CN106577754B - 烟草种子引发剂及其制备方法以及烟草种子的引发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烟草种子引发剂及其制备方法以及烟草种子的引发方法，涉及植物栽培技术领域。本发明提供的烟草种子引发剂以氯化钙、赤霉素、甜菜碱、脯氨酸、水杨酸、硝普钠以及海藻糖。为组分，能够增强烟草种子对低温胁迫、干旱胁迫以及低温+干旱交叉胁迫的抗性，有效提高烟草种子的出苗率以及幼苗的素质。另外，本发明提供的烟草种子引发剂的制备方法，将氯化钙、赤霉素、脯氨酸、水杨酸、海藻糖、甜菜碱、硝普钠依次溶解于水中，能够有效的保证引发剂的引发效果。另外，本发明提供的烟草种子的引发方法，通过使用本发明提供的烟草种子引发剂，能够增强烟草种子的抗寒、抗旱特性。

Description

烟草种子引发剂及其制备方法以及烟草种子的引发方法
技术领域
本发明涉及植物栽培技术领域，尤其是涉及一种烟草种子引发剂及其制备方法以及烟草种子的引发方法。
背景技术
种子引发(Seed priming)属于种子处理技术的范畴。种子引发是通过控制种子缓慢吸收水分使其停留在吸胀的第二阶段，让种子进行预发芽的生理生化代谢和修复作用，促进细胞膜、细胞器、DNA的修复和酶的活化，处于准备发芽的代谢状态，但防止胚根的伸出。
种子引发技术已经在许多植物种类上有成功应用，其中包括蔬菜作物如石刁柏、甜菜根、结球甘蓝、欧州防风、胡萝卜、芹菜、黄瓜、大葱、香瓜、甜瓜、洋葱、欧芹、豌豆、辣椒、甜菜、番茄、菠菜和西瓜；粮食作物如大麦、玉米、珍珠黍、水稻、高粱和小麦；观赏植物如雪叶莲、凤仙花属、鼠尾草属、报春属、马鞭草属、矮牵牛属和三色堇；多年生草本植物如蛇目菊、紫松果菊、全缘叶金光菊和牧草植物如大蓝茎草、柳枝稷、六月禾和牛尾草。在美国有芸薹属、胡萝卜、芹菜、黄瓜、莴苣、洋葱、辣椒、番茄和西瓜等蔬菜引发种子出售。引发处理后不仅能提高作物种子的出苗速率，并且出苗率高而整齐，可节约种子用量，减少成本，提高幼苗素质，增强苗期抗逆性能。某些作物的引发种子用于大田直播，出苗快且增产明显，可以替代苗期移栽，节省工本。
烟草是我国重要的经济作物。烟草种子颗粒小，在生产上存在播种量大，出苗率低，烟苗素质差；烟草种子萌发和幼苗生长早期是对低温和干旱的敏感时期，抗性较低，提高烟草种子和幼苗对低温和干旱的抗性在烟草育苗上有重要的实际意义。
目前虽然已有将种子引发技术应用于烟草培育的情况，但是提高烟草种子和幼苗亢旱、抗旱的特性依旧是亟需解决的问题，因此，应用种子引发技术提高烟草种子的抗性具有重要的意义。
因此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟草种子引发剂，以增强烟草种子对低温和干旱的抗性。
本发明提供的一种烟草种子引发剂，所述烟草种子引发剂由以下组分组成：氯化钙、赤霉素、甜菜碱、脯氨酸、水杨酸、硝普钠以及海藻糖。
进一步的，所述烟草种子引发剂由以下浓度的组分组成：0.3～1.2mmol/L氯化钙、0.1～0.7mmol/L赤霉素、4～14mmol/L甜菜碱、40～110mmol/L脯氨酸、0.2～1.2mmol/L水杨酸、0.03～0.13mmol/L硝普钠以及2～12mmol/L海藻糖。
进一步的，所述烟草种子引发剂由以下浓度的组分组成：0.5～1.0mmol/L氯化钙、0.3～0.5mmol/L赤霉素、6～12mmol/L甜菜碱、50～100mmol/L脯氨酸、0.4～1.0mmol/L水杨酸、0.05～0.1mmol/L硝普钠以及4～10mmol/L海藻糖。
