CN107548649A - 一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法及其评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法，包括：水稻种植，京尼平苷水溶液配制，水稻培育和利用京尼平苷溶液喷施水稻幼苗。本发明还公开了一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的评价方法，通过利用不同浓度的京尼平苷水溶液喷施水稻幼苗的叶片，并对可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、干鲜质量生理指标进行测定。

Description

一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法及其评价方法

技术领域

本发明属于植物培育技术领域，特别涉及一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法及其评价方法。

背景技术

京尼平苷是茜草科植物栀子的成熟果实栀子中提取出来的一种环烯醚萜葡萄糖苷，易溶于水，是栀子的主要药效成分，具有广泛的药理作用。京尼平苷可通过多种途径发挥保肝利胆，抗高血压，保护神经细胞，抗炎，抗肿瘤，抗血栓的作用，对药物代谢和抗氧化系统具有调节作用。

除药用价值外，京尼平苷还可用作食用色素和生物检测显色剂。目前，在食品工业上越来越要求使用天然食用色素，但在众多的天然色素中，作为三原色之一的蓝色素比较少，稳定性较差，因此，京尼平苷可以作为一种性能稳定的蓝色素，广泛用作食品和药物的着色剂。京尼平苷除了用作食用色素外，还可用作显色剂测定氨基酸的含量。

京尼平苷亦可用作农作物增产剂，由于我国人多地少，如何有效利用现有耕地面积，使农作物增产增效一直是研究的热点课题，京尼平苷具有很强的生理活性，能促进植物生根和农作物增产。

京尼平苷对玉米幼苗生长有明显的促进作用，由于低浓度的京尼平苷有利于叶片叶绿素和可溶性蛋白的合成和积累，从而促进了叶片的光合作用对光能的吸收和传递，以及光合作用的酶促进反应，进而增加了光合产物的输出。而植物体内的光合产物一般是以可溶性糖的形式运输，所以使叶片中的可溶性糖含量增加，并且促进了整个植株的生长，使幼苗的生长量增加。

也有研究表明京尼平苷对黄瓜，萝卜，豇豆等蔬菜的生长及产量提高具有一定的促进作用，通过促进蔬菜叶片光合速率和叶片叶绿素含量的提高，从而促进光合反应合成物质的生成，进而达到促进其生长和提高产量的作用，并且其增产效果明显，平均增产30％左右，可作为作物生根促进剂和作物增产剂，促进多种不易生根植物的插橞生根，提高扦插成活率。

京尼平苷使用安全方便，其降解产物无毒副作用，因而受到日益关注。而在京尼平苷对水稻的影响这块领域还缺乏报道，这也正是我们要去研究的目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法，能够填补如何通过喷施京尼平苷促进水稻生长的技术空白。

为达到以上目的，本发明采用以下技术：

一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法，包括：

步骤1：将水稻种子放在温水中浸种24小时后播种在装有营养土的纸碗里，准备20个纸碗，5个一组，分为4组；

步骤2：配制浓度为0、1、10、50、100mg/L的京尼平苷水溶液，将所述京尼平苷水溶液放置于所述步骤1中分配好的纸碗中；

步骤3：每个碗中播下30～50粒种子，置于培养架上进行光照培养；

步骤4：待水稻幼苗长到2叶1心时，开始用0、1、10、50、100mg/L5种不同浓度的京尼平苷喷施水稻幼苗叶片；

进一步地，以所述步骤2中浓度为0mg/L的京尼平苷水溶液作为对照组，所述浓度为0mg/L的京尼平苷水溶液包含蒸馏水；

进一步地，所述步骤4中用0、1、10、50、100mg/L5种不同浓度的京尼平苷对水稻幼苗叶片的喷施分为上午和下午各一次，隔5天喷一次，共喷3次；

本发明还提供一种对前述方法培植的水稻进行生长指标评价的方法，包括：以水稻幼苗为实验材料，用5种不同浓度的京尼平苷水溶液即0、1、10、50、100mg/L喷施水稻幼苗的叶片，并对可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、干鲜质量生理指标进行测定；

