CN108718599A - 一种提高大豆苗期抗盐性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高大豆苗期抗盐性的方法，将清洁后的大豆种子浸泡于预处理液中，于室温下浸泡16‑18h；去除浸泡液，直接用于大豆种子萌发检测或大豆幼苗的抗盐检测；预处理液的配方为：5mM KNO3，5mM Ca(NO3)2·5H2O，5wt% PEG，1.5mM Na2SiO3·9H2O。本发明与传统的大豆抗盐品种选育、转基因大豆抗盐、在生长期喷洒外源试剂及一些利用农杆菌共培养提高大豆抗盐的方案相比，本发明的方法时间短，且简单易行，不存在转基因食物安全性等顾虑，而且显著提高了对盐的耐受性。

Description

一种提高大豆苗期抗盐性的方法
技术领域
本发明属于作物学技术领域，具体涉及一种提高大豆苗期抗盐性的方法。
背景技术
栽培大豆（Glycine max）是一种重要的粮油作物，亦含有大豆异黄酮等对人类健康有益的次级代谢产物，具有很高的实用价值。由于豆科植物有根瘤菌固氮，可在一定程度上肥田，有利于耕地的土壤修复，也常被选用于改良土壤。栽培大豆属于中度抗盐作物，盐胁迫对大豆的生长状态及各种农艺性状都有诸多不良影响，阻碍大豆根瘤菌的生物固氮过程，最终使其产量降低，品质下降。由于地球气候变迁、灌溉各种肥料和农药、海水入侵等影响，全球已有20%的耕地（约45百万公顷）受到盐碱化侵蚀，且耕地正以每分钟约3公顷的速度继续被盐碱化侵蚀。我国耕地有限，为了避免与粮争地，开发利用盐碱地，提高大豆耐盐性的措施需求刻不容缓。
目前大豆抗盐性研究多集中于抗盐基因的功能研究，有不少大豆抗盐基因的克隆，如GmNHX1、GmCHX1/GmSALT3等，这些基因的过表达可望提高大豆的抗盐性，但培育抗盐的转基因大豆，存在食品安全及大众接受度不高的顾虑。而耐盐大豆品种的传统育种，进程缓慢，且耐盐大豆多为野生大豆，较难培育出适于农业生产的耐盐大豆品种。
国内外报道中，对大豆苗期耐盐性的报道，多见在苗期喷洒外源试剂，如水杨酸等，在对大豆种子的预处理用于对抗盐性的处理较少，主要检测指标为种子萌发的各项指标，而未见其对苗期抗盐性的报道。化学药剂浸种的预处理，可从一定程度上影响种子的生理代谢，提高种子活力，种子萌发及后续植物生长的抗逆性。目前尚无对大豆种子进行化学试剂浸泡预处理以提高其苗期抗盐性的方法。在对其他作物如玉米、棉花、小麦等种子则有对其种子进行化学试剂浸泡地预处理实验而提高种子抗盐性的应用，而其化学配方则有所不同。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种提高大豆苗期抗盐性的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高大豆苗期抗盐性的方法，具体包括以下步骤：
（1）挑选饱满的大豆种子，清洁种子后备用；
（2）将清洁后的大豆种子浸泡于预处理液中，于室温下浸泡16-18h；
（3）去除浸泡液，直接用于大豆种子萌发检测或大豆幼苗的抗盐检测。
步骤（2）中所述的预处理液的配方为：5mM KNO3，5mM Ca(NO3)2·5H2O，5wt% PEG，1.5mM Na2SiO3·9H2O。
进一步的，步骤（2）中，大豆种子浸泡于5~6倍种子体积的预处理液中。
本发明的有益效果在于：
（1）与传统的大豆抗盐品种选育相比，本发明的方法时间短，且简单易行；
（2）与转基因大豆抗盐的方案比，本发明的方法不存在转基因食物安全性等顾虑，且简单易行；
（3）与一些在生长期喷洒外源试剂及一些利用农杆菌共培养提高大豆抗盐的方案相比，本发明的方法更为简单；
（4）与单一用6g/l浓度（59.3mM）的KNO3预处理方案比，本发明方法的耐盐效果更好，其处理的种子在盐胁迫下的发芽率高了25%，根长更长。
附图说明
图1为大豆经不同预处理后在萌发期的抗盐表型；其中：A为未经预处理（CK）、经水浸泡预处理（Water）、经60mM KNO3浸泡预处理（PT-KNO3）和经优化混合配方预处理（PT-Mix）的大豆中黄13分别在去离子水（MQ）和含0.9% NaCl的盐水（NaCl）处理4天后的表型；B和C分别为各处理的大豆种子发芽率和根长；各处理数据经SPSS软件的单因素方差分析进行显著性检验，* p<0.05，误差线代表标准差；
图2为大豆幼苗盐处理3天后的表型；
图3为大豆幼苗盐处理3天后的生理指标检测；图中误差线为标准差。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例
一种提高大豆苗期抗盐性的方法，具体包括以下步骤：
（1）配制预处理液：所述的预处理液的配方为：5mM KNO3，5mM Ca(NO3)2·5H2O，5wt%PEG，1.5mM Na2SiO3·9H2O；
（2）挑选饱满的大豆种子，清洁种子后备用；
（3）将清洁后的大豆种子浸泡于5.5倍种子体积的预处理液中，于室温下浸泡17h；
（4）去除浸泡液，直接用于大豆种子萌发检测或大豆幼苗的抗盐检测。
大豆耐盐性检测
1. 盐胁迫下的大豆种子萌发检测
选择大豆中黄13，用不同方法对其进行预处理，具体如下：
对照组1：未经预处理（CK）；
对照组2：单用水浸泡预处理（Water）；
