CN103250744B - 复合天然植物提取物水稻种子引发剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于水稻种子引发技术研究领域，公开了一种复合天然植物提取物水稻种子引发剂及其制备方法和应用。该引发剂由以下按质量百分比计的原料制成：藤茶提取物47.50～48.50%，茶叶提取物33.10～34.50%，迷迭香提取物14.50～15.00%，维生素B20.15～0.20%，泛酸0.15～0.20%，维生素C0.15～0.20%，叶酸0.15～0.20%，r-氨基丁酸0.15～0.20%和芦荟胶冻干粉2.00～3.00%。本发明复合天然植物提取物水稻种子引发剂配方构成合理，充分利用了各原料各自具备的特性和作用，合理组配使其协同发挥最好的引发效果。

Description

复合天然植物提取物水稻种子引发剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于水稻种子引发技术研究领域，特别涉及一种复合天然植物提取物水稻种子引发剂及其制备方法和应用。

背景技术

中国是一个拥有十几亿人口的发展中大国，粮食安全始终是关系经济发展、社会稳定和国家安全的全局性重大战略问题。水稻是我国的主要粮食作物，占全国粮食总产量一半以上，在粮食安全中具有极其重要的地位。我国水稻常年播种面积约3000万公顷，年用种量相当庞大。由于水稻种子生产的复杂性和种子市场难预测性的影响，再加上全球气候变化、极端气候及自然灾害频现，常需要对大量水稻种子贮藏进行年度间调节。然而，每年因贮存方法不当导致水稻种子活力降低、发芽率下降而报废，造成巨大的经济损失，甚至严重影响到水稻产业的发展。据不完全统计，中国每年因稻谷储藏过程中陈化变质、仓储害虫以及霉变影响造成的损失约占总储存量的3%，达数百亿斤，每年损失不低于200亿元。由于常规稻和杂交稻种子储藏造成的发芽率下降带来的直接和间接经济损失更是巨大。

目前，在提高水稻种子耐贮藏技术或种子活力保持技术方面的研究比较多，但在种子劣变后，对种子胚活力如何进行拯救的研究比较薄弱。因此，当伴随着突发事件（如遇上新制种子歉收的年份或遭受灾害年份等）发生时，通过水稻种子引发技术，拯救提高劣变种子的胚活力或恢复种子活力而将劣变种子应用于大田生产显得尤为重要。

种子引发（Seed Priming）是提高种子活力的一种新技术，实质属于种子胚活力拯救范畴。其实质是通过控制种子缓慢吸水，使其停留在吸涨的第二阶段，让种子进行预发芽，促进细胞膜、细胞器、DNA的修复和酶的活化，使之处于发芽的准备状态但防止胚根的伸出。大量研究表明，经过引发的种子，活力明显增强，发芽率、成苗率和抗逆性显著提高，出苗快而齐，产量增加，品质也得到改善。

目前用于有关水稻种子引发剂主要包括水、PEG、PVA、KNO3、KH2PO4、CaCl2、赤霉素、水杨酸等进行渗透调节或者利用抗生素或者稀土元素La或Ce等。单一的种子引发剂对提高发芽率有效果，但引发效果不理想，有时达不到生产要求。另外抗生素、稀土元素La或Ce处理水稻种子对环境有污染的副作用。因此急切需要一种能显著提高种子引发效果且无副作用的种子引发剂应用于大田生产。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种复合天然植物提取物水稻种子引发剂。该复合天然植物提取物水稻种子引发剂可以通过单独使用或者通过种子引发后“回干”过程中的控温干燥、低温保存等物理手段相结合一起来提高种子的引发效果。

本发明的另一目的在于提供上述复合天然植物提取物水稻种子引发剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述复合天然植物提取物水稻种子引发剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种复合天然植物提取物水稻种子引发剂，该复合天然植物提取物水稻种子引发剂由以下按质量百分比计的原料制成：

所述复合天然植物提取物水稻种子引发剂更加优选由以下按质量百分比计的原料制成：

所述藤茶（ampelopsis grossedentata）提取物中，以总黄酮计，质量百分含量≥40%，且其中二氢杨梅素和杨梅素单体成分的质量百分含量比例为10～12：1；

