CN102283198A - 植物多聚adp核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用 - Google Patents
植物多聚adp核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102283198A CN102283198A CN2010102023419A CN201010202341A CN102283198A CN 102283198 A CN102283198 A CN 102283198A CN 2010102023419 A CN2010102023419 A CN 2010102023419A CN 201010202341 A CN201010202341 A CN 201010202341A CN 102283198 A CN102283198 A CN 102283198A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plant
- root
- inhibitor
- application
- plants
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
本发明属于植物学与农业技术领域,具体涉及植物多聚ADP核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用。本发明所述的多聚ADP核糖聚合酶抑制剂,包括:3-AB,BA等,所述改善植物性状是指能够促进植物根系生长并能提高植物对干旱逆境耐受性等。植物施用这些抑制剂后,根系生长更为发达,表现为根系增多,苗期鲜重增加;不仅如此,植物也表现出更强的耐干旱能力。本发明可用于促进植物根系生长并增强其耐旱能力。
Description
技术领域
本发明属于植物生物学和农业技术领域,具体涉及植物多聚ADP核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用。
背景技术
干旱是我国主要的自然灾害之一,干旱往往导致农作物的大规模减产,是限制农作物粮食产量的重要环境因素之一。为了减小干旱年份作物产量的损失,有效地利用有限的水资源,提高作物的抗旱性一直是农业科学技术研究的主要目标之一。抗旱育种目前主要是通过杂交育种或者转基因育种培养抗旱品系来达到,目前我国在这方面已经投入大量资金,但见效较慢,而且对于每一个物种来说,由于植物生理形态差异以及种植条件差异,都需要投入相应的研究力量来展开研究,较为耗时耗力,因此发展抗旱育种上的新思路和新方法很重要(liu et al.,2006)。
强壮发达的根系可提高作物的吸水能力,降低干旱的危害,因此根系发达程度常作为抗旱性鉴定指标。根系发达程度如胚根数、根数、根干重、根长、根粗、根重、根的分布、密度、根冠比等可作为抗旱指标(景蕊莲等,1995;张爱良等,1997)。除了吸收水分与营养外,根系还具有合成及分泌功能等。根系能分泌有机酸、酶、生物碱等物质,对土壤中矿物质、肥料的有效性产生深远影响;能影响根际微生物的种类和数量;还能对土壤的重金属离子以及其它有机污染物进行环境修复。
本发明提供了一类可以促进植物根系生长并增强抗旱能力的新物质3-AB及其类似物,它们是植物多聚ADP核糖化聚合酶[Poly(ADP ribosyl)Polymerase]的抑制剂,3-AB处理后植物的冠根和侧根生长旺盛,总根数增加,不仅如此,植株的生物量(鲜重)也同时增加了。对植物进行抗干旱能力测定还发现3-AB帮助植物提高了抗旱能力。3-AB的结构类似物具有相似活性。本发明可应用于农业生产上促进植物根系生长以及增强植物抗旱性,使用方便、效果明显,应用前景广阔。
发明内容
本发明的目的是提供植物多聚ADP核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用。
本发明所述的植物多聚ADP核糖聚合酶的抑制剂,包括:3-AB,BA等,所述改善植物性状是指能够促进植物根系生长并能提高植物对干旱逆境耐受性等。
本发明首先提供了一种小分子化学物质,它具有刺激植物侧根生长的作用,其中文名为:3-氨基苯甲酰胺,英文名为:3-aminobenzamide,分子量为:136.15,该物质又可被简称为3-AB。
本发明提供这种物质处理植物的方法为:将所述抑制剂(如3-AB)配制成水溶液,在植物苗期时将所述抑制剂(如3-AB)加在培养液或培养基中,终浓度0.5mM-2mM,或者滴灌在植物根部周围的土壤中,浓度约1mM-3mM,每隔4--6天滴灌一次,一段时间后(20-30天)观察植物的根系,可以发现处理过的植物有明显发达的根系(图1,图3,图4),不仅如此,苗期植物的地上部分以及地下部分的鲜重也有所增加(图1,图2)。
本发明还提供所述抑制剂(如3-AB)在提高植物抗干旱能力上的应用。具体如下:将植物(如拟南芥等)生长在土壤中,在植物移栽后施用所述抑制剂(如3-AB)的水溶液,浓度1.5-2.5mM,每隔4--6天施用一次,共3-5次,待植物长到一个月以后进行干旱实验,发现经所述抑制剂(如3-AR)处理过的植物耐旱性明显增强,干旱三周后未处理的植物几乎已死亡,而处理的植物仍然存活。恢复浇水后,经处理的植物能很好恢复,而对照植物已经死亡(图5)。
采用上述类似的处理方法,本发明还进一步发现3-AB的类似物BA(中文名:苯甲酰胺)等具有与3-AB相类似的促进侧根生长的活性,这些类似物都为植物多聚ADP核糖聚合酶(PARP)的抑制剂,它们可能通过抑制PARP的活性来促进植物的根系生长(图2)。
本发明所述3-AB溶液处理不同植物包括拟南芥、烟草、玉米等有最佳施用浓度,如拟南芥为1mM,烟草为2mM,玉米为1mM。
