第Ⅰ部分蔬菜栽培生物学基础类实验
　　实验Ⅰ-01 蔬菜作物的种类识别与分类
　　一、实验目的
　　蔬菜作物种类繁多，产品器官多样，分类对学习、研究、生产和流通都十分必要。本实验通过对蔬菜标本园内蔬菜植株或蔬菜图库中各种蔬菜的仔细观察，使学生了解各种蔬菜的形态、结构、特征特性，熟练掌握蔬菜的植物学分类方法、农业生物学分类方法和食用器官分类方法，熟悉蔬菜的主要类别及其在不同分类方法中的分类地位。
　　考虑到各个学校教学实习基地的条件和不同地区种植季节性等因素，本实验可在田间或室内进行。有教学实习基地蔬菜标本园，且蔬菜作物种类较齐全的学校，可在蔬菜标本园进行；没有蔬菜标本园或标本园内蔬菜种类不全的学校，可收集各种蔬菜植株和产品的图片建立蔬菜图库，并制作蔬菜标本，利用图库和标本在室内进行实验。
　　二、实验材料和仪器用具
　　（一）实验材料
　　教学实习基地蔬菜标本园的各种蔬菜及其不同类型的完整植株和产品器官；蔬菜图库的各种蔬菜植株和产品的图片或视频资料。
　　（二）仪器和用具
　　室内实验需投影仪 1台；田间实验需备放大镜、卷尺等辅助观测工具，每实验组 1套。
　　三、实验原理
　　蔬菜植物的种类繁多。除一、二年生草本植物，还有多年生草本和木本植物；除栽培种类外，也有野生、半野生植物。据统计，全世界现有蔬菜超过 450种。其中我国普遍栽培的就有 50～60种。为便于学习和研究，蔬菜种类常采用植物学分类法、食用器官分类法和农业生物学分类法。
　　1．植物学分类法 该方法的原理是依据植物形态特征，尤其是花的形态特征进行分类，
　　即根据植物学形态特征，按界、门、纲、目、科、属、种、变种分类。
　　我国现有记载的蔬菜种类一般分属于 32科，有 210余种。栽培的蔬菜除食用菌外，都属于种子植物门，分属双子叶植物和单子叶植物。在双子叶植物中，以十字花科、茄科、葫芦科、豆科、伞形科、菊科为主；在单子叶植物中，以百合科、禾本科为主。
　　2．食用器官分类法 该方法按各种蔬菜食用部分的植物学器官进行分类，一般分为根菜类、茎菜类、叶菜类、花菜类、果实类等 5类，不包括菌藻地衣类等蔬菜。
　　3．农业生物学分类法 该方法以蔬菜的农业生物学特性和栽培技术的相似性为依据进行分类，将农业生物学特性相近且栽培技术相似的种类分为一类。该分类法不像植物学分类法那样严谨，但在蔬菜栽培和研究利用上具有实用价值。常见的蔬菜分为肉质直根类、结球芸薹类、茄果类、瓜类、豆类、葱蒜类、绿叶嫩茎类、薯芋类、水生类、多年生类、野生类、芽苗菜类、菌藻地衣类、其他蔬菜等。
　　四、实验内容和方法步骤
　　本实验在教学实习基地蔬菜标本园或实验室分组进行，每标准班分为 6组，每组 4～6人，使用实验工具仔细观察各种蔬菜，识别分类特征并进行分类。
　　（一）实验操作
　　（1）仔细观察蔬菜标本园或图库的各种蔬菜植株，尤其是花器特征，按植物学分类体系逐一分类。
　　（2）观察标本园或图库的各种蔬菜植株，根据食用部位的植物学器官及食用器官分类体系逐一进行分类，注意并记录不便按照食用器官分类的蔬菜。
　　（3）把所看到的蔬菜植株、标本及图片按教材及相关资料进行农业生物学分类，注意并记录不便按照农业生物学特性进行分类的蔬菜。
　　（4）观察了解各种蔬菜的生命周期、繁殖器官和常用繁殖方法。
　　（二）注意事项
　　按食用器官分类时，注意不同器官的变态特性。如块根与块茎的区别，叶菜类蔬菜中普通叶与变态叶的区别，叶柄与茎的区别，变态茎与叶的区别，假茎与茎的区别等，尤其是洋葱、大蒜、胡葱、百合等葱蒜鳞茎类蔬菜。
　　五、作业和思考题
　　（一）实验报告和作业
　　仔细观察各种蔬菜的形态特征，将所观察到的蔬菜按上述 3种分类方法，填写表 Ⅰ-01-1。
　　表Ⅰ-01-1蔬菜分类观察记载表
　　（二）思考题
　　（1）蔬菜常用的分类方法有哪几种？各有何特点？
　　（2）蔬菜的哪种分类方法更适合于蔬菜栽培学？为什么？
　　（本实验由张宏主笔编写）
　　实验Ⅰ-02蔬菜作物内源激素的器官分布特征分析
