CN109717190B - 一种调控植物成花量的浓缩复合剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调控植物成花量的浓缩复合剂及其制备方法与应用，所述浓缩复合剂包含褪黑素和白藜芦醇，所述褪黑素和白藜芦醇的摩尔浓度比例为15：1～50：1。本发明提供的以褪黑素和白藜芦醇为活性成分的浓缩复合剂，具有双向调控植物成花量的作用，能够显著提高或降低植物的成花量。本发明提供的浓缩复合剂的活性成分均为植物内源性物质，对植物和动物安全、稳定性高，制备和使用方法简单易行，适于大范围推广应用。

Description

一种调控植物成花量的浓缩复合剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及植物生长调控技术领域，具体涉及一种调控植物成花量的浓缩复合剂及其制备方法与应用。

背景技术

植物成花是营养生长向生殖生长的转变。对于多种农作物来说，花、果实或种子是十分重要的产品，因此，植物成花量直接决定了作物的经济效益。植物成花，包括成花诱导、成花启动和花的发育三个阶段。在成花诱导阶段，经某种环境信号的刺激，植物从营养生长向生殖生长转变。紧接着，芽顶端分生组织经一系列生理生化的变化，分化成形态上可辨认的花原基，即成花启动。最终，进入花发育阶段，即花器官的形成和生长。这个过程受多种内、外界因素(植物自身的生长状况、温度和光)的影响，这些因素协同作用，共同影响成花量。

根据不同植物的开花习性及规律，通过人为手段，可以提高或减少成花量，调控花卉、蔬菜、水果及农作物的花、果实或种子的形成。在实际生产中，可以通过调节水肥管理或植物激素水平，提高成花量。但这些措施由于化学残留，或对植物的生理状态造成硬性逆转，对食品安全以及植物的长期可持续生长产生不利影响。因此，寻求安全、简便、省力、有效的方法改变植物成花量是十分必要的。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种调控植物成花量的浓缩复合剂及其制备方法与应用。

植物成花是一个复杂的多基因调控过程。在这个过程中，植物体内的光受体首先接收变化的光信号(光质、光强及光周期)，并将其转化成重要的化学信号，进而调控多个成花关键调控因子及其下游功能基因的表达，控制成花这一生理过程。而发明人创造性地发现褪黑素与白藜芦醇以一定的比例配合使用，具有显著的调控植物成花量的作用。其中，褪黑素是一种植物内源性活性物质，它作为启动成花的重要信号物质，诱导多个成花途径的关键基因的表达，促进成花，提高成花率。而白藜芦醇是植物内源的一种多功能活性物质，具有抗氧化、抗菌等功能，它与褪黑素复配使用，可以促进褪黑素的调控作用，两者协同作用共同调控成花量。这个机制中，褪黑素作为化学信号，而非抗氧化剂发挥作用，是一个创造性的发现。

本发明提供一种调控植物成花量的浓缩复合剂，所述浓缩复合剂包含褪黑素和白藜芦醇，所述褪黑素和白藜芦醇的摩尔浓度比例为15：1～50：1。

本发明中，所述浓缩复合剂的活性成分由褪黑素和白藜芦醇组成。

所述浓缩复合剂中还可以加入其它植物用制剂领域允许的辅料。

本发明中，所述浓缩复合剂还包括溶剂，所述溶剂可以为植物制剂领域常用的与褪黑素和白藜芦醇具有良好相容性的溶剂。

本发明中，所述浓缩复合剂中白藜芦醇和褪黑素的浓度可以根据褪黑素和白藜芦醇在溶剂中的溶解度以及实际需要确定，只要其中褪黑素和白藜芦醇的摩尔浓度比为15：1～50：1，均在本发明的保护范围内。