本发明中所采用的试验植物仅为代表和应用举例,本发明内容并不限于只应用于这些植物。还应注意,本发明所声明的具有促根抗旱作用的物质包括一类可以抑制植物PARP活性的物质,无论这种抑制剂是目前已知的还是未知的。
使用者可以利用3-AB及其衍生物或者类似物来处理植物,获得促侧根增多和抗旱的效果,或者合成一种新的比现有物质成本更为低廉但结构或功能类似的物质来行使作用。在使用此物质时使用浓度和处理时期特别重要,如果浓度过高,可能有抑制生长的负作用,对于不同植物,最佳使用浓度会有差别;在对植物施用时应注意,使用时期不能已超过植物侧根发育的最佳时期。
附图说明
图1:3-AB促进拟南芥的侧根生长对比图示。其中,A.拟南芥消毒后撒种到不含或含有1mM 3-AB的1/2MS培养基上,生长20天后拍照。由图中可看出1mM 3-AB明显促进了拟南芥侧根的生长和发育。B.3-AB处理和未处理的拟南芥在1/2MS培养基上生长20天后的根叶数目统计比较。C.3-AB处理和未处理的拟南芥苗、根及地上部分鲜重统计对比。
图2:BA促进拟南芥的侧根发育对比图示。其中,A.拟南芥在不含以及含有2mM的BA的1/2MS培养基上生长20天后拍照。B.BA处理和未处理的拟南芥在1/2MS培养基上生长20天后的根叶数目统计比较。C.BA处理和未处理的拟南芥苗、根及地上部分鲜重统计对比。
图3:3-AB促进烟草的侧根生长对比图示。其中,A.烟草在不含以及含有2mM的3-AB的1/2MS培养基上六周后拍照。B.烟草在不含以及含有2mM的3-AB的1/2MS培养基上六周后,侧根数目统计比较。
图4:3-AB及BA促进玉米的侧根生长图示。其中,A.玉米在0mM/1mM 3-AB以及2mMBA水溶液中处理一周拍照。B.玉米在0mM/1mM 3-AB以及2mM BA水溶液中处理一周后侧根数目统计。
图5:3-AB处理提高拟南芥的耐旱能力图示。其中,A.拟南芥停止浇水三周后,未处理对照几乎干枯,经3-AB处理过的植物叶片仍保持较高的含水量。B.经3-AB处理过的植物后复水后能恢复,而未处理对照则不能。C.正常条件生长植物、干旱三周后的对照植物、3-AB处理过的植物叶片中的含水量比较。
图6:3-AB处理后调节植物根中生长素的分布。将DR5::GUS转基因阳性种子消毒后种植到不含以及含有1mM 3-AB的1/2MS培养基上生长一周后染色,发现用1mM 3-AB处理后在下胚轴与基根连接处以及侧根原基位置蓝色信号增强,说明生长素分布发生了变化,生长素在这些部位富集。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规方法或本领域研究人员所熟知的方法,或者按照试剂销售商所建议的条件。应特别注意,下述实施例中所提到的植物仅用于举例,3-AB及其类似物的应用并不限于这些植物。
实施例1 拟南芥、烟草、玉米等种子的处理方法
拟南芥以及烟草种子:先用70%乙醇消毒10min,再用100%乙醇+0.01%Triton振荡数次后倾倒于已灭菌的干净滤纸上,用牙签点种在1/2MS培养基上,放至光照培养箱中培养。以不含3-AB的培养基作为对照,观察含有1-2mM 3-AB或BA的培养基上植物的生长情况。
玉米种子:用3%的双氧水消毒30min后漂洗数次以洗净双氧水,换上干净的纯水浸种48h,37度催芽24h,然后将纱布置于长试管中为支持物,将发芽的苗置纱布上,每管1棵,十管一组,试管中不含或含有3-AB或BA水溶液,于光照培养箱中生长一周后拍照。
实施例2 侧根数以及植物各部分鲜重测定
拟南芥在生长20天后,取苗15株以上,计数从基部发出的根数以及整个根系的侧根数;将苗分成根和根以上部分,以精密天平分别称取鲜重,比较处理和不处理植物的侧根数以及各部分鲜重。烟草生长六周后计数各株植物整个根系的侧根数,玉米则在生长一周后计数从基根发出的须根上生长出的侧根数目。
实施例3 植物抗干旱能力的观察和测定
待拟南芥萌发至第一片真叶长出时,选取健壮、生长一致的苗移栽到事先灭菌的培养土中(土先称重,以保证干旱时每个小盆中的土壤份量一致,含水量也一致)。拟南芥移栽5天后,将3-AB配制成2mM的水溶液,对拟南芥根部进行滴灌,以根部湿润为度,每个苗尽量用同等体积的溶液处理。以用水滴溉作为3-AB处理的对照。隔5天重复一次,共处理3次。待植株生长30天后先让每个小盆吸饱水分,然后停止浇水,停止浇水前仍然称每个小盆重量,以保证每个钵里的土壤含水量一致,处理约20天后,对照植物开始干枯,测量此时对照植物以及处理植物中叶片的相对含水量。复水,5天后观察拟南芥复活情况。
实施例4 叶片含水量测定
选取同时生长的对照与处理的拟南芥第三片叶子,用自来水冲去叶片表面杂物,再用去离子水洗净。剪取后马上称重得到植物叶片鲜重(Fresh weight,FW);将植物叶片浸入水中4小时后取出,用草纸吸干叶子表面的水分后立即称重,得到植物叶片的湿重(Turgid weight,TW);将称过的叶片放入80度烘箱中完全烘干,直至叶片重量不再变化时为止,称取植物干重(Dry weight,DW)。以下面公式计算植物的相对含水量(Relativewater content,RWC)。
RWC=(FW-DW)/(TW-DW)×100%
实施例5 3-AB与内源生长素之间的关系
侧根的形成依赖于植物生长激素中的一种--生长素。前人研究结果已经证实外源生长素类似物(IAA,吲哚-3-乙酸,NAA,萘乙酸;2,4-D,二氯苯氧基乙酸)会增加侧根的数量(Blakely,1988;Laskowski,1995)。相反地,用生长素运输抑制剂如NPA会减少侧根的数量(Casimiro et al.,2001:Reed et al.,1998)。总而言之,生长素在侧根的形成过程中起着重要的作用。
