CN101999284B - 一种氮胁迫营养液法培育小麦苗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种氮胁迫营养液法培育小麦苗的方法。将小麦种子反复浸泡在氮胁迫液中发芽生长至5-20厘米，通过氮胁迫使得麦苗细胞中活性氧积累，促使保护酶数量和活力增加，多酚物质富集。为防止过多活性氧对细胞造成伤害，采用反复、短时氮胁迫和营养液培育交替进行的方式，使得活性氧缓慢生成，既获得较多的超氧化歧化酶、过氧化氢酶、过氧化酶和多酚物质，又提高了小麦苗的产量，生产出富含抗氧化物质的小麦苗新品种。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种小麦苗的培育方法，具体地说是利用氮胁迫营养液法培育小麦苗的方法。属于谷物精深加工技术领域。
(二)背景技术
小麦苗富含多种矿物质、必需氨基酸、活性酶、维生素、叶绿素、膳食纤维等成分，具有预防糖尿病、胃病、哮喘、便秘、抗衰老等作用，是很好的食疗食材。目前，有关小麦苗的研究如下述：
在200710113410.7中公开了一种利用含有二氧化锗的营养液培育大麦苗的技术，它优点在于将无机锗通过大麦苗的代谢转换为可以被人体吸收的有机锗，但是，该方法仅提高了大麦苗中锗的含量。
在200910233929.4中公开了一种在含硒底肥土壤中种植，同时喷洒亚硒酸钠溶液的大麦苗栽培技术，它优点在于将无机硒通过大麦苗的代谢转换为可以被人体吸收的有机硒，但是，该方法仅提高了大麦苗中硒的含量。
在03132534.3中公开了一种先无根激素水溶液浸泡后阳光育苗的荞麦苗栽培技术，它优点在于通过添加豆芽增粗剂提高了荞麦苗的产量，但无任何功能性成分的富集。
尽管有上述的各种专利文献公开了麦苗的制备方法，但是没有实现麦苗中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚物质的富集，也没有公开利用氮胁迫法生产麦苗的技术。
在氮贫瘠的环境中，植物根部的快速生长和根茎导水率的下降致使细胞中活性氧增多，为了保护细胞和维持自由基水平，过多的活性氧激活植物体内保护酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)，同时激活苯丙氨酸解氨酶，使得次生代谢活动大大增强，产生更多与植物抗逆性有关的多酚类物质。
尽管氮胁迫具有提高植物体内保护酶和多酚物质含量的能力，但均用于提高农作物产量和生长速度等方面，未公开应用于功能性因子富集和食品加工领域的技术。
超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶是生物体内有害自由基的有效清除剂，具有增强人体免疫力、提升抗氧化能力、预防多种疾病、美容养颜、健康益寿等功效。多酚化合物是优良的氢或中子的给予体，对自由基有明显的清除作用，具有抗肿瘤、抗突变、抗脂质过氧化、抗病毒、抗炎抑菌等多种生物活性。
以上两类物质都是很好的清除自由基和提高人体健康水平的功能性因子，虽然小麦苗在生长过程中会生成超氧化歧化酶，过氧化氢酶，过氧化酶和多酚物质，但是含量较低。因此，目前需要根据植物生理学中的胁迫理论和食品加工原理设计出一套全新的生产方法来生产富含超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚物质的麦苗新产品。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种氮胁迫营养液法培育小麦苗的方法，具体的说是将小麦种子反复浸泡在氮胁迫液中发芽生长至5-20厘米，通过氮胁迫使得麦苗细胞中活性氧积累，促使保护酶数量和活力增加，多酚物质富集。为防止过多活性氧对细胞造成伤害，采用反复、短时氮胁迫和营养液培育交替进行的方式，使得活性氧缓慢生成，既获得较多的超氧化歧化酶、过氧化氢酶、过氧化酶和多酚物质，又提高了小麦苗的产量，生产出富含抗氧化物质的小麦苗新品种。
本发明涉及的一种氮胁迫营养液法培育小麦苗的方法通过下述技术方案和步骤实现：
1.营养液的配制营养液是由Ca(NO3)2、CaSO4、NH4H2PO4、KNO3、MgSO4、Fe-EDTA、H3BO3、MnSO4、CuSO4、ZnSO4、Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0-6.4；
2.氮胁迫液的配制氮胁迫液是由CaCl2、CaSO4、KH2PO4、K2SO4、MgSO4、Fe-EDTA、H3BO3、MnSO4、CuSO4、ZnSO4、Na2MoO4和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.0-6.4；
3.浸种将小麦种子在温度20-30℃的营养液中浸泡10-20小时，然后置于温度为20-30℃的氮胁迫液中浸泡10-20小时；
4.避光育苗将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养10-20小时，然后更换为氮胁迫液避光培养10-20小时，然后再更换为营养液，10-20小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为20-30℃，并持续通气，环境温度为20-30℃；
5.光照育苗将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗20-40小时，然后更换为氮胁迫液育苗20-40小时，然后再更换为营养液，20-40小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为60％-80％，营养液、氮胁迫液温度为10-30℃，并持续通气，环境温度为10-30℃。
为了更好地实现本发明，所述营养液组成为0.4-0.6mmol/L Ca(NO3)2、0.05-0.15mmol/L CaSO4、0.1-0.2mmol/L NH4H2PO4、0.2-0.3mmol/L KNO3、0.3-0.4mmol/L MgSO4、10-15μmol/L Fe-EDTA、12-15μmol/L H3BO3、2-3μmol/LMnSO4、0.2-0.3μmol/L CuSO4、0.05-0.1μmol/L ZnSO4、0.02-0.05μmol/L Na2MoO4和水。所述氮胁迫液组成为0.4-0.6mmol/L CaCl2、0.05-0.15mmol/L CaSO4、0.1-0.2mmol/L KH2PO4、0.2-0.3mmol/L K2SO4、0.3-0.4mmol/L MgSO4、10-15μmol/L Fe-EDTA、12-15μmol/L H3BO3、2-3μmol/L MnSO4、0.2-0.3μmol/LCuSO4、0.05-0.1μmol/L ZnSO4、0.02-0.05μmol/L Na2MoO4和水。
