《植物生理学报》 2020, 56(4): 779-788

“光和K+对气孔开度的影响”实验设计再优化

王萍^1,#, 邱念伟^1,#, 侯文雨¹, 宋晓旭¹, 舒凤月¹, 周峰^2,*

¹曲阜师范大学生命科学学院, 山东曲阜273165；²南京晓庄学院食品科学学院, 南京211171

通信作者：周峰；E-mail: zfbcas@163.com

摘　要：

K⁺积累学说是气孔运动最普遍的机制。为验证K⁺积累学说, 经典的方法是将叶片表皮分别浸泡于0.5% KNO₃、 0.5% NaNO₃溶液和蒸馏水中照光, 观察并比较气孔开度。此法虽多次改进, 仍存在着各处理间的气孔开度差异不够显著、不能准确测定气孔开度大小、保卫细胞的结构不清晰等问题。本文从材料选取、对照设置、实验前的暗处理、诱导气孔开放的方法和光照条件等方面对该实验进一步优化, 证明紫鸭跖草(Commelina purpurea)叶片下表皮是理想的观察气孔运动的材料, 其气孔较大、保卫细胞结构清晰, 可在黑暗条件下快速关闭气孔, 在光下快速开放气孔, 能准确测量其气孔开度。使用与叶片细胞等渗的蔗糖溶液代替蒸馏水作为空白对照, 用等渗的NaNO₃作为阴性对照, 照光后两个对照的气孔均未显著开放, 在等渗KNO₃中的气孔则开度较大, 更能充分说明K⁺在气孔运动中的作用。将紫鸭跖草叶片下表皮向上浸泡于等渗的上述溶液中照光, 撕取下表皮制成临时装片观察气孔开度, 效果好于传统的下表皮直接浸泡法, 在200 µmol·m^-2·s^-1光强下照光0.5 h即可观察到理想的实验效果。上述改进为植物生理实验教学及气孔运动研究提供了新方法。

关键词：气孔; 紫鸭跖草; 钾离子; 等渗溶液; 光照; 暗处理

收稿：2019-11-01   修定：2020-02-28

资助：江苏省高等学校自然科学研究重大项目(19KJA310009)、国家自然科学基金(31672255)和国家大学生创新创业训练计划项目(201810446041)。