进一步地，50mg/L的京尼平苷溶液对水稻幼苗的可溶性糖含量促进作用最大；

进一步地，10mg/L的京尼平苷溶液对水稻幼苗的可溶性蛋白含量的影响最大；

进一步地，50mg/L的京尼平苷溶液对水稻幼苗的叶绿素含量的促进作用最大；

进一步地，京尼平苷溶液的浓度为50mg/L时，水稻全株的干质量和鲜质量取最大值；

进一步地，对叶绿素含量的测定包括对叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的测定；

进一步地，对叶绿素含量的测定包括如下步骤：

a.色素的提取：取0.5g水稻叶片样品放入研钵中，再加入纯丙酮5mL，研磨成匀浆，再加入80％丙酮5mL，稍加研磨将匀浆转入离心管，同时用适量80％丙酮洗涤研钵，一并转入离心管，设置速率为3000r/min，离心10分钟，离心后滤掉沉淀，取上清液用80％丙酮定容至20mL；

b.测定OD值：取步骤a中所制色素提取液1mL，加80％丙酮4mL稀释后转入比色杯中，以80％丙酮为对照，分别测定663nm、645nm处的OD值。再利用ρa＝12.7A663-2.69A645，ρb＝22.9A645-4.68A663，ρT＝ρa+ρb＝8.02A663+20.21A645三个式子计算出叶绿素a和叶绿素b及总叶绿素的质量浓度(mg/L)。

采用本发明技术方案取得的技术效果如下：

本发明提供的叶面喷施京尼平苷促进水稻生长及其评价方法，首先填补了如何通过喷施京尼平苷促进水稻生长的技术空白，其次能够解决现有技术中关于喷施京尼平苷促进植物生长的喷施过程和喷施量的问题。在叶面喷施京尼平苷对水稻生长及各项生理指标的影响的各组实验中，通过数据分析，发现随着京尼平苷浓度的增加，水稻叶绿素含量、可溶性总糖含量、可溶性蛋白含量、干鲜质量均呈现先增加后减少的趋势。根据实验数据推测京尼平苷之所以对水稻生长具有促进作用，可能是因为京尼平苷促进了水稻叶片叶绿素和可溶性蛋白的合成、积累，从而促进了叶片的光合作用对光能的吸收和传递，以及光合作用的酶促反应，从而增加了光合产物的输出。而光合产物主要是以可溶性糖形式运输，因此可溶性糖含量也增加。

附图说明

图1为本实施例中京尼平苷浓度对水稻幼苗可溶性糖含量的影响示意图；

图2为本实施例中京尼平苷浓度对水稻幼苗可溶性蛋白含量的影响示意图；

图3为本实施例中京尼平苷浓度对水稻幼苗叶绿素含量的影响示意图；

图4为本实施例中京尼平苷浓度对水稻幼苗干质量的影响示意图；

图5为本实施例中京尼平苷浓度对水稻幼苗鲜质量的影响示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

一、实验方法

2017年3月20日将水稻种子放在温水中浸种24小时后播种在装有营养土的纸碗里，准备20个纸碗，分成4组，5个一组。分别配制浓度为1、10、50、100mg/L的京尼平苷水溶液，本实施例选用0mg/L的京尼平苷水溶液作为对照组进行对比试验。将配制好的京尼平苷水溶液分别放置于每组纸碗中。每个碗中播下30～50粒种子，置于培养架上进行光照培养，并且每天及时浇水，以保证它有充足的水分供其生长。幼苗发芽的最低温度为10～12℃，最适温度为28～32℃。待水稻幼苗长到2叶1心时，开始用0、1、10、50、100mg/L5种不同浓度的京尼平苷喷施水稻幼苗叶片，喷到有水珠滴落的程度，对照组优选蒸馏水进行喷施，于上午和下午各喷洒一次。每隔5天喷一次京尼平苷溶液，喷3次，第3次喷完京尼平苷水溶液过10天后测量水稻叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量以及水稻幼苗干鲜质量等生理指标。

二、实验设计

本实施例通过测定水稻叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量以及水稻幼苗干、鲜质量这五个参数进行分析。

(1)可溶性糖的测定，采用蒽酮试剂比色法进行测定，具体操作步骤如下：

a.制作葡萄糖标准曲线，取7支干燥洁净的试管，编号后按照表1所示进行操作：

表1葡萄糖标准曲线操作流程

每支试管加入葡萄糖标准液和水之后立即混合摇匀，迅速置于冰浴中，待各试管都加入蒽酮试剂后，同时置于沸水浴中，准确加热7分钟，立即取出置于冰浴中迅速冷却。待各管溶液温度达到室温后，用比色皿，在620nm处迅速测出各试管OD值，作出标准曲线图；

b.制备样品溶液，取1g样品叶片加水5ml研磨，然后置于试管中，倒入80℃水浴加热且进行一定频率的摇动，30min后取出冷却至室温，将离心机速率设置为3000r/min，离心时间为10min，过滤掉沉淀取上清液定容至25ml；

c.取5支干净试管编号为1、2、3、4、5，在试管1中加入蒸馏水1ml，在试管2、3、4、5中分别加入1ml样品液和10ml蒽酮试剂，摇匀后使用分光光度计测出各试管的OD值，根据试管2、3、4、5的OD值求出平均值，再根据标准曲线算出含糖量。