进一步的，所述烟草种子引发剂由以下浓度的组分组成：0.6mmol/L氯化钙、0.3mmol/L赤霉素、8mmol/L甜菜碱、60mmol/L脯氨酸、0.5mmol/L水杨酸、0.06mmol/L硝普钠以及5mmol/L海藻糖。
本发明的另外一个目的在于提供一种烟草种子引发剂的制备方法，以确保引发剂的引发效果。
本发明提供了一种烟草种子引发剂的制备方法，将所述氯化钙、所述赤霉素、所述脯氨酸、所述水杨酸、所述海藻糖、所述甜菜碱、所述硝普钠依次溶解于水中。
本发明的另外一个目的在于提供烟草种子的引发方法，以增强烟草种子抗寒、抗旱的特性。
本发明提供了一种烟草种子的引发方法，使用所述的烟草种子引发剂进行引发。
进一步的，所述引发的温度为22～28℃。
进一步的，所述引发的温度为26℃。
进一步的，所述引发的时间为20～30h，优选24h。
进一步的，所述引发在黑暗条件下进行。
本发明提供的烟草种子引发剂，以氯化钙、赤霉素、甜菜碱、脯氨酸、水杨酸、硝普钠以及海藻糖为组分，能够有效的增强烟草种子对低温胁迫、干旱胁迫以及低温+干旱交叉胁迫的抗性，有效增加了烟草种子的出苗率以及幼苗的素质。本发明提供的烟草种子引发剂的制备方法，能够有效的保证引发剂的引发效果。本发明提供的烟草种子的引发方法，能够增强烟草种子抗寒、抗旱特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为不同实验组在正常培养下发芽率的变化曲线；
图2为不同实验组在干旱胁迫下发芽率的变化曲线；
图3为不同实验组在低温胁迫下发芽率的变化曲线；
图4为不同实验组在干旱+低温胁迫下发芽率的变化曲线；
图5为不同实验组在不同条件下烟草幼苗的根长；
图6为不同实验组在不同条件下烟草幼苗的高度；
图7为不同实验组在不同条件下烟草幼苗的鲜重。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种烟草种子引发剂，由如下浓度的组分组成：0.6mmol/L氯化钙、0.3mmol/L赤霉素、8mmol/L甜菜碱、60mmol/L脯氨酸、0.5mmol/L水杨酸、0.06mmol/L硝普钠以及5mmol/L海藻糖。
烟草种子引发剂制备方法：称取88.2mg氯化钙(CaCl2·2H2O)、103.8mg赤霉素(C9H22O6)、6.9g脯氨酸(C5H9NO2)、69mg水杨酸(C7H6O3)、1.89g海藻糖(C12H22O11·2H2O)、936mg甜菜碱(C5H11NO2)、17.9mg硝普钠(C5FeN6Na2O·2H2O)，并按上述顺序依次溶于水中，配置成1L的溶液，需要注意的是硝普钠需现用现加，即在引发时加入。
烟草种子的引发方法：选取烟草种子，用0.5％NaClO溶液消毒5min，用蒸馏水漂洗干净，然后用烟草种子引发剂浸泡烟草种子，并置于26℃的黑暗条件下引发24h。
实施例2
一种烟草种子引发剂，由如下浓度的组分组成：1mmol/L氯化钙、0.5mmol/L赤霉素、12mmol/L甜菜碱、100mmol/L脯氨酸、1.0mmol/L水杨酸、0.1mmol/L硝普钠以及10mmol/L海藻糖。
烟草种子引发剂制备方法：称取称取147mg氯化钙(CaCl2·2H2O)、173mg赤霉素(C9H22O6)、11.5g脯氨酸(C5H9NO2)、138mg水杨酸(C7H6O3)、3.78g海藻糖(C12H22O11·2H2O)、1.4g甜菜碱(C5H11NO2)、29.8mg硝普钠(C5FeN6Na2O·2H2O)，并按上述顺序依次溶于水中，配置成1L的溶液，需要注意的是硝普钠需现用现加，即在引发时加入。