具体地，本发明所述溶剂为无水乙醇、二甲基亚砜、甲醇中的一种或多种。

优选地，所述浓缩复合剂中褪黑素的摩尔浓度为60～1000mM，白藜芦醇的摩尔浓度为4～200mM。

作为本发明的一种实施方式，所述浓缩复合剂中褪黑素的摩尔浓度为60mM～500mM，白藜芦醇的摩尔浓度为4mM～20mM。

为使得浓缩复合剂的稳定性和安全性更高，本发明中，所述溶剂为二甲基亚砜(DMSO)。

本发明中，所述浓缩复合剂的工作浓度如下：褪黑素20～5000μM；白藜芦醇1～100μM。

所述工作浓度为浓缩复合剂在喷施植物时使用的浓度。

优选地，所述浓缩复合剂的工作浓度如下：褪黑素20～1000μM；白藜芦醇1～50μM。

进一步地，本发明提供所述浓缩复合剂的制备方法，包括将褪黑素、白藜芦醇和所述溶剂混合、充分溶解的步骤。

本发明所述的浓缩复合剂在保存过程中具有高度稳定性，如需长期保存，可以在-20℃条件下，避光保存。

进一步地，发明人发现，将褪黑素和白藜芦醇以特定的浓度配合使用，可以影响植物成花量的调控效果，即通过调整褪黑素和白藜芦醇的使用浓度，可以实现提高或降低成花量的双向调控。

本发明的另一个目的在于提供所述的浓缩复合剂在提高植物成花量中的应用或降低植物成花量中的应用。

本发明所述的应用中，所述褪黑素的工作浓度为20～5000μM；所述白藜芦醇的工作浓度为1～100μM。

优选地，所述应用中所述浓缩复合剂的工作浓度如下：褪黑素20～1000μM；白藜芦醇1～50μM。

所述工作浓度为将所述浓缩复合剂稀释得到，所述稀释采用的溶剂包括但不限于水。

作为本发明的优选实施方式，所述稀释采用的溶剂为水。

作为本发明的一种实施方式，在用于提高苹果的成花量时，所述褪黑素和所述白藜芦醇的工作浓度分别为20～800μM和1～20μM施用。

优选地，在用于提高苹果的成花量时，所述褪黑素和所述白藜芦醇的工作浓度分别为20～200μM和1～10μM施用。

作为本发明的另一种实施方式，在用于提高拟南芥的成花量时，所述褪黑素和所述白藜芦醇的工作浓度分别为20～800μM和1～20μM施用。

优选地，在用于提高拟南芥的成花量时，所述褪黑素和所述白藜芦醇的工作浓度分别为100～500μM和2～20μM。

作为本发明的另一种实施方式，在用于降低苹果的成花量时，所述褪黑素和所述白藜芦醇的工作浓度分别为1000～5000μM和20～100μM。

优选地，在用于降低苹果的成花量时，所述褪黑素和所述白藜芦醇的工作浓度分别为1000～3000μM和50～100μM。

所述工作浓度为将所述浓缩复合剂稀释得到，所述稀释采用的溶剂包括但不限于水。

具体地，本发明所述应用为将所述的浓缩复合剂喷施至植物。

优选地，所述喷施为在植物生长的幼苗期或芽萌动初期开始喷施。

所述幼苗期本领域技术人员可以根据植物的种类和生长发育速度不同确定，如对于拟南芥，所述幼苗期优选为25～30天大幼苗；对于苹果树，所述喷施时期为芽萌动初期(约为每年3月下旬)。

本发明中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物。

所述单子叶植物包括但不限于玉米和水稻，所述双子叶植物包括但不限于拟南芥和苹果。

优选地，所述植物为双子叶植物。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的以褪黑素和白藜芦醇为活性成分的浓缩复合剂，具有双向调控植物成花量的作用，在特定的浓度范围内使用能够显著提高或降低植物的成花量：可使拟南芥的成花量提高143％，使苹果树的成花量提高或降低27％或21％。

(2)本发明提供的浓缩复合剂的活性成分都是植物内源性物质，对植物和动物安全、稳定性高，制备和使用方法简单易行，适于大范围推广应用。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例提供一种浓缩复合剂，其制备方法如下：