对照组3：经60mM KNO3浸泡预处理（PT-KNO3）；
试验组：经本发明实施例的处理方法进行预处理（PT-Mix）。
将上述4种不同预处理的大豆种子均分为两组（每组40粒种子，其中各个不同预处理的大豆种子各占10粒），一组为盐胁迫处理组，一组为正常发芽条件的常规组。将盐胁迫处理组的种子分别浸泡于0.9% NaCl溶液中，常规组种子分别浸泡于去离子水中。再分别将种子放置于铺有干滤纸的培养皿中，在盐胁迫处理组的培养皿中加入0.9% NaCl溶液至干滤纸刚刚湿润，在常规组用去离子水替代0.9% NaCl溶液。每天分别用0.9% NaCl溶液或去离子水清洗种子1~2次，并记录发芽率，并在常规组种子都发芽后（约4天后），拍照记录种子发芽情况。
如图1所示，在正常发芽条件下，经预处理的种子发芽率均显著高于未经预处理（CK）的种子；水浸泡预处理（Water）和经60mM KNO3浸泡预处理（PT-KNO3）的种子发芽的根长只是略长于未经预处理（CK）的种子；而经优化混合配方预处理（PT-Mix）的种子其根长显著长于其他的种子。在盐处理下，所有种子的发芽率和根长都受到了抑制；未经预处理（CK）的种子发芽率和根长伸长抑制程度最大；其次为经水浸泡预处理（Water）和经60mM KNO3浸泡预处理（PT-KNO3）的种子；经优化混合配方预处理（PT-Mix）的种子萌发及根长伸长的抑制程度最小。说明本发明优化的预处理混合配方对大豆种子萌发期的抗盐效果很好。
2. 大豆幼苗的抗盐检测
将经本发明实施例预处理（PT）后或未经预处理（CK）的大豆中黄13的种子播种于湿润的蛭石中，约一周后，子叶完全展开，将大豆移植到水培系统中培养至三叶期。水培液为大豆B&D营养液（见表1），需加氧泵加氧培养。待大豆的第一片三叶完全展开后，开始进行盐处理实验。将经过预处理或未经预处理的大豆都均分成两组，一组为常规组，将大豆转移至新配置的培养液中；一组为盐处理组，将大豆转移至含0.9% NaCl的新配置培养液中。培养3天后，观察表型，并测氧化还原酶活、叶绿素含量等。
表1 大豆B&D营养液配方（2000×母液）
结果如图2所示，在正常条件下，经优化预处理液配方预处理的大豆长势比未经预处理的大豆略好，而其抗盐能力则大大增强。未经预处理的大豆第一片真叶在盐处理3天后完全变黄萎缩，而预处理的大豆幼苗第一片真叶只略见发黄，并未萎缩（图2中幼苗下方分别为其第一对真叶在正常条件下和盐处理后的表型）。
3. 生理指标检测
为了进一步检测大豆的耐盐性的差异，本发明还检测了一些生理指标。未经预处理（CK）和经优化混合配方预处理（PT）的大豆中黄13在湿润的蛭石中发芽后，移至水培系统中，培养至三叶期，分别在正常培养液和含0.9% NaCl的培养液中处理3天后，分别检测其叶绿素（Chl）含量、丙二醛（MDA）含量、可溶性糖含量和脯胺酸含量，结果如图3所示。在正常条件下，预处理（PT）和未经预处理（CK）的大豆苗叶片的叶绿素含量相当，而盐处理后，预处理的大豆叶片的叶绿素含量显著高于未经预处理的大豆。丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的产物之一，其含量代表细胞膜的损伤程度，与正常条件相比，盐处理的大豆细胞膜均受到严重损害，而在正常条件和盐处理下，经预处理的大豆幼苗的MDA含量均分别小于同条件下的未经预处理大豆，说明预处理的大豆细胞膜损伤度小。可溶性糖和脯胺酸可以帮助保持细胞的渗透压，抵御渗透胁迫，同时，糖也是能量贮存物质。盐处理的大豆可溶性糖含量小于正常培养条件的大豆，预处理的大豆幼苗的可溶性糖含量均高于同条件下的未经预处理的对照，尤其是在盐胁迫下。盐处理诱导细胞内的脯胺酸积累，经预处理的大豆幼苗的脯胺酸含量在正常条件下和盐胁迫下均比未经预处理的大豆高出一倍，差异显著。这些结果均说明经预处理的大豆比未经预处理的大豆在盐处理后的损伤程度小，且其可溶性糖及脯胺酸含量高，能更好的抵御渗透压力。
综上，通过本发明方法处理大豆种子后，可使大豆种子在盐胁迫下萌发率提高，抗盐能力增强，也增强了大豆在苗期的抗盐性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种提高大豆苗期抗盐性的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）挑选饱满的大豆种子，清洁种子后备用；
（2）将清洁后的大豆种子浸泡于预处理液中，于室温下浸泡16-18h；
（3）去除浸泡液，直接用于大豆种子萌发检测或大豆幼苗的抗盐检测；
步骤（2）中所述的预处理液的配方为：5mM KNO3，5mM Ca(NO3)2·5H2O，5wt% PEG，1.5mMNa2SiO3·9H2O。
2.根据权利要求1所述的提高大豆苗期抗盐性的方法，其特征在于：步骤（2）中，大豆种子浸泡于5~6倍种子体积的预处理液中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103435422A (zh) * 2013-08-31 2013-12-11 西南大学 甘蓝型油菜耐旱种子处理剂及其应用

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