植物組織中自由水和束縛水含量的測定

一、目的

植物組織中的水分以兩種不同的狀態存在；一種是與原生質膠體緊密結合著的束縛水，另一種是不與原生質膠體緊密結合而可以自由移動的自由水。自由水與束縛水含量高低與植物的生長及抗性有著密切的關系。自由水/束縛水比值較高時，植物組織或器官的代謝活動一般比較旺盛，生長也較快；反之則較慢，但抗性常較強。因此，自由水和束縛水的相對含量可以作為植物組織代謝活動及抗逆性強弱的重要生理指標，故在植物生理的研究上常需測定。本實驗的目的在于掌握自由水與束縛水含量的測定原理及方法。

二、原理

植物組織在與高濃度的糖液接觸時，束縛水因被原生質膠體顆粒吸附而留在組織中；自由水則因未被原生質膠體顆粒吸附而順著水勢梯度外滲到糖液中，使糖液的濃度降低。組織浸泡在糖液中一定時間后，根據糖液濃度降低的情況可算出組織中自由水的含量，而束縛水含量則可通過烘干植物組織計算出總含水量，再減去自由水含量而求得。

三、材料、儀器設備及試劑

1. 材料：馬鈴薯；田間生長的任何植物。

2. 儀器設備：稱量瓶；打孔器（直徑0.5cm）；阿貝折射儀；手持糖量計；電子分析天平；快速水分分析儀；恒溫烘箱。

3．試劑及配制：蔗糖溶液（60～65﹪）。稱取蔗糖60～65g, 溶于40～35ml蒸餾水，攪拌均勻即可。

四、實驗步驟

1. 植物組織中自由水含量的測定

1.1 取稱量瓶3個（三次重復），依次編號并分別稱取瓶重。

1.2 選取生長一致的植物數株，并取部位、長勢、葉齡一致的有代表性的葉子數片，用直徑為0.5cm打孔器鉆取圓片（注意避開粗大的葉脈），每瓶隨機裝入50片，立即加蓋，并稱取被測樣品鮮重。

如果被測植物是塊莖（馬鈴薯），則先用打孔器鉆取圓條，然后切成約1㎜ 厚度的圓片，每處理稱取1～1.2 g圓片(按實際稱重記錄)。

1.3 各瓶迅速加入60—65％的蔗糖溶液5ml左右（注意搖勻，不能讓圓片重疊在一起），并稱取每瓶糖液重。

1.4 把瓶放在暗處4—6 h（若實驗用植物塊莖如馬鈴薯則處理1 h左右，不需放在暗處），其間經常輕輕搖動。

1.5 到預定時間后，充分搖動糖液。然后用手持糖量計或阿貝折射儀（使用方法見附錄）測定各瓶糖液的濃度（％）及原來糖液的濃度（％）。所測得的糖濃度按表1或表2進行校正，再按公式（2）計算植物組織自由水含量。

2. 植物組織總含水量的測定 （介紹兩種方法）

2.1烘干稱重法

2.1.1 取稱量瓶3個，依次編號，分別稱取空瓶重。

2.1.2 取上述相同的植物材料，用打孔器鉆取圓片。立即放入稱量瓶中（每瓶隨機取樣放50片），加蓋，準確稱出被測樣品鮮重（如果被測植物是塊莖，切成約1㎜ 厚度圓片，準確稱取1 g樣品測定）。

2.1.3 把3瓶稱重后的樣品放入烘箱100—105℃烘干后，再置于干燥器冷卻恒重后稱取干重。并按公式（1）求出植物組織總含水量（﹪）。

2.2快速水分分析儀測定法

2.2.1 取上述相同的植物葉片，用打孔器鉆取圓片，立即稱取被測樣品1～1.5g（如果被測植物是塊莖，先用打孔器鉆取圓條，取約2 cm長 (1～1.5g )，然后用刀片切成約1mm厚度圓片）。用快速水分分析儀直接測定植物組織總含水量（％）。

五、植物組織中自由水和束縛水含量的計算

W1－W2

組織總含水量（﹪）=—————×100…………………………………………………………（1）

W1

公式中：W1—樣品鮮重（g）

W2—樣品干重（g）

糖液原來濃度（﹪）－ 浸葉后糖液濃度（﹪）

糖液重（g）×————————————————————

浸葉后糖液濃度（﹪）

自由水含量（﹪）= ———————————————————————————— 100…（2）

植物組織鮮重（g）

束縛水含量（﹪）= 組織總含水量（﹪）－自由水含量（﹪） …………………………………（3）

六、記錄結果

按下表記錄實驗數據及實驗結果

植物組織中自由水和束縛水含量測定記錄表

注：表中第4項記錄組織鮮重為測定自由水的材料重量