本发明与现有技术相比较有以下优点：
1.本发明利用氮缺乏逆境迫使小麦苗中活性氧增多，既提高了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的数量又提高了多酚物质的含量，制备出了富含抗氧化物质的小麦苗。
2.本发明采用反复、短时氮胁迫和营养液培育交替进行的方式，使得活性氧缓慢生成，既使小麦苗中有益成分富集，又提高了麦苗的产量。
3.本发明采用无土栽培法来制备小麦苗，既保证了小麦苗质量的统一，又有利于小麦苗工业化、现代化生产。
(四)具体实施方式
实施例1：
(1)营养液的配制营养液是由0.4mmol/L Ca(NO3)2、0.15mmol/L CaSO4、0.1mmol/L NH4H2PO4、0.2mmol/L KNO3、0.3mmol/L MgSO4、10μmol/LFe-EDTA、12μmol/L H3BO3、2μmol/L MnSO4、0.2μmol/L CuSO4、0.05μmol/LZnSO4、0.02μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0；
(2)氮胁迫液的配制氮胁迫液是由0.4mmol/L CaCl2、0.15mmol/L CaSO4、0.1mmol/L KH2PO4、0.2mmol/L K2SO4、0.3mmol/L MgSO4、10μmol/LFe-EDTA、12μmol/L H3BO3、2μmol/L MnSO4、0.2μmol/L CuSO4、0.05μmol/LZnSO4、0.02μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.0；
(3)浸种将小麦种子在温度20℃的营养液中浸泡20小时，然后置于温度为20℃的氮胁迫液中浸泡20小时；
(4)避光育苗将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养10小时，然后更换为氮胁迫液避光培养10小时，然后再更换为营养液，10小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为20℃，并持续通气，环境温度为20℃；
(5)光照育苗将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗20小时，然后更换为氮胁迫液育苗20小时，然后再更换为营养液，20小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为60％，营养液、氮胁迫液温度为10℃，并持续通气，环境温度为10℃。
实施例2：
(1)营养液的配制营养液是由0.6mmol/L Ca(NO3)2、0.05mmol/L CaSO4、0.2mmol/L NH4H2PO4、0.3mmol/L KNO3、0.4mmol/L MgSO4、15μmol/LFe-EDTA、15μmol/L H3BO3、3μmol/L MnSO4、0.3μmol/L CuSO4、0.1μmol/LZnSO4、0.05μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.4；
(2)氮胁迫液的配制氮胁迫液是由0.6mmol/L CaCl2、0.05mmol/L CaSO4、0.2mmol/L KH2PO4、0.3mmol/L K2SO4、0.4mmol/L MgSO4、15μmol/LFe-EDTA、15μmol/L H3BO3、3μmol/L MnSO4、0.3μmol/L CuSO4、0.1μmol/LZnSO4、0.05μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.4；
(3)浸种将小麦种子在温度30℃的营养液中浸泡10小时，然后置于温度为30℃的氮胁迫液中浸泡10小时；
(4)避光育苗将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养20小时，然后更换为氮胁迫液避光培养20小时，然后再更换为营养液，20小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为30℃，并持续通气，环境温度为30℃；
(5)光照育苗将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗40小时，然后更换为氮胁迫液育苗40小时，然后再更换为营养液，40小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为80％，营养液、氮胁迫液温度为30℃，并持续通气，环境温度为30℃。
实施例3：
(1)营养液的配制营养液是由0.5mmol/L Ca(NO3)2、0.1mmol/L CaSO4、0.15mmol/L NH4H2PO4、0.25mmol/L KNO3、0.35mmol/L MgSO4、13μmol/LFe-EDTA、13μmol/L H3BO3、2.5μmol/L MnSO4、0.25μmol/L CuSO4、0.07μmol/LZnSO4、0.03μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.2；
(2)氮胁迫液的配制氮胁迫液是由0.5mmol/L CaCl2、0.1mmol/L CaSO4、0.15mmol/L KH2PO4、0.25mmol/L K2SO4、0.35mmol/L MgSO4、13μmol/LFe-EDTA、13μmol/L H3BO3、2.5μmol/L MnSO4、0.25μmol/L CuSO4、0.07μmol/LZnSO4、0.03μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.2；
