植物组织中自由水和束缚水含量的测定

一、目的

植物组织中的水分以两种不同的状态存在；一种是与原生质胶体紧密结合着的束缚水，另一种是不与原生质胶体紧密结合而可以自由移动的自由水。自由水与束缚水含量高低与植物的生长及抗性有着密切的关系。自由水/束缚水比值较高时，植物组织或器官的代谢活动一般比较旺盛，生长也较快；反之则较慢，但抗性常较强。因此，自由水和束缚水的相对含量可以作为植物组织代谢活动及抗逆性强弱的重要生理指标，故在植物生理的研究上常需测定。本实验的目的在于掌握自由水与束缚水含量的测定原理及方法。

二、原理

植物组织在与高浓度的糖液接触时，束缚水因被原生质胶体颗粒吸附而留在组织中；自由水则因未被原生质胶体颗粒吸附而顺着水势梯度外渗到糖液中，使糖液的浓度降低。组织浸泡在糖液中一定时间后，根据糖液浓度降低的情况可算出组织中自由水的含量，而束缚水含量则可通过烘干植物组织计算出总含水量，再减去自由水含量而求得。

三、材料、仪器设备及试剂

1. 材料：马铃薯；田间生长的任何植物。

2. 仪器设备：称量瓶；打孔器（直径0.5cm）；阿贝折射仪；手持糖量计；电子分析天平；快速水分分析仪；恒温烘箱。

3．试剂及配制：蔗糖溶液（60～65﹪）。称取蔗糖60～65g, 溶于40～35ml蒸馏水，搅拌均匀即可。

四、实验步骤

1. 植物组织中自由水含量的测定

1.1 取称量瓶3个（三次重复），依次编号并分别称取瓶重。

1.2 选取生长一致的植物数株，并取部位、长势、叶龄一致的有代表性的叶子数片，用直径为0.5cm打孔器钻取圆片（注意避开粗大的叶脉），每瓶随机装入50片，立即加盖，并称取被测样品鲜重。

如果被测植物是块茎（马铃薯），则先用打孔器钻取圆条，然后切成约1㎜ 厚度的圆片，每处理称取1～1.2 g圆片(按实际称重记录)。

1.3 各瓶迅速加入60—65％的蔗糖溶液5ml左右（注意摇匀，不能让圆片重叠在一起），并称取每瓶糖液重。

1.4 把瓶放在暗处4—6 h（若实验用植物块茎如马铃薯则处理1 h左右，不需放在暗处），其间经常轻轻摇动。

1.5 到预定时间后，充分摇动糖液。然后用手持糖量计或阿贝折射仪（使用方法见附录）测定各瓶糖液的浓度（％）及原来糖液的浓度（％）。所测得的糖浓度按表1或表2进行校正，再按公式（2）计算植物组织自由水含量。

2. 植物组织总含水量的测定 （介绍两种方法）

2.1烘干称重法

2.1.1 取称量瓶3个，依次编号，分别称取空瓶重。

2.1.2 取上述相同的植物材料，用打孔器钻取圆片。立即放入称量瓶中（每瓶随机取样放50片），加盖，准确称出被测样品鲜重（如果被测植物是块茎，切成约1㎜ 厚度圆片，准确称取1 g样品测定）。

2.1.3 把3瓶称重后的样品放入烘箱100—105℃烘干后，再置于干燥器冷却恒重后称取干重。并按公式（1）求出植物组织总含水量（﹪）。

2.2快速水分分析仪测定法

2.2.1 取上述相同的植物叶片，用打孔器钻取圆片，立即称取被测样品1～1.5g（如果被测植物是块茎，先用打孔器钻取圆条，取约2 cm长 (1～1.5g )，然后用刀片切成约1mm厚度圆片）。用快速水分分析仪直接测定植物组织总含水量（％）。

五、植物组织中自由水和束缚水含量的计算

W1－W2

组织总含水量（﹪）=—————×100…………………………………………………………（1）

W1

公式中：W1—样品鲜重（g）

W2—样品干重（g）

糖液原来浓度（﹪）－ 浸叶后糖液浓度（﹪）

糖液重（g）×————————————————————

浸叶后糖液浓度（﹪）

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

植物组织鲜重（g）

束缚水含量（﹪）= 组织总含水量（﹪）－自由水含量（﹪） …………………………………（3）

六、记录结果

按下表记录实验数据及实验结果

植物组织中自由水和束缚水含量测定记录表

注：表中第4项记录组织鲜重为测定自由水的材料重量