所述茶叶提取物中，以茶多酚计，质量百分含量≥90.0%；

所述迷迭香提取物中以迷迭香酸计，质量百分含量≥5%；

所述维生素B2、维生素B5、维生素C、叶酸（维生素M）和r-氨基丁酸均为市售原料。

所述藤茶提取物是按以下步骤制备得到：采用藤茶的新鲜茎叶，在温度35～45℃条件下干燥后得到藤茶干燥原料；将藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液，再经喷雾干燥法得到藤茶提取物；所述乙醇提取法中藤茶干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%，优选体积百分比浓度90%。所述藤茶采用广东、广西、湖南、湖北、江西等地产的藤茶，优选湖南张家界地区春夏季节出产的藤茶。

所述茶叶提取物是按以下步骤制备得到：采用红茶或乌龙茶作为原料，乙醇浸提2次，合并提取液；浓缩提取液至原体积的30%后，加入等体积的氯仿萃取2次去掉杂质；将氯仿萃取后余下的水相又用等体积乙酸乙酯萃取2次，每次20min，合并乙酸乙酯萃取液；减压蒸馏回收乙酸乙酯后喷雾干燥余下的水相即得茶叶提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇体积百分比浓度为70～80%，优选体积百分比浓度70%，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时。所述红茶或乌龙茶优选广东潮汕地区出产的红茶或乌龙茶。

所述迷迭香提取物提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜迷迭香植物茎和叶在温度35～45℃条件下干燥后得到迷迭香植物干燥原料；将迷迭香植物干燥原料采用乙醇提取法得到迷迭香植物提取液，再经喷雾干燥法得到迷迭香植物提取物；所述乙醇提取法中迷迭香植物干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%，优选体积百分比浓度90%。

所述芦荟凝胶冻干粉是按以下步骤制备得到：选用芦荟鲜叶（优选目前我国大量种植的“库拉索芦荟”品种），先将叶肉与表皮分离，并尽量不触及芦荟表层的细胞结构；然后，从叶肉和纤维中榨取凝胶汁，再采用膜分离常温浓缩工艺制成浓缩汁后再进行冷冻干燥为芦荟凝胶冻干粉成品；在冷冻干燥处理前，凝胶浓缩汁要保持冷藏，对凝胶浓缩汁冷冻干燥无需添加基料，也不用使用防腐剂或其它添加剂。

上述复合天然植物提取物水稻种子引发剂的制备方法，包括以下操作步骤：按上述配比称取藤茶提取物、茶叶提取物、迷迭香植物提取物、芦荟凝胶冻干粉、维生素B2、维生素B5、维生素C、叶酸和r-氨基丁酸原料置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得复合天然植物提取物水稻种子引发剂。

所述应用包括以下操作步骤：在水稻劣变种子使用前0.5～1个月，用水将复合天然植物提取物水稻种子引发剂溶解制成质量百分比为0.1～0.5%的溶液，再将水稻劣变种子浸泡其中，浸泡位置为溶液高出种子最顶部1～2cm，浸泡12～24小时后，将种子从溶液中拿出沥干水，然后将种子回干（回干是将沥干水后的种子置于阴凉干燥处自然干燥后晒干或置于35℃以下烘箱烘干）至种子安全贮藏含水量进行贮藏。

所述应用还包括以下操作步骤：在水稻劣变种子浸种催芽前进行引发，用水将复合天然植物提取物水稻种子引发剂溶解制成质量百分比为0.1～0.5%的溶液，再将水稻劣变种子浸泡其中，浸泡位置为溶液高出种子最顶部1～2cm，浸泡12～24小时后，将种子在35℃以下烘箱回干24～48小时，立即进入种子浸种催芽过程。

所述水稻种子是指经国家相关部门批准在我国使用的各种水稻品种（系），优选杂交水稻组合（品系）。

本发明的原理是：本发明选择上述原料的原理主要在于要解决水稻种子引发过程中的两个最重要的问题，一是复合引发剂要协同促进水稻种子胚细胞活力的恢复和提高，其二是要协同解决种子引发过程中微生物繁殖对种子所造成的腐烂问题。具体原理分述如下：