　　一、实验目的
　　内源激素参与细胞分裂与器官分化、植株的成熟与衰老、种子的休眠与萌发等过程，并在调控植物生长发育过程中起着关键作用。本实验通过酶联免疫吸附法测定蔬菜作物不同组织部位的内源激素含量，使学生学会以酶联免疫吸附法测定内源激素含量的方法，掌握不同内源激素在蔬菜不同组织器官的分布特征，深刻理解不同内源激素对蔬菜作物生长发育的调控作用及其机理。
　　二、实验材料和仪器用具
　　（一）材料和试剂
　　1．材料成株期的黄瓜和番茄的完整植株各 15株，包括根、茎、叶、花、果器官。
　　2．试剂
　　PBS（0.01mol/L，pH=7.4），含生长素（ IAA）、脱落酸（ ABA）和赤霉素（ GA）测定的 ELISA试剂盒，全班共用。
　　（二）仪器和用具
　　1．仪器酶标仪、恒温箱、离心机各 1台，全班共用。
　　2．用具每组学生备移液器（ 10.L、50.L、100.L、200.L和 1000.L）各 1支，96孔酶标板 3个，10mL离心管 36个，研钵 4个。
　　三、实验原理
　　植物内源激素是指由植物自身合成的一类微量生理活性物质，可从合成部位运往作用部位并调节和控制植物的生长、分化和发育，包括 IAA、ABA、GA、细胞分裂素（ CTK）、乙烯（ ETH）、油菜素内酯（ BR）等。植物体内 IAA主要集中在生长活跃的部位，对细胞生长，器官的生长、拓展知识成熟和衰老等具有调控作用； GA主要在植物顶端幼嫩部分形成，可以促进茎的伸长与生长、坐果和单性结实，能够调控种子发育、萌发和休眠等； CTK可以促使叶片细胞扩大，延缓叶片衰老，提高抗病能力等； ABA主要在衰老叶片、果实和根等部位中较多，对气孔关闭和水分吸收有促进作用，增强植株抗逆能力。
　　酶联免疫吸附测定法（ ELISA）的原理，是将待测抗原（或抗体）与酶标记的抗体（或抗原）特异结合，洗涤除去未结合的部分后通过酶活力测定来确定抗原（或抗体）含量。在测定时，使抗体与待测植物激素及激素蛋白质复合物结合，加入酶标抗体特异性结合，用洗涤的方法去除未结合的酶结合物，然后加入酶反应的底物后，底物被酶催化变为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，颜色反应的深浅与样品中相应待测物质的浓度呈比例关系，故可根据颜色反应的深浅来进行定性或用酶标仪进行定量分析。
　　四、实验内容和方法步骤
　　本实验在实验室分组进行，每标准班分为 6组，每组 4～6人，设置不同蔬菜不同采样器官处理，测定分析内源激素的器官分布特征。
　　（一）实验操作
　　1．采集样品各组分别采集供实验材料（黄瓜和番茄）的生长点、功能叶片、中段茎、花（或雌花）、果实和根部（幼根）鲜样 0.5g，每个部位取样 3次重复。
　　2．样品提取将不同器官样品分别放入研钵，加 4.5mL预冷的 PBS，冰浴下研磨捣碎，转移到 10mL离心管内， 5000r/min离心 10min，取上清检测。
　　3．标样配制各激素所需的标准品为 ELISA试剂盒中的组成，按照说明书使用。
　　4．仪器测定按照 ELISA试剂盒 3种激素测定说明，分别在 3个酶标板上按顺序加入样品（标样）和各种反应试剂，完成反应。
　　5．OD值测定按照 ELISA试剂盒说明书的操作步骤，使用酶标仪在 450nm波长处测定 OD值。
　　6．结果计算以吸光度 OD值为纵坐标（ Y），相应的待测物质标准品浓度为横坐标（ X），制作 IAA、ABA、GA标准曲线，样品的待测物质含量可根据其 OD值由标准曲线换算出相应的浓度。
　　（二）注意事项
　　（1）试剂盒中所有试剂在使用之前充分混匀。
　　（2）使用一次性的吸头，避免交叉污染。
　　（3）按照说明书中标明的时间、加液的量及顺序进行操作。
　　五、作业和思考题
　　（一）实验报告和作业
　　（1）根据测定结果，计算黄瓜和番茄不同组织器官 3种内源激素 IAA、ABA、GA的含量。