分别称取11.618g褪黑素和0.46g白藜芦醇粉末溶于100ml DMSO，搅拌溶解后即得浓缩复合剂。

实施例2

本实施例提供一种浓缩复合剂，其制备方法如下：

分别称取6.9681g褪黑素和0.137g白藜芦醇粉末溶于100ml DMSO，搅拌溶解后即得浓缩复合剂。

实施例3

本实施例提供一种浓缩复合剂，其制备方法如下：

分别称取4.647g褪黑素和0.23g白藜芦醇粉末溶于100ml DMSO，搅拌溶解后即得浓缩复合剂。

实施例4

本实施例提供一种浓缩复合剂，其制备方法如下：

分别称取1.394g褪黑素和0.091g白藜芦醇粉末溶于100ml DMSO，搅拌溶解后即得浓缩复合剂。

对比例1

本对比例提供一种浓缩复合剂，其制备方法如下：

分别称取0.4646g褪黑素和0.114g白藜芦醇粉末溶于100ml DMSO，搅拌溶解后即得浓缩复合剂。

对比例2

本对比例提供一种浓缩复合剂，其制备方法如下：

分别称取0.2323g褪黑素和0.0228g白藜芦醇粉末溶于100ml DMSO，搅拌溶解后即得浓缩复合剂。

实验例1浓缩复合剂在提高拟南芥成花量中的应用

1、将经低温春化后的拟南芥种子播种于装有营养土和蛭石(比例为1:1)的穴盘中，每个穴盘播5-6粒，置于温度为23±1℃、光照强度约为6klux、光周期为16/8h的培养室里，待拟南芥长出7-8片莲座叶时(播种后30天左右)，选取60棵长势一致的拟南芥平均分为两组，每组30棵。一组为对照组，一组为试验组。将实施例1制备的浓缩复合剂以蒸馏水稀释1000倍后喷施试验组的拟南芥植株，将DMSO以蒸馏水稀释1000倍后喷施对照组的拟南芥植株。每组约喷120mL稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每三天一次，共五次，即共计15天的处理时间。统计并记录对照组与试验组开花后第7天与第13天时总的花蕾数。

结果显示，对照组的拟南芥于开花后第7天与第13天时总的花蕾数分别为23和156，而试验组于开花后第7天与第13天时总的花蕾数分别为56和195。相比于对照组，喷施实施例1制备的浓缩复合剂后第7天和第13天拟南芥的成花量分别提高了143％和25％。结果表明，低浓度喷施本发明的浓缩复合剂能够显著提高拟南芥的成花量。

2、将经低温春化后的拟南芥种子播种于装有营养土和蛭石(比例为1:1)的穴盘中，每个穴盘播5-6粒，置于温度为23±1℃、光照强度约为6klux、光周期为16/8h的培养室里，待拟南芥长出7-8片莲座叶时(播种后30天左右)，选取120棵长势一致的拟南芥平均分为两组，每组60棵。一组为对照组，一组为试验组。将实施例2制备的不同浓度配比的浓缩复合剂以蒸馏水稀释3000倍后喷施试验组的拟南芥植株，将DMSO以蒸馏水稀释3000倍后喷施对照组的拟南芥植株。每组约喷250mL稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每三天一次，共五次，即共计15天的处理时间。统计并记录对照组与试验组开花后第7天与第13天时总的花蕾数。

结果显示，对照组的拟南芥于开花后第7天与第13天时总的花蕾数分别为130和549，而试验组于开花后第7天与第13天时总的花蕾数分别为230和656。相比于对照组，喷施实施例2制备的浓缩复合剂后第7天和第13天拟南芥的成花量分别提高了77％和19％。结果表明，低浓度喷施含有一定浓度配比的褪黑素和白藜芦醇的浓缩复合剂能够提高拟南芥的成花量。

实验例2浓缩复合剂在提高苹果树成花量中的应用

1、将10棵长势基本一致的9年生苹果树平均分为两组，每组5棵。一组为对照组，一组为试验组。将实施例3制备的浓缩复合剂以蒸馏水稀释1000倍后喷施试验组苹果树，将DMSO以蒸馏水稀释1000倍后喷施对照组的苹果树。从芽刚萌动时开始喷施。每组大约喷25L的稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每五天一次，共四次，共计20天的处理时间。统计并记录对照组与试验组每棵苹果树处理前总的花芽数及处理结束时所形成的总的花序数。成花量以对照组与试验组处理结束时所形成的总花序数占处理前总花芽数的百分比表示。

结果显示，对照组的苹果树于处理结束时的成花量为57.4％，而试验组的苹果树于处理结束时的成花量为72.7％，较对照组的成花量提高了27％。因此，低浓度喷施本发明提供的浓缩复合剂可以显著提高苹果树的成花量。

2、将10棵长势基本一致的9年生苹果树平均分为两组，每组5棵。一组为对照组，一组为试验组。将实施例4制备的浓缩复合剂以蒸馏水稀释3000倍后喷施试验组苹果树，将DMSO以蒸馏水稀释3000倍后喷施对照组的苹果树。从芽刚萌动时开始喷施。每组大约喷25L的稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每五天一次，共四次，共计20天的处理时间。统计并记录对照组与试验组每棵苹果树处理前总的花芽数及处理结束时所形成的总的花序数。成花量以对照组与试验组处理结束时所形成的总花序数占处理前总花芽数的百分比表示。