烟草种子的引发方法：选取烟草种子，用0.5％NaClO溶液消毒5min，用蒸馏水漂洗干净，然后用烟草种子引发剂浸泡烟草种子，并置于26℃的黑暗条件下引发24h。
实施例3
一种烟草种子引发剂，由如下浓度的组分组成：0.8mmol/L氯化钙、0.4mmol/L赤霉素、10mmol/L甜菜碱、80mmol/L脯氨酸、0.75mmol/L水杨酸、0.08mmol/L硝普钠以及7.8mmol/L海藻糖。
烟草种子引发剂制备方法：称取称取117.6mg氯化钙(CaCl2·2H2O)、138.4mg赤霉素(C9H22O6)、9.2g脯氨酸(C5H9NO2)、103.5mg水杨酸(C7H6O3)、2.948g海藻糖(C12H22O11·2H2O)、1.17g甜菜碱(C5H11NO2)、23.8mg硝普钠(C5FeN6Na2O·2H2O)，并按上述顺序依次溶于水中，配置成1L的溶液，需要注意的是硝普钠需现用现加，即在引发时加入。
烟草种子的引发方法：选取烟草种子，用0.5％NaClO溶液消毒5min，用蒸馏水漂洗干净，然后用烟草种子引发剂浸泡烟草种子，并置于26℃的黑暗条件下引发24h。
实施例4
一种烟草种子引发剂，由如下浓度的组分组成：0.5mmol/L氯化钙、0.3mmol/L赤霉素、6mmol/L甜菜碱、50mmol/L脯氨酸、0.4mmol/L水杨酸、0.05mmol/L硝普钠以及4mmol/L海藻糖。
烟草种子引发剂制备方法：称取称取73.5mg氯化钙(CaCl2·2H2O)、103.8mg赤霉素(C9H22O6)、5.75g脯氨酸(C5H9NO2)、55.2mg水杨酸(C7H6O3)、1.512g海藻糖(C12H22O11·2H2O)、702mg甜菜碱(C5H11NO2)、14.9mg硝普钠(C5FeN6Na2O·2H2O)，并按上述顺序依次溶于水中，配置成1L的溶液，需要注意的是硝普钠需现用现加，即在引发时加入。
烟草种子的引发方法：选取烟草种子，用0.5％NaClO溶液消毒5min，用蒸馏水漂洗干净，然后用烟草种子引发剂浸泡烟草种子，并置于26℃的黑暗条件下引发24h。
为了更好的说明本发明的效果，现列举对比例如下：
对比例1
烟草种子的引发方法：选取烟草种子，用0.5％NaClO溶液对其表面进行消毒，然后置于26℃的黑暗条件下引发24h。
对比例2
烟草种子的引发方法：选取烟草种子，用0.5％NaClO溶液消毒5min，用蒸馏水漂洗干净，然后用蒸馏水浸泡烟草种子，并置于26℃的黑暗条件下引发24h。
为了清楚有效的说明本发明提供的烟草种子引发剂以及引发方法的有益效果，现结合具体的实验对实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子进行检测如下，本实验中使用的供试材料为云烟203裸种。
烟草种子萌发实验
1.种子萌发实验及条件控制
1.1种子在正常培养条件下的萌发实验
将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，置于下铺一层海绵、上垫两张滤纸的直径为11cm的培养皿中。每个培养皿用播种器均匀播种100粒种子，加盖培养，发芽期间用蒸馏水保持滤纸湿润。在26℃、空气湿度为75％的人工气候箱中，每天光照12h，每天记录发芽种子数，并计算发芽势(GE)和发芽率(GP)，其中发芽势和发芽率的统计时间分别为播种后的第5天和第8天，以子叶开始展开、胚根发育正常为发芽标准。