为了观察3-AB促进侧根生长是否与内源生长素之间存在关系,用生长素响应基因DR5启动子驱动GUS报告基因,稳定转化拟南芥,经筛选获得纯合转基因植株。在转基因植物中,含有生长素的组织,GUS染色后将会有蓝色信号的出现,蓝色信号强弱与生长素浓度直接相关。将DR5::GUS转基因株种子种到含有1mM 3-AB的1/2MS培养基上。生长十天后将整个植株进行GUS染色,与未用3-AB处理的对照组相比较。结果发现经1mM 3-AB处理后的植株下胚轴与基根连接处以及侧根原基位置蓝色信号明显增强。据此推测,3-AB促进了生长素的原位合成或者向根部运输,从而促进拟南芥的侧根发育。
综上所述,本发明专利提供了一类新的促根抗旱剂,该物质使用浓度低,使用方便,使用后植物侧根生长发达,整体上保水能力增强,对干旱的耐受能力增强。在农业生产上具有重要意义。
Claims (4)
1.植物多聚ADP核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用,其特征在于所述改善植物性状是指促进植物根系生长和提高植物对干旱逆境的耐受性。
2.根据权利要求1所述的物质的应用,其特征在于所述植物多聚ADP核糖聚合酶的抑制剂为3-氨基苯甲酰胺,缩写:3-AB,或者为苯甲酰胺,缩写:BA。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于将所述抑制剂配制成水溶液,在植物苗期时将抑制剂加在培养液或培养基中,终浓度0.5mM-2mM,或者滴灌在植物根部周围的土壤中,浓度为1mM-3mM,每隔4-6天滴灌一次,共3-4次。
4.根据权利要求2所述的应用,其特征在于对生长在土壤中的植物施用所述抑制剂配制成水溶液,浓度1.5-2.5mM,每隔4--6天施用一次,共3-5次。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010202341 CN102283198B (zh) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | 植物多聚adp核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010202341 CN102283198B (zh) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | 植物多聚adp核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102283198A true CN102283198A (zh) | 2011-12-21 |
CN102283198B CN102283198B (zh) | 2013-06-12 |
Family
ID=45330187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201010202341 Expired - Fee Related CN102283198B (zh) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | 植物多聚adp核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102283198B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106342683A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-25 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种尾边桉生根培养基及应用 |
CN106359085A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-01 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种尾柳桉生根培养基及应用 |
CN114015666A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-02-08 | 广东省农业科学院农业生物基因研究中心 | OsPARP3基因在调控植物耐旱性中的应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101040049A (zh) * | 2004-09-24 | 2007-09-19 | 拜尔生物科学公司 | 胁迫抗性植物 |
-
2010
- 2010-06-17 CN CN 201010202341 patent/CN102283198B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101040049A (zh) * | 2004-09-24 | 2007-09-19 | 拜尔生物科学公司 | 胁迫抗性植物 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
李刚 等: "聚ADP 核糖基聚合酶的抑制剂苯甲酰胺在肺癌细胞PG 凋亡中的作用", 《南开大学学报( 自然科学)》 * |
郭慧艳 等: "ADPRT抑制剂3一氨基苯甲酞胺对博来霉素的毒性及抗瘤作用的影响", 《癌症》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106342683A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-25 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种尾边桉生根培养基及应用 |
