CN103435422A - 甘蓝型油菜耐旱种子处理剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甘蓝型油菜耐旱种子处理剂及其应用，种子处理剂含有浓度为0.05mmol/L的硝普钠，其试剂中原料种类少，使用浓度低，成本低廉，无毒副作用；并且种子处理剂使用简单，播种前浸种30分钟即可，处理后的种子能够提高种子的发芽率，促进胚根和胚芽伸长，同时也能在干旱环境下使用，因此能够用于提高甘蓝型油菜耐旱性，具有较大的推广价值。

Description

甘蓝型油菜耐旱种子处理剂及其应用

技术领域

本发明属于农业领域，具体涉及甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，还涉及甘蓝型油菜耐旱种子处理剂的应用。

背景技术

油菜（Brassica campestris L.），又叫油白菜，苦菜，是十字花科植物油菜的嫩茎叶，属十字花科白菜变种。在我国，油菜常年种植面积约为800万公顷，其种子含油量为30%-50%，是中国重要的油料作物。长期以来，中国油菜种植面积和总产量均占世界的1/3左右，居世界首位。但是，在油菜生产上常由于季节性干旱而导致减产。在北方地区，尤其是在干旱、半干旱地区，尽管有大片肥沃的土地，但是水分往往成了农业生产的主要限制因子，特别是在我国油菜主要种植区-长江流域，秋播干旱往往影响油菜种子萌发，从而影响油菜生长及产量。因此，如何缓解干旱胁迫对油菜的影响，提高干旱条件下油菜种子萌发率对油菜稳产高产有着重要意义。

目前有一些文献报导应用生长调节剂提高油菜抗旱力，但生长调节剂处理时一般对浓度有严格要求，稍有差错会影响效果，有时甚至产生副作用；有的生长调节剂还有一定毒性及残留，对人畜会产生次级危害。因此，急需一种无毒副作用的，能够提高油菜抗旱力的制剂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，试剂中原料种类少，无毒副作用，处理后能够在干旱条件下提高种子的发芽率，伸长胚芽和胚根的长度；本发明的目的之二在于提供甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在提高甘蓝型油菜耐旱性中的应用；本发明的目的之三在于提供甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在提高甘蓝型油菜叶绿素含量重的的应用；本发明的目的之四在于提供甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在促进甘蓝型油菜根和/或芽生长中的应用。

为实现上述发明目的，提供如下技术方案：

1.甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，所述种子处理剂含有浓度为0.05mmol/L的硝普钠。

优选的，各组分终浓度如下，硝普钠浓度为0.05mmol/L，硼肥重量百分比为0.1～0.2%。

更优选的，所述硼肥的重量百分比为0.1%。

2.所述甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在提高甘蓝型油菜耐旱性中的应用。

3.所述的甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在提高甘蓝型油菜叶绿素含量中的应用。

4.所述的甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在促进甘蓝型油菜根和/或芽生长中的应用。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，种子处理剂中含有合适浓度的硝普钠（SNP），硝普钠可在植物细胞中释放NO，将外源NO导入植物种子调节油菜在干旱条件下的萌发能力，由于一氧化氮（Nitric oxide，NO）是一种广泛分布于生物体内的气体活性分子，在植物体内主要通过一氧化氮合酶（Nitric oxidesynthase，NOS）和硝酸还原酶（Nitrate reductase，NR）催化合成，也可经非酶促的氧化还原反应产生，所以毒副作用小，本发明NO在干旱环境下刺激甘蓝型油菜的信号传导，最终促进种子萌发、侧根和根毛发育、气孔运动、开花和防御反应等许多重要的生理过程。使用后能够提高种子的发芽率、促进芽和根的伸长，最大可促进根长伸长33.3%，芽长伸长40.0%，有较大的推广价值。

附图说明

图1为不同浓度的PEG6000处理对油菜根长的影响。

图2为不同浓度的PEG6000处理对油菜芽长的影响。

图3为不同浓度的硝普钠处理对油菜根长的影响。

图4为不同浓度的硝普钠处理对油菜芽长的影响。

图5为不同处理组油菜幼苗根长结果图。

图6为不同处理组油菜幼苗芽长结果图。

图7为不同处理组油菜幼苗干重结果图。

图8为不同处理组油菜叶片相对含水量结果图。

图9为不同处理组油菜幼苗叶绿素含量结果图。

图10为不同处理组油菜幼苗根系电导率结果图。

图11为不同处理组油菜幼苗丙二醛（MDA）含量结果图。

具体实施方

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

将PEG6000用蒸馏水分别配制成质量分数为5%、10%、15%、20%、25%的梯度溶液，然后将挑选颗粒饱满、大小一致的油菜种子，从中随机取50粒种子，均匀排列在加相应处理溶液至滤纸饱和的培养皿中进行胁迫处理，每处理3次重复。同时以蒸馏水处理作为对照组（记为CK）。实验过程中每天更换溶液，使各处理的浓度保持不变。1周后测定其芽长、根长，以其均值作为芽长、根长长度的指标，其中油菜根长结果如图1所示，油菜芽长结果如图2所示。

由图1可知，用PEG6000处理后油菜根长较用蒸馏水处理的短，并且随着PEG浓度的升高，根长越短。表明PEG6000对油菜种子具有干旱胁迫作用。

由图2可以看出油菜芽长随干旱胁迫的增强逐渐下降，与CK相比，用质量分数为5%的PEG6000处理后油菜的芽长减短了1.09cm；用质量分数为10%的PEG6000处理后油菜的芽长减短了1.33cm；用质量分数为15%的PEG6000处理后油菜芽长减短了1.65cm；用质量分数为20%的PEG6000处理后油菜芽长减短了2.15cm；用质量分数为25%的PEG6000处理后油菜芽长减短了2.36cm；说明不同的干旱条件对油菜造成了不同程度的胁迫。

综上所述，在干旱胁迫条件下,油菜幼苗的根长和芽长都受到了不种程度的影响，再根据其整体长势，筛选出油菜模拟干旱胁迫条件PEG浓度为15%。

实施例2

用蒸馏水将硝普钠配分别制成浓度为0.05mmol/L、0.1mmol/L、0.5mmol/L、1.0mmol/L、2.0mmol/L5个浓度，然后挑选颗粒饱满、大小一致的油菜种子，从中随机取50粒种子。用不同浓度硝普钠浸种2小时后，均匀排列在加相应处理溶液的带滤纸的培养皿中进行培养，每处理3次重复，同时以蒸馏水处理组作为对照（记为CK）。试验过程中每天更换溶液，使各处理的浓度保持不变。1周后，每处理组随机取15粒萌发种子测其芽长、根长，以其均值作为芽长、根长长度的指标，其中油菜根长结果如图3所示，油菜芽长结果如图4所示。

由图3可以看出，与对照相比，0.01mmol/L和0.1mmol/L对油菜根长的影响不明显，而0.05mmol/L能明显促进油菜幼苗的根长，随着硝普钠浓度的增加对油菜幼苗根长的抑制作用也逐渐增强。

由图4可以看出，0.01mmol/L、0.05mmol/L能促进油菜幼苗的芽长，随着浓度的增加硝普钠对油菜幼苗芽长表现出抑制作用，而且抑制作用逐渐增强。结果表明：硝普钠浓度为0.05mmol/L时，对油菜根和油菜芽伸长效果最明显。

实施例3

取12套直径9cm的培养皿，洗净烘干后铺两层大小适宜的干净滤纸，于80℃烘箱内烘12h后取出备用。挑选颗粒饱满、大小一致的油菜种子，从中随机取50粒种子浸种2小时，然后分别进行如下处理，蒸馏水（记为CK）、浓度为0.05mmol/LSNP（记为SNP）、质量分数为15%的PEG（记为PEG）、质量分数为15%的PEG和浓度为0.05mmol/L的SNP（记为PEG+SNP）至加滤纸的培养皿中进行培养，每个处理3次重复。实验过程中每天更换溶液，使各处理的浓度保持不变。1周后进行相应指标的测定。

1.测定油菜幼苗根长

油菜根长结果如图5所示。由图5可知，SNP单独处理能促进油菜幼苗的根长，而用PEG干旱胁迫处理，油菜幼苗的根长明显受到了抑制。SNP与PEG复合处理，油菜幼苗的根长比用PEG单独处理增长了1.10cm，说明SNP能够缓解干旱胁迫对油菜幼苗根长的抑制作用。

2.测定油菜幼苗芽长

油菜芽长结果如图6所示。由图6可见，与对照相比，用SNP处理变化不太大，只增长了0.62cm，单独用PEG处理，油菜幼苗的芽长则明显受到了抑制，减短了3.91cm，而SNP与PEG复合处理，油菜幼苗的芽长与用PEG单独处理增长了0.81cm，表明干旱胁迫可显著抑制油菜幼苗的生长，SNP能够缓解干旱胁迫下对油菜幼苗根长的抑制作用。

3.测定油菜幼苗干重

取不同处理的萌发后种子用蒸馏水洗净，然后用滤纸吸干水分，称其鲜重，105℃条件下杀青10min后于80℃烘箱内烘干至恒重，称其干重，结果如图7所示。由图7可知，与对照组相比，SNP单独处理能促油菜幼苗的干重增加了0.111g；而单独用PEG处理，油菜幼苗的干重明显降低，由0.618g降到了0.305g；SNP与PEG复合处理，油菜幼苗的干重与用PEG单独处理增加了0.075g。表明干旱胁迫可显著降低油菜幼苗干物质积累，而SNP能够缓解干旱胁迫对油菜幼苗干物质积累的抑制作用。

4.测定油菜叶片相对含水量

根据油菜的鲜重和干重计算油菜叶片的相对含水量，结果如图8所示。由图8可知，与对照相比，SNP单独处理叶片相对含水量基本无太大的变化；而单独用PEG处理，油菜幼苗的叶片相对含水量明显降低，由30.00%降到了25.77%；SNP与PEG复合处理，油菜幼苗的叶片相对含水量与用PEG单独处理增加了0.77%。表明干旱胁迫可导致油菜幼苗叶片相对含水量显著降低，SNP在正常条件下对油菜幼苗叶片相对含水量均无显著影响，而在干旱胁迫条件下能显著提高油菜幼苗叶片的相对含水量。

5.测定油菜幼苗叶绿素含量

取油菜叶片0.1g于丙酮中，并定容至20mL。提取10小时后，测定625nm波长下的消光值。叶绿素含量（mg/g）=(A×V)/34.5m，结果如图9所示。由图9可知，与对照相比，SNP单独处理能促油菜幼苗叶绿素增加了0.093mg/g；而单独用PEG处理，油菜幼苗的叶绿素含量明显降低，由0.336mg/g降到了0.133mg/g；SNP与PEG复合处理，油菜幼苗叶绿素含量与用PEG单独处理增加了0.096mg/g。表明干旱胁迫可导致油菜幼苗叶绿素含量显著降低，而SNP缓解了干旱胁迫对油菜幼苗叶绿素含量的影响。

6.测定油菜幼苗根系膜透性

取出幼苗，尽量不要伤害伤害根系，用蒸馏水洗净后，放入装有蒸馏水的大试管中，在室温下平衡20分钟，期间摇动数次，使外渗物均匀分布在溶液中，平衡结束后，摇匀将电极插入溶液中（不要贴着材料和试管壁）测电导率，结果如图10所示。由图10可知，与对照相比，SNP单独处理能促使油菜幼苗根系的电导率降低0.1μs；而单独用PEG处理，油菜幼苗根系的电导率明显升高，由1.4μs升到3.1μs；SNP与PEG复合处理，油菜幼苗根系的电导率与用PEG单独处理明显降低。表明干旱胁迫对油菜幼苗根系造成了伤害，而SNP处理后能缓解干旱对根系造成的伤害。

7.测定丙二醛（MDA）含量

取试验材料1g，加入2mL10%TCA，研磨至匀浆，再加8mLTCA进一步研磨，匀浆离心10分钟，上清液为样品提取液。吸取上清液4mL，加入4mL0.6%TBA溶液混匀，与沸水浴上反应15分钟，迅速与冰水中冷却后离心10分钟，取上清液测定532nm、600nm和450nm波长下的消光值，结果如图11所示。由图11可知，与对照相比，SNP单独处理能促油菜幼苗丙二醛的含量降低了0.29μmol/g.FW；而单独用PEG处理，油菜幼苗丙二醛的含量明显升高，由1.82μmol/g.FW升到了5.72μmol/g.FW；SNP与PEG复合处理，油菜幼苗丙二醛的含量与用PEG单独处理明显降低。表明干旱胁迫加剧了油菜幼苗过氧化作用，对油菜幼苗的细胞膜系统造成了损伤，而用SNP处理能缓解干旱胁迫对细胞膜系统造成的损伤。

实施例4

根据实施例1～3配制甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，由于大田播种时一般会添加重量百分数为0.1～0.2%的硼肥，因此在本实施例中添加重量百分比为0.2%的硼肥进行大田试验。具体方法为：取配方量的硝普钠和硼肥溶解在水中配制成甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，制得的种子处理剂中硝普钠的浓度为0.01mmol/L，硼肥的重量百分比为0.2%。然后进行田间试验，具体方法为：挑选颗粒饱满、大小一致的油菜种子，播种前浸泡在配制的甘蓝型油菜耐旱种子处理剂中浸种30分钟，然后播种；并按照相同的方法平行处理3组，然后播种。播种7天后统计种子的发芽率，并于发芽7天后，每处理组随机取15粒萌发种子测其芽长、根长。结果表明，利用甘蓝型油菜耐旱种子处理剂处理后，3个处理组间油菜种子发芽率效提高10～15%，促进胚根伸长30～35%，胚芽伸长40-45%，有较大的推广价值。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，其特征在于：所述种子处理剂含有浓度为0.05mmol/L的硝普钠。

2.根据权利要求1所述甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，其特征在于：各组分终浓度如下，硝普钠浓度为0.05mmol/L，硼肥重量百分比为0.1～0.2%。

3.根据权利要求2所述甘蓝型油菜耐旱种子处理剂，其特征在于：所述硼肥的重量百分比为0.1%。

4.权利要求1-3任一项所述的甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在提高甘蓝型油菜耐旱性中的应用。

5.权利要求1-3任一项所述的甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在提高甘蓝型油菜叶绿素含量中的应用。

6.权利要求1-3任一项所述的甘蓝型油菜耐旱种子处理剂在促进甘蓝型油菜根和/或芽生长中的应用。

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