CN104026130B - 一种玉米抗低温调节剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于植物生长调节剂技术领域，涉及一种玉米抗低温调节剂，涉及的玉米抗低温调节剂的组分配比为：浒苔多糖0.1～1g/L，表面活性剂1-20g/L，水为溶剂；浒苔多糖为分子量1k-50kDa的浒苔多糖；表面活性剂为吐温系列和/或司盘系列中的一种或两种以上的混合物；涉及的抗低温调节剂的使用方法是将调节剂以浸种、喷施或者灌溉的方式处理玉米种或植株，处理植株的时期为种子萌芽期和/或幼苗期；其组份简单，原料易得，成本低廉，作用显著，环境友好。

Description

一种玉米抗低温调节剂

技术领域：

本发明属于植物生长调节剂技术领域，涉及一种玉米抗低温调节剂，将浒苔多糖经微波降解获得低分子量浒苔多糖，再与表面活性剂和水进行配比加工，研制成能够提高玉米抗低温能力的调节剂。

背景技术：

浒苔是绿藻门石莼目石莼科的一属，在我国沿海有大量分布且资源丰富，并具有较强的繁殖能力和环境耐受力。浒苔多糖是来源于浒苔的一种硫酸杂多糖，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生理功能，而且天然环保、绿色无污染，因此在食品、农业和医药等方面均具有良好的应用潜力；但是，浒苔多糖的分子结构及分子量具有不均一性，且水溶性较差，使得浒苔多糖的应用大打折扣，所以提高浒苔多糖的可溶性及其活性，对海藻多糖新资源的开发利用具有重要意义。另外，近几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，如果能够对浒苔进行高值化开发应用，则可以大大减轻近海污染以变害为利，目前常见的做法是将浒苔打捞之后，或者进行掩埋、沤肥，或者经晒干粉碎加工成养殖饲料，但是该类做法技术含量较低，产品附加值不高，成品缺乏市场竞争力，因此需要研究开发出新的处理及应用技术，以实现浒苔的变废为宝和综合利用。

我国是世界玉米主要生产国之一，玉米主产区分布在东北和华北地区，玉米作为我国重要的粮食和饲料作物，不仅影响着我国粮食的供求平衡，而且在国民经济中占有极其重要的地位。玉米是低温敏感型作物，低温冷害是玉米农业生产中主要气象灾害之一，在不同的生长发育阶段均容易遭受低温胁迫，特别是苗期遭受低温冷害是最为常见和最为严重的。在我国因低温冷寒造成的产量不稳、质量不高已成为玉米种植的重要隐患。植物生长调节剂能够促进或抑制目标植物生命过程中的某些环节，使之以符合人类需要的标准调控植物生长和发育，例如有中国专利201310116703.6公开的一种小麦抗低温调节剂及其制备方法；中国专利201210309626.1公开的一种设施黄瓜抗低温调节剂及其制备方法；未见有玉米抗低温调节剂的相关现有技术，因此本发明寻求设计一种能够提高玉米抗低温能力的调节剂，以作用于玉米植株提高其对低温胁迫的抵抗力，保证正常生长发育。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种玉米抗低温调节剂，将用热水提取法制得的浒苔多糖进行降解后获得低分子量浒苔多糖，再配以表面活性剂和水经配比加工制成玉米抗低温调节剂。

为了实现上述目的，本发明涉及的玉米抗低温调节剂的组分配比为：浒苔多糖0.1～1g/L，表面活性剂1-20g/L，水为溶剂；所述浒苔多糖为分子量1k-50kDa的浒苔多糖；表面活性剂为吐温系列和/或司盘系列中的一种或两种以上的混合物；涉及的抗低温调节剂的使用方法是将调节剂以浸种、喷施或者灌溉的方式处理玉米种或植株，处理植株的时期为种子萌芽期和/或幼苗期。

本发明涉及的玉米抗低温调节剂的制备方法为：首先，用热水提取法提取获得浒苔多糖，再将浒苔多糖用微波降解法以功率800W的微波在65-80℃条件下降解反应5-60min后经中和、透析和冷冻干燥得分子量为1k-50kDa的低分子量浒苔多糖；然后将低分子量浒苔多糖加入水中，搅拌溶解均匀；再加入表面活性剂搅拌均匀后加水定容，充分搅拌均匀后制得玉米抗低温调节剂。

