CN108835112A - 一种促进种子萌发的植物提取物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种促进种子萌发的植物提取物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
一种促进种子萌发的植物提取物及其制备方法和应用，涉及种子培育领域。本发明包括：培养赤霉菌；调pH过滤得含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；水洗滤饼，合并洗液和滤出液；真空蒸发浓缩后在5～10℃下与有机溶剂混合；将混合物分离成水相和第一有机相，除掉第一有机相；采用有机溶剂萃取水相得第二有机相；合并第一、第二有机相形成浓缩有机溶液；60～70℃下加热，搅拌直到固体物质的沉淀终止；冷却至室温、过滤后得沉淀物；用有机溶剂洗涤沉淀物，经干燥得灰白色固体；用无水乙醇溶解得到植物提取物。本发明解决了赤霉素浓度过高对于种子发芽造成的危害，可与一般农药混用，并能相互增效，简单、方便，省钱，省工。
Description
技术领域
本发明涉及种子培育技术领域，具体涉及一种促进种子萌发的植物提取物及其制备方法和应用。
背景技术
赤霉素是一种植物生长调节剂，主要用于促进作物的生长发育，提早成熟，提高产量和打破种子、块茎、鳞茎等器官的休眠，促进发芽、分蘖、抽苔，提高果实结果率。但是，赤霉酸不溶于水、易水解、不耐高温、保质期短；赤霉素浓度较高，浓度过高会出现徒长、白化，直到畸形或枯死，浓度过低作用不明显。
种子萌发是指种子从吸胀作用开始的一系列有序的生理过程和形态发生过程。种子的萌发需要适宜的温度、适量的水分、充足的空气。种子萌发时，首先是吸水。种子浸水后使种皮膨胀、软化，可以使更多的氧透过种皮进入种子内部，同时二氧化碳透过种皮排出，里面的物理状态发生变化；其次是空气，种子在萌发过程中所进行的一系列复杂的生命活动，只有种子不断地进行呼吸，得到能量，才能保证生命活动的正常进行；最后是温度，温度过低，呼吸作用受到抑制，种子内部营养物质的分解和其它一系列生理活动，都需要在适宜的温度下进行的。
多数种子形成后，即使在条件适宜的情况下暂时也不能萌发，这种现象被称为休眠植物种子萌发。形成的主要原因是：一是种皮障碍。有些种子的种皮厚而坚硬，或种皮上附着蜡质层或角质层，使之不透水、不透气或对胚具有机械阻碍作用。二是有些果实或种子内部含有抑制种子萌发的物质。比如某些沙漠植物在长期的生活中，为了适应干旱的环境，在种子表面具有水溶性抑制物质，只有在大量降雨后，这些抑制物质被洗脱掉才能萌发，以保证形成的幼苗不致因缺水而枯死。对于休眠的种子，若需促进萌发，应针对不同原因解除休眠。了解作物种子萌发所需的条件，掌握土壤湿度和播种深度，对于播种后早出苗、出全苗极为重要，是获得高产的第一步。
发明内容
为了解决目前采用赤霉素促进种子萌发存在的赤霉素浓度过高会造成作物徒长、白化、畸形或枯死而浓度过低则作用不明显等问题，本发明提供一种促进种子萌发的植物提取物及其制备方法和应用。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种促进种子萌发的植物提取物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在发酵培养基中培养微生物菌株赤霉菌；
步骤二、将发酵培养基的pH调节至6.5～7.0,经过滤得到含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；
步骤三、水洗滤饼，合并洗液和滤出液得到水溶液；
步骤四、真空蒸发浓缩步骤三所得水溶液；
步骤五、在5～10℃条件下，将步骤四所得溶液与有机溶剂混合，并将混合物的pH调节至小于2.0；
步骤六、将步骤五所得混合物分离成水相和第一有机相，并除掉第一有机相；
步骤七、采用有机溶剂萃取步骤六所得水相得到第二有机相；