　　（2）根据计算结果，分析黄瓜和番茄不同组织部位中内源激素分布特征。
　　（3）根据计算结果，比较分析黄瓜和番茄同一器官 3种内源激素含量的异同性。
　　（二）思考题
　　（1）内源激素 IAA、GA、ABA、茉莉酸（ JA）和玉米素（ ZT）在植株器官中的分布一般有何特点？
　　（2）植物激素是植物生长发育的重要调节物质，其在应对多种逆境胁迫时是否发挥作用？请举例说明。
　　（本实验由孟晶晶主笔编写）
　　实验Ⅰ-03蔬菜作物生长发育的激素调控
　　一、实验目的
　　植物生长发育除受遗传因素、环境及栽培条件影响外，还可用植物激素（生长调节剂）调控。
　　蔬菜生产中生长调节剂在促进生根、防止徒长、矮化株形、防止落花落果、调控花性别、增加产量等方面均发挥着重要作用。本实验通过赤霉素和多效唑处理不同蔬菜作物，观察蔬菜生长发育的变化，使学生深刻理解不同植物生长调节剂对不同蔬菜生长发育的调控作用和机理。
　　二、实验材料和仪器用具
　　（一）材料和试剂
　　1．材料穴盘（72孔）培养生长至 1叶 1心的黄瓜幼苗、 2叶 1心的花椰菜幼苗和株高 20cm左右的芹菜植株，每组学生每种蔬菜各 4穴盘。
　　2．试剂
　　40mg/L赤霉素 300mL，100mg/L多效唑 300mL，每组 1套。
　　（二）仪器和用具
　　1．仪器叶面积测定仪 2～3台，全班共用。
　　2．用具直尺、卷尺、游标卡尺、标签、天平、手持喷雾器等，每组 1套。
　　三、实验原理
　　赤霉素是生长促进类激素，可使细胞周期缩短，促进细胞分裂；促进膨胀素产生，打断细胞壁多聚体成分之间的非共价键（氢键），从而打开纤维素微丝与其他多糖复合物的交联，使局部充实的胞壁多聚物蠕动，提高木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶活性，使木葡聚糖（初生细胞壁半拓展知识纤维素的主要成分）断裂，从而引起细胞壁松弛，促进细胞伸长。因而可促进蔬菜迅速生长，提高生物量，并增加外观品质。
　　多效唑是一种赤霉素的抑制剂。在合成赤霉素的过程中，贝壳杉烯氧化酶催化贝壳杉烯三步氧化得到贝壳杉烯酸，而多效唑会抑制贝壳杉烯氧化酶的活性，从而使合成赤霉素的通路受阻，进而抑制细胞延伸生长，使蔬菜幼苗节间缩短、植株矮壮、叶片绿色加深、抗逆能力增强。
　　四、实验内容和方法步骤
　　本实验主要在实验室分组进行，每标准班分为 6组，每组 4～6人，设置不同激素处理不同蔬菜，取样测定生长指标，分析不同激素对蔬菜生长的效应。
　　（一）实验处理
　　1．生长促进处理每组取株高 20cm左右的芹菜 4穴盘，2穴盘用手持喷雾器向植株均匀喷施 40mg/L赤霉素，以叶面出现液滴为度；另 2穴盘作为对照，喷施相同量的清水。喷施后在设施或人工气候箱内继续培养， 10d后再喷 1次。
　　2．生长抑制处理取 1叶 1心黄瓜和 2叶 1心花椰菜各 4穴盘，2穴盘用手持喷雾器向植株均匀喷施 100mg/L多效唑，以叶面出现液滴为度；另 2穴盘作为对照，喷施相同量的清水。
　　喷施后在设施或人工气候箱内继续培养。
　　（二）效果调查
　　1．促进生长效果调查芹菜第 2次喷施赤霉素处理后 10d，分别取处理和对照生长一致的植株各 15株，3次重复，观察叶片颜色，测定株高、植株鲜重，计算平均单株鲜重，对数据进行统计分析。
　　2．抑制生长效果调查黄瓜和花椰菜喷施多效唑处理后 10d，分别取处理和对照生长一致的植株各 15株，3次重复，观察叶片颜色，测定株高、茎粗、叶面积、地上部干鲜重、根干鲜重，计算平均单株干鲜重，对数据进行统计分析。
　　（三）注意事项
　　（1）药剂喷施一定要均匀一致。
　　（2）取样时注意代表性；茎粗和株高的测量标准要一致。
　　五、作业和思考题
　　（一）实验报告和作业
　　（1）列表总结赤霉素处理实验结果和统计分析结果，分析赤霉素对芹菜生长的作用。
　　（2）列表总结多效唑处理实验结果，计算花椰菜和黄瓜的壮苗指数，统计分析说明多效唑对
　　2种蔬菜生长的