藤茶提取物：藤茶提取物中的主要活性成分为二氢黄酮类化合物和黄酮类化合物，其中二氢杨梅素和杨梅素为提取物中的两个主要单体成分。前人研究成果表明，藤茶提取物具有抗衰老、抗氧化、促进细胞活力提高等多种作用，是一种非常好的功能食品原料；另外当藤茶提取物中总黄酮含量超过40%且二氢杨梅素和杨梅素的百分含量比例为10～12：1之间时，对微生物的杀灭和抑制作用最强。

茶叶提取物：茶叶提取物中的主要活性成分为茶多酚，具有很强的生物学活性，除了具有良好的保鲜、抗氧化性，清除自由基和抑制致癌物引起的突变，还可抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡和阻滞细胞周期等。茶多酚的抗菌机理主要在于多酚类物质能沉淀菌体蛋白，使菌体蛋白变性而失活。目前茶多酚已成为医药、食品的新型添加剂，目前除了茶多酚片剂、胶囊剂等外，作为抗氧化剂和食品添加剂在粮油食品、方便食品、水产品、肉制品、调味品、糖果、饮料等多类食品中均有广泛的应用。另外，茶叶提取物在对多种微生物的拟制时，又以拟制黄曲霉、青霉的能力最强。

迷迭香植物提取物：迷迭香植物提取物是一种天然抗氧化剂，具有高效抗氧化、抑菌、安全无毒、耐高温等特性。水溶性产品主要适用于水溶性成分的抗氧化。主要用于水产品保鲜加工、天然色素、口服液、沐浴露、洗发水、饮料、酒类和透明包装产品中。

维生素B2：又叫核黄素；核典素是体内许多重要辅酶类的组成成分，这些酶能在体内物质代谢过程中传递氢，它还是蛋白质、糖、脂肪酸代谢和能量利用与组成所必需的物质。能促进生长发育。在保护植物方面主要是应用其抗氧化作用。

泛酸（维生素B5）：抗应激、抗寒冷、抗感染、防止某些抗生素的毒性。在保护植物方面主要是应用其抗氧化和抗应激作用

维生素C：增加抗体，增强抵抗力；促进红细胞成熟。在保护植物方面主要是应用其抗氧化作用。

叶酸（维生素M）：抗贫血；维护细胞的正常生长和免疫系统的功能。在保护植物方面主要是应用其抗氧化作用和维护细胞的正常生长。

r-氨基丁酸：是一种天然存在的功能性氨基酸，生理作用十分广泛。在哺乳动物的脑、骨髓中存在，是一种重要的抑制性神经传导物质；在蔬菜、水果中都含有γ—氨基丁酸，但含量稀少；在粮食作物种子中主要存在于种子胚中，可以说种子能否发芽与胚中r-氨基丁酸的含量密切相关。

芦荟凝胶冻干粉：芦荟凝胶含有多种植物活性成分及氨基酸，维生素，多糖和矿物质成分，具有抗衰老、杀菌抑菌、保湿等作用，生理作用十分广泛。在本发明中除利用芦荟凝胶冻干粉的上述作用外，还有一个特别要利用的作用在于芦荟凝胶冻干粉中含有许多胶体物质，可以代替引发剂中的常用的如化学胶体物质PEG（聚乙二醇）。复合引发剂中加入芦荟凝胶冻干粉后可以形成胶体溶液，溶液能得到较低的水势，因此在种子引发过程中，由引发剂调配形成的溶液就可以通过胶体渗透势来调控细胞吸水的程度和状态，能使种子的吸水趋于稳定和同步化，最终提高种子的萌发率和整齐率，从而达到提高发芽率的目的。

本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：

（1）本发明复合天然植物提取物水稻种子引发剂配方构成合理，充分利用了各原料各自具备的特性和作用，合理组配使其协同发挥最好的引发效果。

（2）加工制作简单，使用方便，为水稻种子的引发提供了一种理想的产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例所使用的各原料来源如下：

1、藤茶提取物是按以下步骤制备得到：采用藤茶的新鲜茎叶，在温度35～45℃条件下干燥后得到藤茶干燥原料；将藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液，再经喷雾干燥法得到藤茶提取物；所述乙醇提取法中藤茶干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%。所得藤茶提取物中，以总黄酮计，质量百分含量≥40%，且其中二氢杨梅素和杨梅素单体成分的质量百分含量比例为10～12：1。