结果显示，对照组的苹果树于处理结束时的成花量为56.8％，而试验组的苹果树于处理结束时的成花量为63.33％，较对照组的成花量提高了11.5％。

因此，低浓度喷施含有一定浓度配比的褪黑素和白藜芦醇的浓缩复合剂能够提高苹果树的成花量。

实验例3浓缩复合剂在降低苹果树成花量中的应用

将10棵长势基本一致的9年生苹果树平均分为两组，每组5棵。一组为对照组，一组为试验组。将实施例3制备的浓缩复合剂以蒸馏水稀释200倍后喷施试验组苹果树，将DMSO以蒸馏水稀释200倍后喷施对照组的苹果树。从芽刚萌动时开始喷施。每组大约喷25L稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每五天一次，共四次，共计20天的处理时间。统计并记录对照组与试验组每棵苹果树处理前总的花芽数及处理结束时所形成的总的花序数。成花量以对照组与试验组处理结束时所形成的总花序数占处理前总花芽数的百分比表示。

结果显示，对照组的苹果树于处理结束时的成花量为57.0％，而试验组的苹果树于处理结束时的成花量为45.3％，较对照组的成花量降低了21％。结果表明，高浓度浓缩复合剂的喷施可以显著降低苹果树的成花量。

对比实验例1

将经低温春化后的拟南芥种子播种于装有营养土和蛭石(比例为1:1)的穴盘中，每个穴盘播5-6粒，置于温度为23±1℃、光照强度约为6klux、光周期为16/8h的培养室里，待拟南芥长出7-8片莲座叶时(播种后30天左右)，选取60棵长势一致的拟南芥平均分为两组，每组30棵。一组为对照组，一组为试验组。将对比例1制备的浓缩复合剂以蒸馏水稀释2000倍后喷施试验组的拟南芥植株，将DMSO以蒸馏水稀释2000倍后喷施对照组的拟南芥植株。每组约喷120mL稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每三天一次，共五次，即共计15天的处理时间。统计并记录对照组与试验组开花后第7天与第13天时总的花蕾数。

结果显示，对照组的拟南芥于开花后第7天与第13天时总的花蕾数分别为64和309，而试验组于开花后第7天与第13天时总的花蕾数分别为67和306。与对照组相比，试验组的花蕾数没有显著变化。

对比实验例2

将10棵长势基本一致的9年生苹果树平均分为两组，每组5棵。一组为对照组，一组为试验组。将对比例2制备的浓缩复合剂以蒸馏水稀释2000倍后喷施试验组苹果树，将DMSO以蒸馏水稀释2000倍后喷施对照组的苹果树。从芽刚萌动时开始喷施。每组大约喷25L的稀释的浓缩复合剂或稀释的DMSO溶液。喷施方法为：每五天一次，共四次，共计20天的处理时间。统计并记录对照组与试验组每棵苹果树处理前总的花芽数及处理结束时所形成的总的花序数。成花量以对照组与试验组处理结束时所形成的总花序数占处理前总花芽数的百分比表示。

结果显示，对照组的苹果树于处理结束时的成花量为57.0％，而试验组的苹果树于处理结束时的成花量为57.2％。与对照组相比，试验组的成花量没有显著变化。

综上所述，喷施本发明提供的以一定浓度配比的褪黑素和白藜芦醇为活性成分的浓缩复合剂，对于植物的成花量具有显著的调控作用；褪黑素和白藜芦醇的浓度配比≤10的浓缩复合剂对植物成花量无调控作用。

本发明提供的拟南芥和苹果树的实施例仅作为本发明提供的浓缩复合剂的应用示例，本领域技术人员应当理解，由于植物的成花调控机制具有高度的相似性，本发明提供的浓缩复合剂的应用不限于拟南芥和苹果，还包括其它双子叶植物和单子叶植物。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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 (5)

1.浓缩复合剂在提高或降低植物成花量中的应用，所述浓缩复合剂包含褪黑素和白藜芦醇，所述褪黑素和白藜芦醇的摩尔浓度比例为15：1～50：1；

所述应用中，所述褪黑素的工作浓度为20～5000μM；所述白藜芦醇的工作浓度为1～100μM。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述浓缩复合剂的活性成分由褪黑素和白藜芦醇组成。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述浓缩复合剂还包括溶剂，所述溶剂为无水乙醇、二甲基亚砜、甲醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述应用为将所述浓缩复合剂喷施至植物。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述喷施为在植物生长的幼苗期或芽萌动初期开始喷施。