本发明与现有技术和产品相比，能够诱导玉米提高对低温胁迫的抵抗力，以保证植株正常生长发育；通过将溶解性较差的浒苔多糖以微波降解法制成低分子量浒苔多糖，便于植物体吸收利用；所选用的浒苔来源丰富，成本低廉，提取方法简单易行；主要组分浒苔多糖属于天然产物，对植物和人类均无害处，环境友好。

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：

本实施例涉及的玉米抗低温调节剂的成分配比为：浒苔多糖0.1～1g/L，表面活性剂1-20g/L，水为溶剂。

本实施例涉及的浒苔多糖为分子量1k-50kDa的浒苔多糖；表面活性剂为吐温系列和/或司盘系列中的一种或两种以上的混合物。

本实施例涉及的玉米抗低温调节剂的使用方法是将调节剂以浸种、喷施或灌溉的方式处理玉米种或植株，处理植株的时期为种子萌芽期和/或幼苗期。

本实施例涉及的玉米抗低温调节剂的制备方法为：首先，用热水提取法提取获得浒苔多糖，再将浒苔多糖用微波降解法以功率800W的微波在65-80℃条件下降解反应5-60min后经中和、透析和冷冻干燥得分子量为1k-50kDa的低分子量浒苔多糖；然后将低分子量浒苔多糖加入水中，搅拌溶解均匀；再加入表面活性剂搅拌均匀后加水定容，充分搅拌均匀制得玉米抗低温调节剂。

实施例2：

本实施例采用热水提取法制得浒苔多糖，并采用微波降解法制得不同分子量的浒苔多糖样品，以用于对照实验研究：

(1)取浒苔干品100g，加入50倍体积水，于100℃下提取4h，筛绢过滤藻渣，用硅藻土作为助滤剂抽滤提取液，将提取液浓缩至500ml后装入截留分子量为3600Da的透析袋中，蒸馏水透析过夜，再浓缩至300ml，然后加入4倍体积的95％乙醇以出现白色絮状沉淀，静置4℃过夜后，再次用筛绢过滤沉淀，将沉淀物冷冻干燥得到白色浒苔多糖样品1(EP1)；

(2)称取3gEP1样品，溶于70ml蒸馏水，加入9ml盐酸搅拌均匀，再加入10ml30％双氧水，用蒸馏水定容至100ml，以功率800W的微波在65℃条件下降解反应5min，再经中和、透析，冷冻干燥后得浒苔多糖样品2(EP2)；

(3)称取3gEP1样品，溶于70ml蒸馏水，加入9ml盐酸搅拌均匀，再加入10ml30％双氧水，用蒸馏水定容至100ml，以功率800W的微波在65℃条件下降解反应30min，再经中和、透析，冷冻干燥后得浒苔多糖样品3(EP3)；

(4)称取3gEP1样品，溶于70ml蒸馏水，加入9ml盐酸搅拌均匀，再加入10ml30％双氧水，用蒸馏水定容至100ml，以功率800W的微波在65℃条件下降解反应60min，再经中和、透析，冷冻干燥后得浒苔多糖样品4(EP4)。

实施例3：

本实施例在种子萌发时期对玉米种子用实施例2中制得的不同分子量的浒苔多糖样品进行浸种处理，具体实验如下：

(1)实验材料：将玉米种子消毒后用蒸馏水冲洗干净并晾干，挑选饱满、大小均匀玉米种子的分别用实施例2中制得的浒苔多糖样品1至4溶液浸泡24h；

(2)实验方法：将浸泡后的玉米种子均匀播撒到培养皿中，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％；待幼苗生长至2叶1心期时，将玉米幼苗置于4℃低温胁迫3d，然后测定玉米幼苗叶片的各项指标；

(3)实验结果：①与未浸种组比较，经浒苔多糖浸种后的玉米发芽率有明显提高，说明适宜浓度的浒苔多糖浸种能够提高玉米种子发芽率，具体对比结果如表1所示：

表1玉米抗低温调节剂对玉米种子发芽率的影响

组别

Control

Chilling

EP1

EP2

EP3

EP4

发芽率(％)

