CN106561424A

CN106561424A - 利用外源no供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法

Info

Publication number: CN106561424A
Application number: CN201610916815.3A
Authority: CN
Inventors: 宋文静; 董建新; 张亚丽; 薛韧; 宋科; 杨堃; 陈向东
Original assignee: Tobacco Research Institute of CAAS
Current assignee: Tobacco Research Institute of CAAS
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-04-19

Abstract

本发明公开了一种利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法，其中，包括如下步骤：烟草漂浮育苗法培育至烟苗移栽前7～9天，向育苗池中的烟草育苗全营养液中添加10mM SNP，混合均匀后，培养7～9天，获得高抗旱能力的烟苗。N元素为包含质量分数60%的硝态氮和/或质量分数40%铵态氮。本发明利用植株体内一氧化氮（NO）可能通过影响调节内源ROS酶类活性来调节根系对干旱胁迫的应答机理，通过对植物根系伸长、不定根和侧根发生等过程的调节进而来提高烟苗的抗旱能力。

Description

利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法

技术领域：

本发明涉及烟草育苗技术领域，特别涉及一种利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法。

背景技术：

近年来，水资源供需矛盾日益尖锐,缺水将是我国面临的最严重问题之一。当前我国烟草育苗主要采用漂浮育苗的方式，截至2012年，烟草漂浮育苗占育苗总面积的84%。但是实践表明，漂浮育苗所育烟苗根系活力低，抗旱能力差。而我国烟草主栽区域移栽期多为干旱少雨季节，干旱胁迫是烟草移栽的主要障碍因素。现有技术方案的缺点主要体现在：一是漂浮育苗系统中，烟苗生长在营养液中，烟苗抗旱能力差；二是断水炼苗时，基质中水分蒸发极快，需经常观察烟苗生长情况，及时补充水分，避免烟苗发生永久萎蔫，劳动力成本增加；同时由于基质的量很少，对烟苗根系损伤较大。

烟草根系是对干旱胁迫承受的主要部位，是研究烟草移栽期耐旱性的根本。目前，烟草耐旱性已经引起研究者的广泛关注，为解决此技术问题，本申请人于2015年2月7日提出的201510066370X号专利申请，公开了一种提高烟草漂浮育苗抗旱能力的炼苗方法，这种方法的原理为通过添加PEG，PEG：聚乙二醇，即通过改变根系内外渗透压来炼苗抗旱，但是操作过程较为复杂，效果不够理想，因此需要探讨研究其他炼苗抗旱方法。

外源NO供体硝普钠（SNP），作为气体信号分子，参与植物许多生长发育过程的调控，包括促进种子萌发、侧根形成，抑制植物组织成熟衰老，参与植物抗病防御胁迫反应等。SNP作为外源供体，其分子中的亚硝基基团在植物体内半胱氨酸、谷胱甘肽、或者其他2SH类化合物的存在下，通过细胞色素系统的催化，会逐步分解释放NO。现有技术中对外源NO供体硝普钠的研究，多数为研究调节种子的萌发，侧根生长或调节生理参数，如：2008年的《安徽农业科学》记载了外源NO供体硝普钠浸种对3种草花种子萌发的影响；如2016年4月《绿色科技》记载了外源NO供体硝普钠(SNP)对小球藻生理参数的影响。又如：2009年的《湖北民族学院学报:自然科学版》记载了外源NO供体硝普钠对水稻幼根生长的调控效应。

通过现有技术的记载发现，为发现利用外源NO供体硝普钠来炼苗以提高抗旱能力的方法，因此，本发力旨在利用植株体内一氧化氮（NO）可能通过影响调节内源ROS酶类活性来调节根系对干旱胁迫的应答机理，通过对植物根系伸长、不定根和侧根发生等过程的调节进而来提高烟苗的抗旱能力。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种使用方便，效果好，炼苗后抗旱能力强的一种利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法，其中，包括如下步骤：

烟草漂浮育苗法培育至烟苗移栽前7～9天，向育苗池中的烟草育苗全营养液中添加10mM SNP，混合均匀后，培养7～9天，获得高抗旱能力的烟苗。

进一步的，N元素为包含质量分数60%的硝态氮和/或质量分数40%铵态氮。

进一步的，烟草育苗全营养液为含有如下质量分数的水溶液：20%的N元素；10%的P₂O₅；20%的K₂O；0.05%的Mg元素；0.05%的S元素；0.05%的Fe元素；0.05%的Mn元素；0.02%的B元素；0.01%的Cu元素；0.02%的Zn元素；0.005%的Mo元素。