步骤八、合并第一有机相和第二有机相，经浓缩后形成浓缩有机溶液；
步骤九、在60～70℃条件下，加热浓缩有机溶液3～4小时，在加热的同时进行搅拌直到固体物质的沉淀终止；
步骤十、将浓缩有机溶液冷却至室温，经过滤得到沉淀物；
步骤十一、采用有机溶剂洗涤沉淀物，经干燥得到灰白色固体，此灰白色固体中含有赤霉素A3和赤霉素衍生物；
步骤十二、采用无水乙醇溶解灰白色固体得到一种促进种子萌发的植物提取物。
作为优选的实施方式，所述发酵培养基为LB培养基。
作为优选的实施方式，所述有机溶剂选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或多种。
作为优选的实施方式，步骤十一中，赤霉素A3和赤霉素衍生物的总含量为75～85％。
作为优选的实施方式，步骤十一中，所述赤霉素衍生物为2,4a,7-三羟基-1- 甲基-8-亚甲基赤霉-3-烯-1,10-二羧酸-1,4a-内酯。
作为优选的实施方式，步骤十一中，采用3～8℃有机溶剂洗涤沉淀物。
作为优选的实施方式，步骤十二中，无水乙醇与灰白色固体的质量比为 20:1。
本发明还提供了一种采用上述的制备方法获得的植物提取物，该植物提取物可以促进种子萌发。
本发明的有益效果是：本发明在制备植物提取物的过程中，采用特殊的具有创新性的制备方法制备出具有促进种子萌发作用的植物提取物，采用该植物提取物可以实现在冷胁迫条件下提高植物种子萌发的效率。
本发明的植物提取物主要用于促进作物种子的生长发育，提早成熟，提高产量和打破种子、块茎、鳞茎等器官的休眠，促进发芽、分蘖、抽苔，提高果实结果率，特别对解决杂交水稻制种中花期不遇有特别功效，在棉花、葡萄、马铃薯、水果、蔬菜上广泛应用。
本发明的植物提取物解决了赤霉素浓度过高对于种子发芽造成的危害，可与一般农药混用，并能相互增效，简单、方便，省钱，省工。
具体实施方式
本发明的一种促进种子萌发的植物提取物的制备方法，主要是通过以下步骤实现的：
步骤一、采用LB培养基培养微生物菌株(赤霉菌)；
步骤二、将发酵培养基的pH调节至6.5～7.0,经过滤得到含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；
步骤三、水洗滤饼，合并洗液和滤出液得到水溶液；
步骤四、真空蒸发浓缩步骤三所得水溶液；
步骤五、在5～10℃条件下，将步骤四所得溶液与有机溶剂(选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或多种)混合，并将混合物的pH调节至小于2.0；
步骤六、将步骤五所得混合物分离成水相和第一有机相，并除掉第一有机相；
步骤七、采用有机溶剂(选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或多种)萃取步骤六所得水相得到第二有机相；
步骤八、合并第一有机相和第二有机相，经浓缩后形成浓缩有机溶液；
步骤九、在60～70℃条件下，加热浓缩有机溶液3～4小时，在加热的同时进行搅拌直到固体物质的沉淀终止，即直到所有固体物质全部变为沉淀；
步骤十、将浓缩有机溶液冷却至室温，经过滤得到沉淀物；
步骤十一、采用冷的(3～8℃)有机溶剂(选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或多种)洗涤沉淀物，经干燥得到灰白色固体，此灰白色固体中含有赤霉素A3和赤霉素衍生物，赤霉素A3和赤霉素衍生物的总含量为75～85％，赤霉素衍生物为2,4a,7-三羟基-1-甲基-8-亚甲基赤霉-3-烯-1,10-二羧酸-1,4a-内酯；
步骤十二、采用无水乙醇溶解灰白色固体得到一种促进种子萌发的植物提取物，无水乙醇与灰白色固体的质量比为20:1。
通过上述的制备方法获得一种植物提取物，该植物提取物可以促进种子萌发。所说的种子可以是农作物种子，例如水稻、棉花、马铃薯、玉米、小麦等，也可以是果蔬种子，例如：葡萄、苹果、李子、白菜、萝卜种子等水果和蔬菜种子。