80％

78.3％

83.3％

86.7％

90％

91.7％

②待玉米幼苗生长至2叶1心期时进行低温胁迫3d后，测定其各项生理指标，由对比数据可知：低温胁迫条件下，玉米幼苗叶片的丙二醛(MDA)含量升高，经浒苔多糖处理后的各组MDA含量降低，其中EP3组和EP4组与低温胁迫组有明显差异；各浒苔多糖处理组与低温胁迫组相比，玉米幼苗叶片可溶性糖含量与可溶性蛋白含量均有升高，其中EP3组和EP4组效果明显；经不同分子量的浒苔多糖处理后，玉米幼苗叶片叶绿素含量与低温胁迫组相比，均有显著提高；以上结果说明浒苔多糖处理可减轻低温胁迫对玉米幼苗细胞膜的损伤，提高叶片可溶性糖、蛋白含量以及叶绿素含量，保证玉米的正常生理活动，抵抗低温胁迫的伤害，且随着分子量的降低，浒苔多糖诱导玉米抗低温的效果愈显著；具体对比结果如表2所示：

表2玉米抗低温调节剂对玉米幼苗叶片各项指标的影响

③经不同浒苔多糖处理后，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性与低温胁迫组相比均有提高，其中EP4组差异较为显著；不同浒苔多糖组的过氧化物酶(POD)活性与低温胁迫组相比，均有提高，其中EP3组和EP4组差异较为显著；以上结果说明，经浒苔多糖处理可提高玉米幼苗叶片的抗氧化酶活性、抵抗活性氧和其他自由基对细胞膜的伤害，提高玉米抗低温的能力；具体对比结果如表3所示：

表3玉米抗低温调节剂对玉米幼苗叶片抗氧化酶的影响

实施例4：

本实施例对处于幼苗期的玉米幼苗用不同分子量的浒苔多糖样品溶液进行喷洒处理，具体实验如下：

(1)实验材料：将实施例2中制得的不同浒苔多糖样品分别配制成0.1g/L的溶液，再分别加入吐温-20，分别制备成不同分子量的浒苔多糖喷剂；

(2)实验方法：将玉米种子消毒、浸泡、催芽，待种子刚露白，挑选饱满、大小均匀的种子，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％；待幼苗生长至2叶1心期时，用不同分子量浒苔多糖喷剂对玉米幼苗叶片进行喷施，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后将玉米幼苗置于4℃低温胁迫3d，然后测定玉米幼苗叶片各项指标；

(3)实验结果：①低温胁迫条件下，玉米幼苗叶片的丙二醛(MDA)含量升高，经浒苔多糖处理后的各处理组MDA含量明显降低；各浒苔多糖处理组与低温胁迫组相比，玉米幼苗叶片可溶性糖及可溶性蛋白含量均有显著升高，玉米幼苗叶片叶绿素含量也有显著提高；具体对比结果如表4所示：

表4玉米抗低温调节剂对玉米幼苗叶片各项指标的影响

②经不同浒苔多糖处理玉米幼苗后，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性与低温胁迫组相比均有提高，其中EP4组差异较为显著；不同浒苔多糖组的过氧化物酶(POD)活性与低温胁迫组相比，均有提高；以上结果说明，经浒苔多糖处理可提高玉米幼苗叶片的抗氧化酶活性、抵抗活性氧和其他自由基对细胞膜的伤害，提高植物抵抗低温胁迫的能力；具体对比结果如表5所示：

表5玉米抗低温调节剂对玉米幼苗叶片抗氧化酶的影响

Claims (3)

1.一种玉米抗低温调节剂，其特征在于成份配比为：浒苔多糖0.1～1g/L，表面活性剂1-20g/L，水为溶剂；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和/或司盘系列中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的玉米抗低温调节剂，其特征在于使用方法为将调节剂以浸种、喷施或灌溉的方式处理玉米种或植株，处理植株的时期为种子萌芽期和/或幼苗期。

3.根据权利要求1所述的玉米抗低温调节剂，其特征在于制备过程为：首先用热水提取法提取获得浒苔多糖，再将浒苔多糖用微波降解法以功率800W的微波在65-80℃条件下降解反应5-60min后经中和、透析和冷冻干燥得分子量为1k-50kDa的低分子量浒苔多糖；然后将低分子量浒苔多糖加入水中，搅拌溶解均匀；再加入表面活性剂并搅拌均匀后加水定容，然后充分搅拌均匀制得玉米抗低温调节剂。