1.2种子在干旱胁迫条件下的萌发实验
以19％(W/V)PEG6000作为模拟干旱胁迫条件。将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，置于下铺一层海绵、上垫两张滤纸的直径为11cm的培养皿中，以19％的PEG6000溶液浸润，置于26℃，空气相对湿度为75％的人工气候箱萌发，每天记录发芽种子数，并计算发芽势和发芽率，其中发芽势和发芽率的统计时间分别为播种后的第5天和第8天，以子叶开始展开、胚根发育正常为发芽标准。
1.3种子在低温胁迫条件下的萌发实验
将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，置于下铺一层海绵、上垫两张滤纸的直径为11cm的培养皿中，用蒸馏水保持滤纸湿润。置于13℃，空气相对湿度为75％的人工气候箱萌发，每天记录发芽种子数，并计算发芽势和发芽率，其中发芽势和发芽率的统计时间分别为播种后的第5天和第8天，以子叶开始展开、胚根发育正常为发芽标准。
1.4种子在低温+干旱双重胁迫条件下的萌发实验
以14％(W/V)PEG6000作为模拟干旱条件。将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，置于下铺一层海绵、上垫两张滤纸的直径为11cm的培养皿中，以14％的PEG6000溶液浸润，置于13℃，空气相对湿度为75％的人工气候箱萌发，每天记录发芽种子数，并计算发芽势和发芽率，其中发芽势和发芽率的统计时间分别为播种后的第5天和第8天，以子叶开始展开、胚根发育正常为发芽标准。
2.种子发芽特性测定
至各项种子发芽结试验结束后，统计种子的发芽势和发芽率，计算发芽指数(GI)和平均发芽时间(MGT)，计算公式：GI＝∑(Gt/Dt)，MGT＝∑(Gt×Dt)/∑Gt(式中：Gt为第t天的发芽种子数，Dt为发芽日数)。
3.幼苗素质测定
发芽结束后收集幼苗，用自来水冲洗干净并用滤纸吸干表面残余水分，测定其根长、株高鲜重。每个处理随机选取10株，用直尺测量其根长和苗高，精确到mm。每个处理随机选取150株幼苗，称其鲜重，精确到mg。
4.结果及分析
4.1正常培养条件下种子的萌发
将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，按照1.1中提及的方法在正常培养条件下进行萌发实验，并将实验结果记录如表1所示：
表1不同处理方法对正常条件下烟草种子发芽特性的影响
注：数据后的小写字母表示不同处理间的显著性差异(p<0.05，LSD)，下同。
图1为实施例3、对比例1和对比例2在正常培养下发芽率的变化曲线。从表1和图1可以看出，在正常条件下，各实施例引发的发芽势均显著高于对比例1；与对比例2相比，实施例3引发的种子发芽势有显著提高，比对比例2提高了1.4％(P<0.05)。与此相似，实施例3的发芽指数也显著提高，缩短了平均发芽时间(P<0.05)。
以上结果表明，在正常培养条件下，实施例3能够提高烟草种子的发芽势、发芽率、发芽指数，缩短烟草种子的发芽时间，促进烟草种子的萌发。
4.2干旱胁迫下烟草种子的萌发
将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，按照1.2中提及的方法在干旱胁迫条件下进行萌发实验，并将实验结果记录如表2所示：
表2不同处理方法对干旱胁迫下烟草种子发芽特性的影响