CN106359085A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-02-01 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种尾柳桉生根培养基及应用 |
CN106359085B (zh) * | 2016-08-25 | 2018-10-02 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种尾柳桉生根培养基及应用 |
CN106342683B (zh) * | 2016-08-25 | 2018-11-06 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种尾边桉生根培养基及应用 |
CN114015666A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-02-08 | 广东省农业科学院农业生物基因研究中心 | OsPARP3基因在调控植物耐旱性中的应用 |
CN114015666B (zh) * | 2021-11-09 | 2022-08-12 | 广东省农业科学院农业生物基因研究中心 | OsPARP3基因在调控植物耐旱性中的应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102283198B (zh) | 2013-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104663200A (zh) | 一种蕨类植物规模繁殖方法 | |
CN110235731A (zh) | 一种利用红薯对田间喜旱莲子草进行替代控制的方法 | |
CN101704016B (zh) | 重金属Mn、Pb、Cr、Zn污染土壤的植物化学联合修复技术 | |
Cox | Sensitivity of forest plant reproduction to long range transported air pollutants: in vitro and in vivo sensitivity of Oenothera parviflora L. pollen to simulated acid rain | |
CN106565319A (zh) | 一种双季稻季节性干旱缓解保丰复配剂及其施用方法 | |
CN106613274B (zh) | 一种草乌头种子育苗方法 | |
CN102283198B (zh) | 植物多聚adp核糖聚合酶抑制剂在改善植物性状中的应用 | |
CN113207884B (zh) | 氟啶酮作为独脚金内酯抑制剂的应用 | |
CN107593626B (zh) | 利用活体玉米植株人工饲养繁殖玉米蚜的方法 | |
CN112020930B (zh) | 一种诱导水稻提高耐盐性的方法 | |
Tezuka et al. | Seed and embryo germination in Ardisia crenata | |
Azizah et al. | The growth and rooting dimensions of the local and Solomon Albizia in the agroforestry system | |
CN111567341A (zh) | 一种利用鸭蛙防病虫控草减肥生产水稻的方法 | |
CN111616147B (zh) | 茉莉酸甲酯与Si4+的联合应用 | |
Pereira et al. | Mini-cuttings rooting of Sequoia sempervirens at different IBA concentrations and clones. | |
CN208875031U (zh) | 一种水培紫花苜蓿的装置 | |
Nurhidayati et al. | Response morphology and anatomy of tobacco (Nicotiana tabacum L.) plant on waterlogging | |
CN101773040B (zh) | 一种抗丝黑穗病玉米的辅助育种方法 | |
Herath et al. | Potential use of Mucuna bracteata as a cover crop for coconut plantations in the low country intermediate zone of Sri Lanka | |
CN110367052A (zh) | 一种野菊花的种植方法 | |
Sanodiya et al. | Impact of mulch, cover crop and herbicides on growth, yield and nutrient uptake in direct seeded rice (Oryza sativa L.) | |
CN108966740A (zh) | 一种促进棉花低温胁迫下发芽的方法 | |
CN114467648B (zh) | 一种提高扁穗雀麦抗倒伏能力和种子产量的栽培方法 | |
CN115228921B (zh) | 一种利用水蓼修复轻中度镉污染稻田土壤的方法 | |
CN110574645B (zh) | 丙酸在提高小麦苗期抗旱性中的应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130612 Termination date: 20170617 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |