CN104012534A - 一种小麦抗寒调节剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于植物生长调节剂技术领域，涉及一种小麦抗寒调节剂，具体成分配比为：浒苔多糖100-1000mg/L，水杨酸0mg/L或100-200mg/L，油菜素内酯0mg/L或0.01-0.1mg/L，甜菜碱0mg/L或100-1000mg/L，亚精胺0mg/L或10-100mg/L，表面活性剂0mg/L或1000-20000mg/L，水作为溶剂；浒苔多糖为分子量1k-50kDa的低分子量浒苔多糖；涉及的表面活性剂为吐温系列、司盘系列、OP系列和/或NP系列中的一种或多种的混合物；所述小麦抗寒调节剂的使用方法为对小麦幼苗进行喷施/灌溉，或者对小麦种子进行浸种6-12h后播种；其组份简单，原料易得，成本低廉，效果显著，且环境友好。

Description

一种小麦抗寒调节剂

技术领域：

本发明属于植物生长调节剂技术领域，涉及一种小麦抗寒调节剂，组分包含有浒苔多糖或浒苔多糖与水杨酸、油菜素内酯、甜菜碱和/或亚精胺中一种或多种的复配制剂，能够有效提高小麦的抗寒能力。

背景技术：

浒苔是一种大型经济绿藻，属于绿藻门石莼目石莼科浒苔属，藻体呈草绿色，主要生长于潮间带，具有较强的繁殖能力和环境耐受力，全年均可生长，在我国沿海有大量分布；但近年来我国近海岸海域连续爆发大规模突发性浒苔绿潮，给海域环境造成了极大的污染，目前常见的浒苔利用方法大多是掩埋沤肥或晒干粉碎成饲料，其技术含量较低、利用效率不高，造成了严重的资源浪费，因此需要开发出新的浒苔处理和应用技术，以加强浒苔的高值化开发应用，减轻近海污染。浒苔中含有的浒苔多糖(EP)是浒苔主要活性物质之一，其具有免疫调节活性、促细胞增殖活性和抗氧化活性等众多特点，而且浒苔多糖作为纯天然海藻多糖，在植物抗病和抗逆方面液具有深远的应用潜力。水杨酸(SA)是诱导植物抗病及抗逆的重要信号分子，能够提高植物保护酶活性，增加渗透调节物质及次生代谢产物含量，从而提高植物的抗病性及抗逆性；油菜素内酯(BR)是一种对植物有生长调节作用的甾体类化合物，能够减轻逆境胁迫对植物幼苗的伤害作用，其作为一种新型植物激素，在提高植物抗逆性上具有广泛应用；甜菜碱(GB)是一种季铵型水溶性生物碱,也是一种非毒性的渗透调节物质，其在植物抗逆中得到了越来越多的重视；亚精胺(Spd)被认为是类似第二信使的活性物质，对诱导植物的抗逆性起着重要作用；上述四种物质均无毒、无害、无污染,能够诱导植物产生抗逆性,是绿色环保的生物源化学诱抗物质。

小麦是我国第二大粮食作物，其生育期长，秋季播种，经冬历春，夏季收获，生育期跨越2年，含春夏秋冬四季，在小麦的生长初期及返青拔节等关键生育期都会经历寒流、倒春寒等低温胁迫，而且几乎所有冬小麦种植区都有冷害和冻害发生，大大影响了小麦生产的品质和产量稳定，严重威胁了粮食安全，目前低温冻害已成为我国小麦生产上最大的自然灾害之一；因此，增强小麦抗低温冷冻害能力对保证小麦高产稳产、保障粮食安全具有重要的现实意义与应用价值；实践中有中国专利201310116703.6公开了一种小麦抗低温调节剂及其制备方法，具体组分包括氨基多糖3～9g/L、氯化胆碱20～100g/L、水杨酸或水杨酸钠4～20g/L、硅酸钾80～400g/L、表面活性剂20～100g/L和水，但其成分复杂、制备方法繁琐且效果不佳；因此本发明寻求设计一种简单易得、成本低廉、绿色天然和抗低温效果显著的小麦抗寒调节剂，对于小麦的生产培育具有重要的经济意义。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种小麦抗寒调节剂，能够增强小麦种子或幼苗的多项生理指标、提高多种抗氧化酶活性，提高小麦抵抗低温胁迫的能力。

为了实现上述目的，本发明涉及的小麦抗寒调节剂的成分配比为：浒苔多糖100-1000mg/L，水杨酸0mg/L或100-200mg/L，油菜素内酯0mg/L或0.01-0.1mg/L，甜菜碱0mg/L或100-1000mg/L，亚精胺0mg/L或10-100mg/L，表面活性剂0mg/L或1000-20000mg/L，水作为溶剂。

本发明涉及的浒苔多糖为分子量1k-50kDa的低分子量浒苔多糖；涉及的表面活性剂为吐温系列、司盘系列、OP系列和/或NP系列中的一种或多种的混合物；所述小麦抗寒调节剂的使用方法为对小麦幼苗进行喷施/灌溉，或者对小麦种子进行浸种6-12h后播种。

本发明涉及的小麦抗寒调节剂的制备过程为：将浒苔多糖溶于蒸馏水中，使浒苔多糖的作用浓度为100-1000mg/L，配制成浒苔多糖溶液即制得抗寒调节剂；或再向浒苔多糖溶液中分别加入水杨酸、油菜素内酯、甜菜碱和/或亚精胺，使水杨酸浓度为0mg/L或100-200mg/L，油菜素内酯浓度为0mg/L或0.01-0.1mg/L，甜菜碱浓度为0mg/L或100-1000mg/L，亚精胺浓度为0mg/L或10-100mg/L，最终搅拌均匀配比制成复配溶液即制得抗寒调节剂；或再向复配溶液中加入表面活性剂，使表面活性剂浓度为1000-20000mg/L，搅拌均匀后制得抗寒调节剂。

本发明与现有技术和产品相比，将浒苔多糖以及水杨酸、油菜素内酯、甜菜碱和亚精胺等生物源诱抗物质进行复配，制成抗寒调节剂，能够提高植物对低温胁迫的综合抵抗力，保证植物正常生长发育；所选用原料浒苔来源丰富，成本低廉，环境友好；制备调节剂的方法简单易行，便于推广应用。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步详细描述，但是本发明并不限于下述实施方式。

实施例1：

本实施例中将分子量为1k-50kDa的低分子量浒苔多糖溶于蒸馏水，使浒苔多糖浓度为100-1000mg/L，制得抗低温调节剂A；或向抗低温调节剂A中分别加入水杨酸、油菜素内酯、甜菜碱和/亚精胺其中任意一种或多种，具体浓度为水杨酸0mg/L或100-200mg/L，油菜素内酯0mg/L或0.01-0.1mg/L，甜菜碱0mg/L或100-1000mg/L，亚精胺0mg/L或10-100mg/L，制得抗低温调节剂B；或再向抗低温调节剂A或抗低温调节剂B中分别加入表面活性剂，表面活性剂选用吐温系列、司盘系列、OP系列和/或NP系列中的一种或多种的混合物，使表面活性剂浓度为1-20g/L，制得抗低温调节剂C；上述抗低温调节剂A、抗低温调节剂B和抗低温调节剂C均能有效提高小麦的抗寒能力，促进其生产。

实施例2：

本实施例中先称取100mg分子量为5kDa的浒苔多糖溶于800ml蒸馏水中，再加入1000mg吐温-20并搅拌均匀，最后用蒸馏水定容至1L，搅拌均匀后制得小麦抗寒调节剂。

实施例3：

本实施例中先称取100mg分子量为5kDa的浒苔多糖溶于800ml蒸馏水中制得浒苔多糖溶液，再称取100mg水杨酸溶于上述浒苔多糖溶液中，然后加入1000mg吐温-20并搅拌均匀，最后用蒸馏水定容至1L，搅拌均匀后制得小麦抗寒调节剂。

实施例4：

本实施例中先称取100mg分子量为5kDa的浒苔多糖溶于800ml蒸馏水中制得浒苔多糖溶液，再称取0.01mg油菜素内酯溶于上述浒苔多糖溶液中，然后加入5000mg司盘-60并搅拌均匀，最后用蒸馏水定容至1L，搅拌均匀后制得小麦抗寒调节剂。

实施例5：

本实施例中先称取100mg分子量为50kDa的浒苔多糖溶于800ml蒸馏水中制得浒苔多糖溶液，再称取10mg亚精胺溶于上述浒苔多糖溶液中，然后加入5000mg OP-7并搅拌均匀，最后用蒸馏水定容至1L，搅拌均匀后制得小麦抗寒调节剂。

实施例6：

本实施例中先称取1000mg分子量为5kDa的浒苔多糖溶于800ml蒸馏水中制得浒苔多糖溶液，再称取100mg甜菜碱溶于上述浒苔多糖溶液中，然后加入5000mg NP-7并搅拌均匀，最后用蒸馏水定容至1L，搅拌均匀后制得小麦抗寒调节剂。

实施例7：

本实施例对处于幼苗期的小麦幼苗用实施例2-6中制得的抗寒调节剂进行喷洒处理，具体实验如下：：

(1)实验方法：将小麦种子消毒、浸泡、催芽，待种子刚露白，挑选饱满、大小均一的小麦种子播撒到培养皿中，每皿20粒，用Hoagland(霍格兰氏)营养液在光照培养箱中培养，培养条件为25/20℃(昼/夜)、光照强度300μmol/m2/s、光照周期14/l0h(昼/夜)，相对湿度65±5％；待小麦幼苗生长至2叶1心期时，用实施例2-6中制得的抗寒调节剂对小麦幼苗叶片进行喷施，使叶片完全湿润，但液体不流下，阴性对照组喷以等量的清水；24h后将小麦幼苗置于4℃低温胁迫3d，然后测定小麦幼苗叶片各项指标；

(2)实验结果：①丙二醛(MDA)是盐胁迫下膜脂过氧化的产物，其含量的大小可代表膜损伤程度的大小；本实验中低温胁迫下，MDA含量显著升高，经抗寒调节剂处理后能够明显缓解低温胁迫对细胞膜的伤害；低温胁迫条件下，小麦幼苗叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量明显降低，经抗寒调节剂处理后能够提高二者含量，提高植物体总体代谢水平，并维持植物渗透调节能力；抗寒调节剂还能够提高小麦幼苗叶片叶绿素含量，以促光合作用，保证植物正常生长发育；具体对比结果如表1所示：

表1小麦抗寒调节剂对小麦幼苗叶片各项指标的影响

②超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化酶(CAT)共同组成植物的保护酶系统，能够催化活性氧发生歧化反应生成无毒分子氧和水；本试验中在低温胁迫的刺激下，SOD和CAT的活性有所提高，以保护植物细胞膜，经抗寒调节剂处理后，SOD、CAT和POD活性显著升高，以保护细胞膜不受自由基的损伤，提高植物对低温胁迫的抵抗能力；具体对比结果如表2所示：

表2小麦抗寒调节剂对小麦幼苗叶片抗氧化酶的影响

③本实验在低温胁迫3d后，将小麦幼苗移至常温条件下培养7d，再测量其苗高、湿重；然后用105℃烘箱烘干2h后至恒重，再测定干重；结果表明经抗寒调节剂处理后，小麦幼苗的苗高、苗重均有明显增加，说明浒苔多糖能够提高小麦幼苗抵抗低温胁迫的能力，以保证其正常生长；具体对比结果如表3所示：

表3小麦抗寒调节剂对小麦幼苗生物量的影响

Claims (4)

1.一种小麦抗寒调节剂，其特征在于成份配比为：浒苔多糖100-1000mg/L，水杨酸0mg/L或100-200mg/L，油菜素内酯0mg/L或0.01-0.1mg/L，甜菜碱0mg/L或100-1000mg/L，亚精胺0mg/L或10-100mg/L，表面活性剂0mg/L或1000-20000mg/L，水作为溶剂。

2.根据权利要求1所述的小麦抗寒调节剂，其特征在于所述浒苔多糖的分子量为1k-50kDa；所述表面活性剂为吐温系列、司盘系列、OP系列和/或NP系列中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的小麦抗寒调节剂，其特征在于使用方法为对小麦幼苗进行喷施或灌溉，或对小麦种子进行浸种6-12h后播种。

4.根据权利要求1所述的小麦抗寒调节剂，其特征在于制备过程为：将浒苔多糖溶于蒸馏水中配制成浒苔多糖溶液即制得抗寒调节剂；或再向浒苔多糖溶液中分别加入水杨酸、油菜素内酯、甜菜碱和/或亚精胺，最终搅拌均匀配比制成复配溶液即制得抗寒调节剂；或者再向复配溶液中加入表面活性剂，搅拌均匀后制得抗寒调节剂。