图2为实施例1、对比例1和对比例2在干旱胁迫下发芽率的变化曲线。从表2和图2可以看出，在干旱条件下，与对比例1相比，对比例2的引发在一定程度上提高烟草种子活力，实施例1～4引发的种子的发芽势、发芽率、发芽指数都显著高于对比例1、2，且平均发芽时间也明显缩短。其中实施例1的作用效果最为显著，与对比例2相比，该处理下的发芽势、发芽率和发芽指数分别提高了18％、8％和12％(P<0.05)，平均发芽时间亦缩短了0.5d(6.5％)。
以上结果表明，实施例1最大程度地提高了干旱胁迫下烟草种子的发芽势、发芽率和发芽指数，缩短发芽时间，种子活力增强，显示出较强的抗旱性。
4.3低温胁迫下烟草种子的萌发
将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，按照1.3中提及的方法在低温胁迫条件下进行萌发实验，并将实验结果记录如表3所示：
表3不同处理方法对低温胁迫下烟草种子发芽特性的影响
图3为实施例2、对比例1和对比例2在低温胁迫下发芽率的变化曲线。比较表3和图3数据发现，在低温条件下，对比例2的引发也在一定程度上提高了种子活力，实施例1～4的发芽势、发芽率、发芽指数亦显著高于对比例1、2。其中实施例1和实施例2明显提高了烟草种子的发芽势、发芽率和发芽指数，显著缩短平均发芽时间(P<0.05)，尤以实施例2效果最佳，发芽指数与对比例2相比提高了1.49％，平均发芽时间亦缩短了0.41d(3％)。
以上结果显示，在低温胁迫下，实施例2引发的烟草种子具备较高的种子活力和低温胁迫耐受性，其中实施例2引发效果最佳。
4.4干旱+低温双重胁迫下烟草种子的萌发
将按照实施例1～4及对比例1、2的方法处理后的烟草种子，按照1.4中提及的方法在低温+干旱双重胁迫条件下进行萌发实验，并将实验结果记录如表4所示：
表4不同处理方法对干旱+低温交叉胁迫下烟草种子发芽特性的影响
图4为实施例1、对比例1和对比例2在干旱+低温胁迫下发芽率的变化曲线。从表4和图4可以看出，在干旱+低温交叉胁迫的情况下，实施例1～4引发种子的发芽势、发芽率和发芽指数都有很大程度的提高，平均发芽时间也显著缩短。其中，实施例1的引发效果较好，其发芽势和发芽指数分别是对比例2的3.7倍和1.6倍，发芽率与对比例2相比提高了31％(P<0.05)，平均发芽时间缩短了1.6d(10％)。
以上结果说明，实施例1～4引发的烟草种子均获得了较强的干旱+低温交叉胁迫耐受性，其中尤以实施例1的引发效果最佳。
4.5烟草幼苗的根长
图5为实施例1～4和对比例1、2在正常、干旱、低温以及干旱+低温胁迫下烟草幼苗的根长。从图5可以看出，实施例1～4引发种子的幼苗根长都有很大程度的提高。在正常条件下，实施例1～4引发均能使幼苗根长的显著增加(p<0.05)，其中实施例4比对比例2增加了1.2倍(p<0.05)。在干旱胁迫下，实施例4比对比例2增加了1.2倍(p<0.05)。在低温胁迫条件下，实施例1引发幼苗的根长甚至比对比例1和对比例2的增加了1.3倍和1.1倍(P<0.05)，在干旱+低温交叉胁迫下，实施例1引发后幼苗根长分别比对比例1和对比例2增加了1.4倍和1.2倍(p<0.05)。
上述结果显示，以氯化钙、赤霉素、甜菜碱、脯氨酸、水杨酸、硝普钠以及海藻糖的组合物作为引发剂进行种子引发，可增加烟草幼苗的根长，特别是在逆境胁迫下这种效果更为明显，尤其以实施例1引发效果最为稳定，从而增强幼苗对低温、干旱+低温交叉胁迫等逆境的抵抗能力。
4.6烟草幼苗的高度