(3)浸种将小麦种子在温度25℃的营养液中浸泡15小时，然后置于温度为25℃的氮胁迫液中浸泡15小时；
(4)避光育苗将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养15小时，然后更换为氮胁迫液避光培养15小时，然后再更换为营养液，15小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为25℃，并持续通气，环境温度为25℃；
(5)光照育苗将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗30小时，然后更换为氮胁迫液育苗30小时，然后再更换为营养液，30小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为70％，营养液、氮胁迫液温度为20℃，并持续通气，环境温度为20℃。
实施例4：
(1)营养液的配制营养液是由0.5mmol/L Ca(NO3)2、0.12mmol/L CaSO4、0.13mmol/L NH4H2PO4、0.24mmol/L KNO3、0.33mmol/L MgSO4、13μmol/LFe-EDTA、14μmol/L H3BO3、2.4μmol/L MnSO4、0.24μmol/L CuSO4、0.06μmol/LZnSO4、0.03μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0-6.4；
(2)氮胁迫液的配制氮胁迫液是由0.4mmol/L CaCl2、0.1mmol/L CaSO4、0.12mmol/L KH2PO4、0.23mmol/L K2SO4、0.35mmol/L MgSO4、12μmol/LFe-EDTA、13μmol/L H3BO3、2.7μmol/L MnSO4、0.21μmol/L CuSO4、0.06μmol/LZnSO4、0.04μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.3；
(3)浸种将小麦种子在温度27℃的营养液中浸泡15小时，然后置于温度为27℃的氮胁迫液中浸泡15小时；
(4)避光育苗将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养12小时，然后更换为氮胁迫液避光培养12小时，然后再更换为营养液，12小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米。营养液、氮胁迫液温度为26℃，并持续通气，环境温度为26℃；
(5)光照育苗将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗24小时，然后更换为氮胁迫液育苗24小时，然后再更换为营养液，24小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为75％，营养液、氮胁迫液温度为28℃，并持续通气，环境温度为28℃。
实施例5：
(1)营养液的配制营养液是由0.4mmol/L Ca(NO3)2、0.05mmol/L CaSO4、0.1mmol/L NH4H2PO4、0.2mmol/L KNO3、0.3mmol/L MgSO4、10μmol/LFe-EDTA、12μmol/L H3BO3、2μmol/L MnSO4、0.2μmol/L CuSO4、0.05μmol/LZnSO4、0.02μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0；
(2)氮胁迫液的配制氮胁迫液是由0.4mmol/L CaCl2、0.05mmol/L CaSO4。
Claims (1)
1.一种氮胁迫营养液法培育小麦苗的方法，其特征在于，所述方法包括以下工艺和步骤：
(1)营养液的配制营养液是由0.4-0.6mmol/L Ca(NO3)2、0.05-0.15mmol/LCaSO4、0.1-0.2mmol/L NH4H2PO4、0.2-0.3mmol/L KNO3、0.3-0.4mmol/L MgSO4、10-15μmol/L Fe-EDTA、12-15μmol/L H3BO3、2-3μmol/L MnSO4、0.2-0.3μmol/LCuSO4、0.05-0.1μmol/L ZnSO4、0.02-0.05μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，营养液调节pH值为6.0-6.4；
(2)氮胁迫液的配制氮胁迫液是由0.4-0.6mmol/L CaCl2、0.05-0.15mmol/LCaSO4、0.1-0.2mmol/L KH2PO4、0.2-0.3mmol/L K2SO4、0.3-0.4mmol/L MgSO4、10-15μmol/L Fe-EDTA、12-15μmol/L H3BO3、2-3μmol/L MnSO4、0.2-0.3μmol/LCuSO4、0.05-0.1μmol/L ZnSO4、0.02-0.05μmol/L Na2MoO4和水组成的稀释溶液，氮胁迫液调节pH值为6.0-6.4；
(3)浸种将小麦种子在温度20-30℃的营养液中浸泡10-20小时，然后置于温度为20-30℃的氮胁迫液中浸泡10-20小时；
(4)避光育苗将浸泡后的种子放于培养盘中，加入营养液避光培养10-20小时，然后更换为氮胁迫液避光培养10-20小时，然后再更换为营养液，10-20小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长0.5-1厘米，营养液、氮胁迫液温度为20-30℃，并持续通气，环境温度为20-30℃；
(5)光照育苗将避光育苗后的小麦苗置于恒温光照育苗室内，加入营养液育苗20-40小时，然后更换为氮胁迫液育苗20-40小时，然后再更换为营养液，20-40小时后再更换为氮胁迫液，如此反复至小麦苗长5-20厘米，恒温光照育苗室内光周期为16小时光照/8小时黑暗，相对湿度为60％-80％，营养液、氮胁迫液温度为10-30℃，并持续通气，环境温度为10-30℃。
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