实施例1植物提取物的制备
步骤一、在LB培养基中培养可产生赤霉素的微生物菌株赤霉菌；
步骤二、将发酵培养基的pH调节至6.5,经过滤得到含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；
步骤三、水洗滤饼，合并洗液和滤出液得到水溶液；
步骤四、真空蒸发浓缩步骤三所得水溶液；
步骤五、在5℃条件下，将步骤四所得溶液与乙酸甲酯混合，并将混合物的 pH调节至小于2.0；
步骤六、将步骤五所得混合物分离成水相和第一有机相，并除掉第一有机相；
步骤七、采用乙酸甲酯萃取步骤六所得水相得到第二有机相；
步骤八、合并第一有机相和第二有机相，经浓缩后形成浓缩有机溶液；
步骤九、在60℃条件下，加热浓缩有机溶液3小时，在加热的同时进行搅拌直到固体物质的沉淀终止，即直到所有固体物质全部变为沉淀；
步骤十、将浓缩有机溶液冷却至室温，经过滤得到沉淀物；
步骤十一、采用3℃乙酸甲酯洗涤沉淀物，经干燥得到灰白色固体，此灰白色固体中含有赤霉素A3和赤霉素衍生物，赤霉素A3和赤霉素衍生物的总含量为 75％，赤霉素衍生物为2,4a,7-三羟基-1-甲基-8-亚甲基赤霉-3-烯-1,10-二羧酸-1,4a- 内酯；
步骤十二、采用无水乙醇溶解灰白色固体得到一种促进种子萌发的植物提取物，无水乙醇与灰白色固体的质量比为20:1。
实施例2植物提取物的制备
步骤一、在LB培养基中培养可产生赤霉素的微生物菌株赤霉菌；
步骤二、将发酵培养基的pH调节至6.8,经过滤得到含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；
步骤三、水洗滤饼，合并洗液和滤出液得到水溶液；
步骤四、真空蒸发浓缩步骤三所得水溶液；
步骤五、在8℃条件下，将步骤四所得溶液与乙酸乙酯混合，并将混合物的 pH调节至小于2.0；
步骤六、将步骤五所得混合物分离成水相和第一有机相，并除掉第一有机相；
步骤七、采用乙酸乙酯萃取步骤六所得水相得到第二有机相；
步骤八、合并第一有机相和第二有机相，经浓缩后形成浓缩有机溶液；
步骤九、在65℃条件下，加热浓缩有机溶液3.5小时，在加热的同时进行搅拌直到固体物质的沉淀终止，即直到所有固体物质全部变为沉淀；
步骤十、将浓缩有机溶液冷却至室温，经过滤得到沉淀物；
步骤十一、采用5℃乙酸乙酯洗涤沉淀物，经干燥得到灰白色固体，此灰白色固体中含有赤霉素A3和赤霉素衍生物，赤霉素A3和赤霉素衍生物的总含量为 80％，赤霉素衍生物为2,4a,7-三羟基-1-甲基-8-亚甲基赤霉-3-烯-1,10-二羧酸-1,4a- 内酯；
步骤十二、采用无水乙醇溶解灰白色固体得到一种促进种子萌发的植物提取物，无水乙醇与灰白色固体的质量比为20:1。
实施例3植物提取物的制备
步骤一、在LB培养基中培养可产生赤霉素的微生物菌株赤霉菌；
步骤二、将发酵培养基的pH调节至7.0,经过滤得到含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；
步骤三、水洗滤饼，合并洗液和滤出液得到水溶液；
步骤四、真空蒸发浓缩步骤三所得水溶液；
步骤五、在10℃条件下，将步骤四所得溶液与有机溶剂(乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚三者混合)混合，并将混合物的pH调节至小于2.0；
步骤六、将步骤五所得混合物分离成水相和第一有机相，并除掉第一有机相；
步骤七、采用有机溶剂(乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚三者混合)萃取步骤六所得水相得到第二有机相；
步骤八、合并第一有机相和第二有机相，经浓缩后形成浓缩有机溶液；
步骤九、在70℃条件下，加热浓缩有机溶液4小时，在加热的同时进行搅拌直到固体物质的沉淀终止，即直到所有固体物质全部变为沉淀；