2、茶叶提取物是按以下步骤制备得到：采用红茶或乌龙茶作为原料，乙醇浸提2次，合并提取液；浓缩提取液至原体积的30%后，加入等体积的氯仿萃取2次去掉杂质；将氯仿萃取后余下的水相又用等体积乙酸乙酯萃取2次，每次20min，合并乙酸乙酯萃取液；减压蒸馏回收乙酸乙酯后喷雾干燥余下的水相即得茶叶提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇浓度为70～80%，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时。所得茶叶提取物中，以茶多酚计，质量百分含量≥90.0%。

3、迷迭香植物提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜迷迭香植物茎和叶在温度35～45℃条件下干燥后得到迷迭香植物干燥原料；将迷迭香植物干燥原料采用乙醇提取法得到迷迭香植物提取液，再经喷雾干燥法得到迷迭香植物提取物；所述乙醇提取法中迷迭香植物干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%，优选体积百分比浓度90%。

4、芦荟凝胶冻干粉是按以下步骤制备得到：选用芦荟鲜叶（优选目前我国大量种植的“库拉索芦荟”品种），先将叶肉与表皮分离，并尽量不触及芦荟表层的细胞结构。然后，从叶肉和纤维中榨取凝胶汁，再采用膜分离常温浓缩工艺制成浓缩汁后再进行冷冻干燥为芦荟凝胶冻干粉成品。在冷冻干燥处理前，凝胶浓缩汁要保持冷藏，对凝胶浓缩汁冷冻干燥不需要添加基料，也不使用防腐剂或其它添加剂。

5、所述维生素B2为湖北兴银河化工有限公司生产的“兴银河牌”食品级维生素B2；所述维生素B5为武汉宏信康精细化工有限公司生产的“兴银河牌”食品级维生素B5；所述维生素C为武汉大华生物科技有限公司生产的“武汉大华牌”食品级维生素C；所述叶酸为湖北兴银河化工有限公司生产的“兴银河牌”食品级叶酸；所述r-氨基丁酸为安徽来福高科股份有限公司生产的食品级原料。

实施例1：

称取质量百分比48.25%的藤茶提取物、质量百分比34.00%的茶叶提取物、质量百分比14.50%的迷迭香提取物、质量百分比0.15%的维生素B2、质量百分比0.15%的维生素B5、质量百分比0.15%的维生素C、质量百分比0.15%的叶酸（维生素M）、质量百分比0.15%的r-氨基丁酸和质量百分比2.50%芦荟凝胶冻干粉置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得复合天然植物提取物水稻种子引发剂。

实施例2：

称取质量百分比48.00%的藤茶提取物、质量百分比34.25%的茶叶提取物、质量百分比14.50%的迷迭香提取物、质量百分比0.10%的维生素B2、质量百分比0.20%的维生素B5、质量百分比0.15%的维生素C、质量百分比0.20%的叶酸（维生素M）、质量百分比0.20%的r-氨基丁酸和质量百分比2.40%芦荟凝胶冻干粉置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得复合天然植物提取物水稻种子引发剂。

实施例3：

称取实施例1中所制备的复合天然植物提取物水稻种子引发剂0.1kg和水99kg，在加热和搅拌状态下将复合天然植物提取物水稻种子引发剂充分溶解到水中制备成质量百分比为0.1%的种子引发溶液。取300kg劣变水稻种子置于上述已制备且已经冷却的种子引发溶液中，浸泡位置为溶液高出种子最顶部1～2cm，浸泡15小时后，将种子回干后贮藏1星期，进行种子的浸种催芽和发芽率测定。引发实验表明，在对“秋优998”、“天优2168”、“博优998”和“天优368”4个不同组合（材料全部由广东省金稻种业有限公司提供）劣变水稻种子进行引发时，与不经任何处理的劣变水稻种子相比，发芽率增加了3～5%。

实施例4：水稻劣变种子经引发剂处理后的发芽情况

本实验过程中的“引发处理”具体方法如下：

CK为实验对照，即取不经过任何处理的水稻劣变种子直接按“水稻种子发芽率测定方法”（GB/T3543）进行；“清水12h”和“清水24h”处理为将水稻劣变种子在清水中浸泡12h和24h后将种子回干后按GB/T3543方法测定水稻种子的发芽率；“0.15%复合天然植物提取物24h”和“0.2%复合天然植物提取物12h”处理为取0.15公斤和0.2公斤实施例2所得复合天然植物提取物水稻种子引发剂在清水中加热溶解，然后加水将溶液定容至100公斤即得“0.15%复合天然植物提取物”和“0.2%复合天然植物提取物”溶液，然后将水稻劣变种子放到其中浸泡24h和12h后将种子回干后测发芽率。