可溶性糖是植物光合作用所产生的光合产物向外运输和在茎秆中储存的主要形式，可溶性糖含量是叶片光合能力的一个重要指标。如图1所示，随着京尼平苷浓度的增加，可溶性糖的含量呈现先上升后下降的趋势。其中，用50mg/L的京尼平苷溶液处理水稻幼苗的可溶性糖含量比对照组增加了34.3％，用10mg/L的京尼平苷溶液处理水稻幼苗的可溶性糖含量比对照组理增加了30.2％，用1mg/L京尼平苷溶液处理水稻幼苗的可溶性糖含量比对照组增加了19.0％，而用100mg/L京尼平苷溶液处理水稻幼苗叶片的可溶性糖含量并没有显著促进作用。

(2)可溶性蛋白含量的测定，采用考马斯亮蓝染色法进行测定，具体操作步骤如下：

a.制备样品溶液，取2g样品叶片加3ml水在研钵中研磨成浆，然后将研磨好的浆液置于10ml离心管中以3000r/min的速率离心10分钟，离心好后取上清液，将其转入25ml容量瓶中定容；

b.吸取0.5ml样品提取液放入试管，加入5ml考马斯亮蓝染色液，充分混合摇匀，放置5分钟，测595nm下的OD值，记录结果如表2：

表2京尼平苷浓度对水稻幼苗可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白是衡量植物代谢反应强弱和对外界逆境抵抗能力的一个重要指标，叶片中可溶性蛋白大多是参与各种代谢反应的酶类，也是植物的渗透调节物质之一。由图2可知，随着京尼平苷浓度的增加，水稻幼苗可溶性蛋白的含量呈先上升后下降的趋势，且在浓度为10mg/L时，京尼平苷溶液对水稻幼苗可溶性蛋白含量的影响最大。由表2可知，1mg/L京尼平苷处理的水稻幼苗叶片可溶性蛋白含量比对照增加了33.1％，10mg/L京尼平苷处理的水稻幼苗叶片可溶性蛋白含量比对照增加了55.1％，50mg/L京尼平苷处理的水稻幼苗增加了6.2％，而100mg/L京尼平苷处理的水稻幼苗叶片可溶性蛋白含量反而比对照下降了。

(3)叶绿素a，叶绿素b含量测定，采用丙酮比色法进行测定，具体操作步骤如下：

a.色素的提取：取0.5g水稻叶片样品放入研钵中，再加入纯丙酮5mL，研磨成匀浆，再加入80％丙酮5mL，稍加研磨将匀浆转入离心管，同时用适量80％丙酮洗涤研钵，一并转入离心管，设置速率为3000r/min，离心10分钟，离心后滤掉沉淀，取上清液用80％丙酮定容至20mL；

b.测定OD值：取步骤a中所制色素提取液1mL，加80％丙酮4mL稀释后转入比色杯中，以80％丙酮为对照，分别测定663nm、645nm处的OD值。再利用ρa＝12.7A663-2.69A645，ρb＝22.9A645-4.68A663，ρT＝ρa+ρb＝8.02A663+20.21A645三个式子计算出叶绿素a和叶绿素b及总叶绿素的质量浓度(mg/L)。

叶片所含叶绿素a和叶绿素b的量的高低对植物的光合反应以及植物的生长状态具有重要的意义。由于叶绿素与叶片含氮量间存在较好的相关，而氮素是影响水稻生育和产量的最敏感因素，氮素影响状况与水稻的产量有着密切的关系，可表征植物的营养状况，因此快速、准确测量植物叶片的叶绿素含量对于探究植株的生长是一项重要的参考指标，植物叶片SPAD值反映了植物叶绿素含量的相对大小，已成为一种用于评价植被长势的有效手段，京尼平苷浓度对水稻幼苗叶绿素的影响如表3-表5所示：

表3京尼平苷浓度对水稻幼苗叶绿素a含量的影响

表4京尼平苷浓度对水稻幼苗叶绿素b含量的影响

表5京尼平苷浓度对水稻幼苗SPAD含量的影响

由表3，表4，表5中可得，京尼平苷浓度为50mg/L时，水稻幼苗叶片叶绿素含量最高，SPAD值最高，达到2.87。如图3所示，水稻幼苗叶片SPAD值随着京尼平苷浓度的增加呈现出先上升后下降的趋势，且不同质量浓度京尼平苷溶液处理下水稻叶片叶绿素SPAD值均高于对照组，说明50mg/L的京尼平苷对水稻幼苗叶片内叶绿素的合成和积累有促进作用。