步骤十、将浓缩有机溶液冷却至室温，经过滤得到沉淀物；
步骤十一、采用8℃有机溶剂(乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚三者混合)洗涤沉淀物，经干燥得到灰白色固体，此灰白色固体中含有赤霉素A3和赤霉素衍生物，赤霉素A3和赤霉素衍生物的总含量为85％，赤霉素衍生物为 2,4a,7-三羟基-1-甲基-8-亚甲基赤霉-3-烯-1,10-二羧酸-1,4a-内酯；
步骤十二、采用无水乙醇溶解灰白色固体得到一种促进种子萌发的植物提取物，无水乙醇与灰白色固体的质量比为20:1。
分别采用本发明实施例1-3(实验组)的植物提取物与现有的赤霉素(对照组)进行萌发种子，同采用55℃左右的不同营养液浸泡，白色薄膜遮盖培养，其他组培条件基本一致，每个实施例或对照组组培100粒种子，观察记录萌发时间及萌发数，30天统计出苗数，计算萌发率。
萌发率＝(播种至第30天的种子萌发数÷播种种子数)×100％，结果如下表所示。
| 项目 | 萌发率 | 萌发时间 |
| 实施例1 | 92％ | 3天 |
| 实施例2 | 95％ | 2天 |
| 实施例3 | 93％ | 3天 |
| 对照组 | 83％ | 4天 |
通过上表数据可知，本发明的植物提取物与现有只采用赤霉素相比，萌发率高，萌发时间短。说明采用本发明的制备工艺能够提高植物提取物在促进种子萌发中的使用效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种促进种子萌发的植物提取物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在发酵培养基中培养微生物菌株赤霉菌；
步骤二、将发酵培养基的pH调节至6.5～7.0,经过滤得到含有微生物菌丝体的滤饼和滤出液；
步骤三、水洗滤饼，合并洗液和滤出液得到水溶液；
步骤四、真空蒸发浓缩步骤三所得水溶液；
步骤五、在5～10℃条件下，将步骤四所得溶液与有机溶剂混合，并将混合物的pH调节至小于2.0；
步骤六、将步骤五所得混合物分离成水相和第一有机相，并除掉第一有机相；
步骤七、采用有机溶剂萃取步骤六所得水相得到第二有机相；
步骤八、合并第一有机相和第二有机相，经浓缩后形成浓缩有机溶液；
步骤九、在60～70℃条件下，加热浓缩有机溶液3～4小时，在加热的同时进行搅拌直到固体物质的沉淀终止；
步骤十、将浓缩有机溶液冷却至室温，经过滤得到沉淀物；
步骤十一、采用有机溶剂洗涤沉淀物，经干燥得到灰白色固体，此灰白色固体中含有赤霉素A3和赤霉素衍生物；
步骤十二、采用无水乙醇溶解灰白色固体得到一种促进种子萌发的植物提取物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵培养基为LB培养基。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤十一中，赤霉素A3和赤霉素衍生物的总含量为75～85％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤十一中，所述赤霉素衍生物为2,4a,7-三羟基-1-甲基-8-亚甲基赤霉-3-烯-1,10-二羧酸-1,4a-内酯。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤十一中，采用3～8℃有机溶剂洗涤沉淀物。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤十二中，无水乙醇与灰白色固体的质量比为20:1。
8.采用权利要求1至7中任意一项所述的制备方法获得的植物提取物。
9.采用权利要求1至7中任意一项所述的制备方法获得的植物提取物在促进种子萌发中的应用。
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