图6为实施例1～4和对比例1、2在正常、干旱、低温以及干旱+低温胁迫下烟草幼苗的高度。从图6可以看出，在正常条件下，实施例1～4引发都增加幼苗高度，尤其是实施例1引发后幼苗苗高几乎达到对比例2的1.1倍左右(P<0.05)。在干旱+低温交叉胁迫条件下，实施例1～4引发的幼苗苗高明显增加，尤以实施例1引发的效果最为明显，高出对照对比例21.1倍(0.02cm)(p<0.05)。另外，实施例1～4之间的幼苗高度差异不明显。
4.7烟草幼苗的鲜重
图7为实施例1～4和对比例1、2在正常、干旱、低温以及干旱+低温胁迫下烟草幼苗的鲜重。从图7可以看出，实施例1～4引发后，在正常条件下、干旱胁迫和低温胁迫下幼苗鲜重跟对比例1、2相比差异不明显。在干旱+低温交叉胁迫下，实施例1～4引发的幼苗鲜重显著增加，其中实施例1引发的幼苗鲜重与对比例2相比增加了约24mg(P<0.05)。说明，本发明提供的烟草种子引发剂的引发可增加烟草幼苗的鲜重，尤其是在逆境胁迫下效果更加明显，尤其以实施例1的引发效果最为显著，从而提高烟草幼苗在干旱+低温交叉胁迫等逆境下的抵抗能力。
以上实验表明，用氯化钙、赤霉素、脯氨酸、水杨酸、硝普钠、海藻糖和甜菜碱的组合物作为引发剂，引发烟草种子，可以增强其在干旱、低温以及干旱+低温交叉处理条件下的发芽势、发芽率和发芽指数，缩短种子平均发芽时间，增加幼苗根长、苗高和幼苗干鲜重，最终增强烟草种子和幼苗对低温和干旱胁迫的抵抗能力，其中，实施例1中的引发剂和引发方法引发的烟草种子，引发效果最为显著。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种烟草种子引发剂，其特征在于，所述烟草种子引发剂由以下浓度的组分组成：0.3～1.2mmol/L氯化钙、0.1～0.7mmol/L赤霉素、4～14mmol/L甜菜碱、40～110mmol/L脯氨酸、0.2～1.2mmol/L水杨酸、0.03～0.13mmol/L硝普钠以及2～12mmol/L海藻糖。
2.根据权利要求1所述的烟草种子引发剂，其特征在于，所述烟草种子引发剂由以下浓度的组分组成：0.5～1.0mmol/L氯化钙、0.3～0.5mmol/L赤霉素、6～12mmol/L甜菜碱、50～100mmol/L脯氨酸、0.4～1.0mmol/L水杨酸、0.05～0.1mmol/L硝普钠以及4～10mmol/L海藻糖。
3.根据权利要求2所述的烟草种子引发剂，其特征在于，所述烟草种子引发剂由以下浓度的组分组成：0.6mmol/L氯化钙、0.3mmol/L赤霉素、8mmol/L甜菜碱、60mmol/L脯氨酸、0.5mmol/L水杨酸、0.06mmol/L硝普钠以及5mmol/L海藻糖。
4.权利要求1～3任一项所述的烟草种子引发剂的制备方法，其特征在于，将所述氯化钙、所述赤霉素、所述脯氨酸、所述水杨酸、所述海藻糖、所述甜菜碱、所述硝普钠依次溶解于水中。
5.一种烟草种子的引发方法，其特征在于，使用权利要求1～3任一项所述的烟草种子引发剂进行引发。
6.根据权利要求5所述的引发方法，其特征在于，所述引发的温度为22～28℃。
7.根据权利要求6所述的引发方法，其特征在于，所述引发的温度为26℃。
8.根据权利要求5所述的引发方法，其特征在于，所述引发的时间为20～30h。
9.根据权利要求8所述的引发方法，其特征在于，所述引发的时间为24h。
10.根据权利要求8所述的引发方法，其特征在于，所述引发在黑暗条件下进行。
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