(4)水稻幼苗干鲜质量的测定，具体步骤如下：

a.鲜质量测定：先称量一个空烧杯，然后剪取水稻幼苗放入烧杯中，用电子秤称取鲜重(FW)。

b.干质量测定：在称量干重之前提前把烘箱打开，并把温度设置为105℃，把称过鲜重的水稻幼苗装入纸袋中，放入烘箱内，烘烤10min，然后把烘箱的温度降到80℃，烘干到质量不再发生改变的程度。取出纸袋和水稻幼苗，放入干燥器中冷却至室温，称干重(DW)。

鲜质量是水稻生长的重要指标，是我们对植株生物量研究的重要参数，而干质量表征水稻干物质的积累，代表着水稻光合产物的积累程度。本实施例通过测定水稻幼苗叶片在不同浓度京尼平苷溶液的喷施下对其鲜质量和干质量的影响，从而判断不同浓度京尼平苷对水稻幼苗生长的影响，具体如表6、表7所示：

表6京尼平苷浓度对水稻幼苗干质量的影响

表7京尼平苷浓度对水稻幼苗鲜质量的影响

由图4所示，京尼平苷浓度为50mg/L时，水稻全株干质量取其最大值，此时水稻幼苗的光合产物累积量最大，同时，不同浓度的京尼平苷对水稻幼苗都有促进作用，100mg/L的京尼平苷对水稻幼苗干质量的影响与对照组区别不大，略有增加，整体呈先增加后下降的趋势。

由图5所示，京尼平苷浓度为50mg/L时，水稻全株鲜质量取其最大值，与水稻幼苗干质量具有类似的趋势，整体呈先增加后下降的趋势，京尼平苷浓度为50mg/L时，对水稻幼苗生长的促进效果尤为明显。

上述内容仅为本发明的较佳实施例。本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其它等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种叶面喷施京尼平苷促进水稻生长的方法，包括：

步骤1：将水稻种子放在温水中浸种24小时后播种在装有营养土的纸碗里，准备20个纸碗，5个一组，分为4组；

步骤2：配制浓度为0、1、10、50、100mg/L的京尼平苷水溶液，将所述京尼平苷水溶液放置于所述步骤1中分配好的纸碗中；

步骤3：每个碗中播下30～50粒种子，置于培养架上进行光照培养；

步骤4：待水稻幼苗长到2叶1心时，开始用0、1、10、50、100mg/L5种不同浓度的京尼平苷溶液喷施水稻幼苗叶片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，以所述步骤2中浓度为0mg/L的京尼平苷水溶液作为对照组，所述浓度为0mg/L的京尼平苷水溶液包含蒸馏水。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中用0、1、10、50、100mg/L5种不同浓度的京尼平苷对水稻幼苗叶片的喷施分为上午和下午各一次，隔5天喷一次，共喷3次。

4.一种对按照权利要求1-3任一项所述方法培植的水稻进行生长指标评价的方法，包括：以水稻幼苗为实验材料，用5种不同浓度的京尼平苷水溶液即0、1、10、50、100mg/L喷施水稻幼苗的叶片，并对可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、干鲜质量生理指标进行测定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，50mg/L的京尼平苷溶液对水稻幼苗的可溶性糖含量促进作用最大。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，10mg/L的京尼平苷溶液对水稻幼苗的可溶性蛋白含量的影响最大。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，50mg/L的京尼平苷溶液对水稻幼苗的叶绿素含量的促进作用最大。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，京尼平苷溶液的浓度为50mg/L时，水稻全株的干质量和鲜质量取最大值。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对叶绿素含量的测定包括对叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的测定。

10.根据权利要求4或9所述的方法，对叶绿素含量的测定包括如下步骤：

a.色素的提取：取0.5g水稻叶片样品放入研钵中，再加入纯丙酮5mL，研磨成匀浆，再加入80％丙酮5mL，稍加研磨将匀浆转入离心管，同时用适量80％丙酮洗涤研钵，一并转入离心管，设置速率为3000r/min，离心10分钟，离心后滤掉沉淀，取上清液用80％丙酮定容至20mL；

b.测定OD值：取步骤a中所制色素提取液1mL，加80％丙酮4mL稀释后转入比色杯中，以80％丙酮为对照，分别测定663nm、645nm处的OD值，再利用ρa＝12.7A663-2.69A645，ρb＝22.9A645-4.68A663，ρT＝ρa+ρb＝8.02A663+20.21A645三个式子计算出叶绿素a和叶绿素b及总叶绿素的质量浓度(mg/L)。