下面表1和表2为两个不同杂交水稻组合处理后发芽率的数据变化（杂交水稻组合材料由广东省金稻种业有限公司提供），从中可以看出，加入本发明复合天然植物提取物水稻种子引发剂对水稻种子的引发效果明显提高。

表1“天优998”水稻杂交组合经引发后发芽率的变化

表2“天优368”水稻杂交组合经引发后发芽率的变化

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合天然植物提取物水稻种子引发剂，其特征在于：该复合天然植物提取物水稻种子引发剂由以下按质量百分比计的原料制成：

所述藤茶提取物中，以总黄酮计，质量百分含量≥40%，且其中二氢杨梅素和杨梅素单体成分的质量百分含量比例为10～12：1；

所述茶叶提取物中，以茶多酚计，质量百分含量≥90.0%；

所述迷迭香提取物中以迷迭香酸计，质量百分含量≥5%；

所述藤茶提取物是按以下步骤制备得到：采用藤茶的新鲜茎叶，在温度35～45℃条件下干燥后得到藤茶干燥原料；将藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液，再经喷雾干燥法得到藤茶提取物；所述乙醇提取法中藤茶干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%；

所述茶叶提取物是按以下步骤制备得到：采用红茶或乌龙茶作为原料，乙醇浸提2次，合并提取液；浓缩提取液至原体积的30%后，加入等体积的氯仿萃取2次去掉杂质；将氯仿萃取后余下的水相又用等体积乙酸乙酯萃取2次，每次20min，合并乙酸乙酯萃取液；减压蒸馏回收乙酸乙酯后喷雾干燥余下的水相即得茶叶提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇体积百分比浓度为70～80%，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时；

所述迷迭香提取物提取物是按以下步骤制备得到：将新鲜迷迭香植物茎和叶在温度35～45℃条件下干燥后得到迷迭香植物干燥原料；将迷迭香植物干燥原料采用乙醇提取法得到迷迭香植物提取液，再经喷雾干燥法得到迷迭香植物提取物；所述乙醇提取法中迷迭香植物干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%；

所述芦荟凝胶冻干粉是按以下步骤制备得到：选用芦荟鲜叶，先将叶肉与表皮分离，再从叶肉和纤维中榨取凝胶汁，然后采用膜分离常温浓缩工艺制成浓缩汁，保持冷藏，再进行冷冻干燥为芦荟凝胶冻干粉。

2.根据权利要求1所述的一种复合天然植物提取物水稻种子引发剂，其特征在于：该复合天然植物提取物水稻种子引发剂由以下按质量百分比计的原料制成：

3.根据权利要求1所述的复合天然植物提取物水稻种子引发剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：按上述配比称取藤茶提取物、茶叶提取物、迷迭香植物提取物、芦荟凝胶冻干粉、维生素B2、维生素B5、维生素C、叶酸和r-氨基丁酸原料置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得复合天然植物提取物水稻种子引发剂。

4.根据权利要求1所述的复合天然植物提取物水稻种子引发剂在提高水稻种子引发效果中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述应用包括以下操作步骤：在水稻劣变种子使用前0.5～1个月，用水将复合天然植物提取物水稻种子引发剂溶解制成质量百分比为0.1～0.5%的溶液，再将水稻劣变种子浸泡其中，浸泡位置为溶液高出种子最顶部1～2cm，浸泡12～24小时后，将种子从溶液中拿出沥干水，然后将种子回干至种子安全贮藏含水量进行贮藏。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述回干是将沥干水后的种子置于阴凉干燥处自然干燥后晒干或置于35℃以下烘箱烘干。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述应用包括以下操作步骤：在水稻劣变种子浸种催芽前进行引发，用水将复合天然植物提取物水稻种子引发剂溶解制成质量百分比为0.1～0.5%的溶液，再将水稻劣变种子浸泡其中，浸泡位置为溶液高出种子最顶部1～2cm，浸泡12～24小时后，将种子在35℃以下烘箱回干24～48小时，立即进入种子浸种催芽过程。