗株高和根长的影响 4
2.3 对水稻幼苗的地上部鲜重和地下部鲜重的影响 5
2.4 对水稻幼苗的地上部干重和地下部干重的影响 6
2.5 对水稻幼苗新叶中叶绿素相对含量的影响 7
2.6 对水稻幼苗新叶叶绿素荧光动力学参数的影响 8
2.7 对水稻幼苗中矿物质元素含量的影响 9
2.7.1 水稻幼苗中Zn元素的含量 9
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/> 2.7.2 水稻幼苗中Fe元素的含量 10
2.7.3 水稻幼苗中Mn元素的含量 10
2.7.4 水稻幼苗中Mg和P元素的含量 11
2.7.5 水稻幼苗中Cu、Ca、Na和K元素的含量 12
3 讨论 13
致谢 14
参考文献 14
γ氨基丁酸对缺锌条件下水稻幼苗生长的影响
引言
引言
水稻在我国是最主要的粮食经济作物，同时是我国第一大主食，也是人体获取主要营养物质的途径之一。目前，全世界有三分之一的人口处于锌、铁等微量元素营养不良的状态，在我国有三分之一的耕地面临锌、铁养分缺乏的问题，锌、铁营养的缺乏已经成为限制水稻生长、降低水稻产量的普遍原因之一[1]。
锌是植物必需的矿质元素之一，在碳水化合物代谢、蛋白质代谢、植物激素等代谢中都起到重要作用。水稻对锌元素极为敏感，一旦缺锌，会引起水稻叶片失绿发白、根系老化、分蘖减少、植株矮小、生长停滞等现象，严重影响水稻的产量和口感[2]。
γ氨基丁酸(γaminobutyric acid, GABA)存在于各种生物中，是一种以自由态存在的四碳非蛋白质氨基酸[3]。在植物中例如参属、豆薯等的种子中都含有GABA，而且在一些植物的根茎中也含有GABA[4]。很多研究都发现，当植物遭受非生物胁迫或生物胁迫时，植物组织中的GABA浓度会在短时间内迅速增加，并且其调控作用会影响植物的生长[5]。还有研究显示，GABA可以介导植物吸收一些重金属元素。当受到重金属如镉[6,7]、铜、铁和锰[8]胁迫时，植物叶片中的GABA含量会迅速增加。有研究者在小麦中鉴定出了GABA调控铝离子激活的苹果酸转运体（ALMT），发现用GABA处理铝胁迫下的植物根，可以通过调节ALMT活性来抑制根中苹果酸外排，并且可以降低植物的Al3+耐受性[9]。水稻中ALMT4过表达促进了苹果酸的外排，虽然这不影响叶片内矿物质元素的含量，但叶片质外体中会积累较高的锰元素，使叶片表现出锰的毒性[10]。有研究发现经10 mM GABA处理的浮萍较未经GABA处理的浮萍中锰、锌和硼含量更高，这表明GABA可能介导植物吸收矿物质元素[11]。从国内外的研究来看，GABA可以调控植物体内的一些矿物质元素的吸收、运输以及分布。
本实验以淮香梗15水稻品种为材料，锌处理设置两个水平，正常供锌组和缺锌组，GABA设置4个浓度，分别为0、0.5、1.0、2.0 mM，即一共为八个处理组，每个处理组均设3次重复。处理20天后，测量各组水稻幼苗的株高、根长等的形态指标及地上部和地下部的干、鲜重，以及叶片的叶绿素含量、荧光动力学参数，还有水稻中的元素含量。实验目的是探究γ氨基丁酸对缺锌条件下的水稻幼苗生长的影响，具有重要的实用价值和研究意义。
材料与方法
供试材料
供试水稻品种为淮香梗15。
实验仪器
实验仪器有微波消解仪（APLMD6M）；电感耦合等离子体发射光谱仪（ICPOES，Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer)；叶绿素仪SPAD502；HandyPEA便携式植物效率分析仪（Hansatech，UK）。
实验方法
水稻的培养
取适量水稻种子于30℃培养箱中浸种24小时，用去离子水冲洗几次后，用75%酒精消毒30 s，再次用去离子水冲洗干净。将洗干净的白瓷盘铺上吸水纸，将种子均匀铺在吸水纸上，喷适量去离子水，用保鲜膜密封保湿，放入30℃培养箱中，避光催芽48小时。催芽后，将发芽的种子种在培养板上。用含有82.6 mg/L的Ca(NO3)24H2O和2.785 mg/L的FeSO47H2O溶液培养。培养7天后换用水稻处理液处理 20天。
水稻处理液采用木村B营养液配方（1/1000 浓度母液，其中全营养液中Zn2+浓度为0.77 μM），具体成分如下：(NH4)2SO4 48.2 mg/L，KH2PO4 24.8 mg/L，KNO3 18.5 mg/L，K2SO4 15.9 mg/L，Ca(NO3)24H2O 82.6 mg/L，MgSO47H2O 134.8 mg/L，H3BO3 2.86 mg/L，CuSO45H2O 0.08 mg/L，MnCl24H2O 1.81 mg/L，(NH4)2MoO44H2O 0.09 mg/L，Na2EDTA 7.45 mg/L，FeSO47H2O 5.57 mg/L，ZnSO47H20 0.22 mg/L，pH调至 5.65.7。水稻全营养液中ZnSO4溶液单独配出。

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