外源NO供体硝普钠（SNP），作为气体信号分子，参与植物许多生长发育过程的调控，包括促进种子萌发、侧根形成，抑制植物组织成熟衰老，参与植物抗病防御胁迫反应等。SNP作为外源供体，其分子中的亚硝基基团在植物体内半胱氨酸、谷胱甘肽、或者其他2SH类化合物的存在下，通过细胞色素系统的催化，会逐步分解释放NO。本发明利用植株体内NO可能通过影响调节内源ROS酶类活性来调节根系对干旱胁迫的应答机理，通过对植物根系伸长、不定根和侧根发生等过程的调节来提高烟苗抗旱能力。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明在成苗前7～9天时向营养液中添加外源NO供体硝普钠（SNP），既显著提高烟苗抗旱能力，又省时省工，效果好于现有炼苗方法，明显提高烟草苗的抗旱能力。本发明中了研究SNP对提高烟苗抗旱能力的作用；烟苗成苗前用SNP处理7～9天，与常规漂浮育苗相比较，10mM SNP处理条件下：根系生物量、烟苗根系活力和根系平均直径显著增加。表明经过在炼苗过程中添加10mM SNP对烟苗有很好的抗旱效果，投入成本也较低。

附图说明：

图1为不同抗旱剂对烟草幼苗根系生长的影响结果图。（注：外源NAA：外源生长素促进根系的发生，PEG：聚乙二醇，通过改变根系内外渗透压来模拟干旱环境，抗旱剂）

图2为不同抗旱剂对烟草幼苗根系直径的影响结果图。

图3为不同抗旱剂对烟草幼苗根系二级侧根的影响结果图。

图4为不同抗旱剂对烟草幼苗根系活力的影响结果图。

图5不同 SNP浓度处理和低钾胁迫（缺素症状）烟草幼苗根系表型。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明进行说明。如图1-5所示，图1为不同抗旱剂对烟草幼苗根系生长的影响结果图。图2为不同抗旱剂对烟草幼苗根系直径的影响结果图。图3为不同抗旱剂对烟草幼苗根系二级侧根的影响结果图。

图4为不同抗旱剂对烟草幼苗根系活力的影响结果图。图5不同 SNP浓度处理和低钾胁迫（缺素症状）烟草幼苗根系表型。

具体举例：

本发明利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法，其中，包括如下步骤：

由图1可知加入10mM SNP后，与对照相比，不同抗旱剂根系生物量都有了一定的增加，其中SNP除了的烟草根系生物量增幅显著。烟草根系在受到干旱胁迫时首先是根系感应并做出响应，从而影响作物的生长发育等形态建成，进而影响产质量。根系一些形态指标，如种根、侧根和不定根的长度等能反映作物根系的健壮程度，可以作为抗旱性鉴定的指标。根系扎根的深度和深根的密度是影响作物抗旱性的重要因素，单位体积土层内的根量越多越有利于作物吸水，发达的根系能提高作物吸水效率，减缓旱情。因此，常把根系发达程度作为抗旱的鉴定指标之一。

由图2可知，与CK相比较，SNP处理的烟草根系平均直径显著提高，且增幅优于其它两种抗旱剂；

由图3可知，与CK相比较，SNP处理的烟草根系二级侧根密度显著增加。结果表明，SNP促进了烟草根系二级侧根的发生。

由图4可知，SNP处理下，烟草根系活力显著增加，与CK相比，根系活力提高47.18%。

图5可知：不同 SNP浓度处理和低钾胁迫（缺素症状）烟草幼苗根系表型。注：与常规处理和缺素处理相比，SNP处理的烟草根系平均直径显著增加，而根系一级侧根平均长显著降低，在烟草育苗中提高了烟草根系抗性，综合浓度梯度和根系表型特征，10μM SNP根系直径和长度的抗性最好。

1、抗旱能力比较实验：

采用盆栽试验，分别移栽CK、SNP、PEG、NAA方法炼苗的烟苗各20株，以相同的土壤湿度（15.00%）为起始，模拟干旱缺水环境，测量土壤湿度与烟苗长势，3周（21天）对比如下：

通过对比可以发现，SNP法炼苗的烟苗抗旱能力明显高于其他方法

2、成本比较实验：

选用60平方米土地共4块，分别移栽CK、SNP、PEG、NAA方法炼苗的烟苗各100株，节约用水成本。

通过对比可以发现，SNP法炼苗的烟苗用水量明显低于其他方法，适宜于高海拔山区干旱地区水资源运输不便利和水资源的紧缺的烟区。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

Claims

1.一种利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法，其特征在于，N元素为包含质量分数60%的硝态氮和/或质量分数40%铵态氮。

3.根据权利要求1所述利用外源NO供体硝普钠提高烟苗抗旱能力的炼苗方法，其特征在于，烟草育苗全营养液为含有如下质量分数的水溶液：20%的N元素；10%的P₂O₅；20%的K₂O；0.05%的Mg元素；0.05%的S元素；0.05%的Fe元素；0.05%的Mn元素；0.02%的B元素；0.01%的Cu元素；0.02%的Zn元素；0.005%的Mo元素。