CN112493255A - 一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂 - Google Patents

一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,尤其涉及一种利用甲壳寡聚糖、枯草芽孢杆菌、木葡聚糖等原料制备的植物生长调节剂,属于植物营养技术领域。本发明植物生长调节剂由下列质量的原料组分配制而成:甲壳寡聚糖50‑70份、枯草芽孢杆菌10‑20份、木葡聚糖20‑30份。本发明的植物生长调节剂中加入了甲壳寡糖聚糖,可提高植株的抗逆性,活化植物体细胞,加快植物体外组织的生长速度,在农业上应用对作物无毒无害,对人和动物无伤害,且不污染环境。本发明的植物生长调节剂能够调控植物体免疫调节活性,提高植株的抗逆性,活化植物体细胞,促进植物根系的生长及营养吸收,加快植物体外组织的生长速度,达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。

Description

一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂
技术领域
本发明涉及一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,尤其涉及一种利用甲壳寡聚糖、枯草芽孢杆菌、木葡聚糖等原料制备的植物生长调节剂,属于植物营养技术领域。
技术背景
植物生长调节剂是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质和从生物中提取的天然植物激素。植物生长调节剂是人们在了解天然植物激素的结构和作用机制后,通过人工合成与植物激素具有类似生理和生物学效应的物质,在农业生产上使用,可有效调节作物的生育过程,达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。现已发现具有调控植物生长和发育功能物质有胺鲜酯(DA-6),氯吡脲,复硝酚钠,生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑和多胺等,而作为植物生长调节剂被应用在农业生产中主要是前9大类。
传统的植物生长调节剂,虽能促进植物营养生长,保花保果,加速灌浆和膨果等作用,但也有明显的缺点,如:虽能增加株高,但茎杆易变细,作物容易倒伏;虽能使叶片变大,但叶片易变薄;虽能保花保果,却抑制花芽分化,在果树上施用,会加剧大小年,使小年产量更低;虽能促进果实膨大,却不利于品质的提高,使果实风味变淡,产生畸形果等。另外作物适宜的浓度一般都比较窄,浓度低起不了作用,浓度大会严重抑制植物生长,产生药害,使节间过度紧缩,叶片皱缩不展,甚至生长点坏死,导致植物死亡等。
甲壳素存在于虾、蟹、昆虫等的外壳中以及菌类、藻类低等植物细胞壁中,是自然界中产量排列第二的多糖类物质。在温度为120℃时,对甲壳素进行碱性水解1-3h可制得壳聚糖。一般把脱乙酰度>70% 的甲壳素称为壳聚糖。壳聚糖又称脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖和可溶性甲壳素,是天然多糖中唯一的碱性多糖,也是迄今为止发现的唯一阳离子碱性多糖,其学名为(1,4)-2氨基-2-脱氧-8-壳聚糖,结构与纤维素相似,无毒、无味、易生物降解、不污染环境,且有良好的吸附性、成膜性、吸湿性等优点。在倡导环境保护和低碳经济的背景下,壳聚糖及其衍生物被广泛应用于农业等领域中。
甲壳寡糖聚糖为壳聚糖的降解产物,是由β-1,4-糖苷键连接的2-氨基葡萄糖组成的分子量小于6000Da的低聚糖,与壳聚糖相比具有相对分子质量小、水溶性好、生物活性高、易于吸收、应用范围广等优点。甲壳寡糖聚糖能调节植物基因的关闭与开放,促进植物细胞的活化,刺激植物生长。用甲壳寡糖聚糖处理作物种子,可提高种子发芽率,增强作物幼苗对外界不利因素的抵抗力,增加苗重,促进植物根系生长,增强光合作用,提高作物产率,改善作物品质;甲壳寡聚糖可提高植株的抗逆性,活化植物体细胞,加快植物体外组织的生长速度。甲壳寡聚糖不仅具有传统植物生长调节剂的作用,且本身是一种来自于动植物的多糖,在农业上应用对作物无毒害,对人和动物无伤害,不污染环境。
发明内容
为克服现有技术的不足,满足植物生产调节的营养需求,本发明提供一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,集成植物生长调节技术和海洋寡糖功能活性成分复配技术,研制开发出具有显著促生长、增产量、提品质功效的植物生长调节剂。
为实现上述发明目的,本发明采用下述技术方案予以实现:
一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,其特征在于,由下列质量份的原料组分配制而成:
甲壳寡聚糖50-70份、枯草芽孢杆菌10-20份、木葡聚糖20-30份。
制备方法:将上述原料组分按照配方比例混合高速搅拌即可。
为了实现上述发明目的,本发明还提供了上述甲壳寡聚糖的制备方法,包括如下步骤:
(1)用0.05% MgSO4·7H2O,0.06%KCl,0.002%FeSO4,0.03%KH2PO4,1.5%壳聚糖,0.5%蛋白胨制备成液体培养基;
(2)将筛选的Aspergillus fumigatus Jxsd-97菌种先接种于活化培养基中,接种量为1%-3%,于20℃-40℃、60-100rpm/min摇床培养30h-50h,进行培养活化,得到粗酶液;
(3)在粗酶液中缓慢加入2-3倍体积的95%乙醇,静置一会后,4℃下8000-10000r/min冷冻离心20-30min,弃去上清,沉淀溶于20mmol/L pH7的磷酸缓冲液,透析过夜,4℃下8000-10000r/min冷冻离心20-30min,取上清液;
(4)将步骤(3)得到的上清液于CM Sepharose Fast Flow柱进行离子交换层析,流动相为NaCl,收集活性组分,浓缩为高活性壳聚糖酶;
(5)用0.5%-1%的醋酸将壳聚糖配置为浓度为1%的溶液,40℃-50℃加热搅拌使之完全溶解;
(6)将步骤(4)制备好的壳聚糖酶与步骤(5)溶解的壳聚糖溶液按照1:40-1:60的(体积比)比例混合,40℃-50℃水浴加热搅拌降解1-3h;
(7)酶解液灭活,将酶解后的液体100℃灭活15min;
(8)酶解液离心,酶解的产物8000r/min,高速离心10min,取上清液;
(9)将步骤(8)中得到的溶液真空冷冻干燥,即可得到甲壳寡聚糖。
本发明的有益效果是:
1、甲壳寡糖聚糖能调节植物基因的关闭与开放,促进植物细胞的活化,刺激植物生长,可提高植株的抗逆性,活化植物体细胞,加快植物体外组织的生长速度。甲壳寡聚糖不仅具有传统植物生长调节剂的作用,且本身是一种来自于动植物的多糖,在农业上应用对作物无毒害,对人和动物无伤害,不污染环境;
2、枯草芽孢杆菌能分泌纤维素酶,对纤维素有很强的降解作用,加快了土壤中有机质的分解速度,从而促进植物根系的生长及营养吸收;
3.木葡聚糖是具有生物活性的多聚糖或寡聚糖的来源之一,它们可以控制植物的发育与代谢。其中,分离自苹果与罗望子中的一种寡糖被认为具有生物肥料和植物体主动防御机能诱导剂的作用;
4、三者相互作用,能够调控植物体免疫调节活性,提高植株的抗逆性,活化植物体细胞,促进植物根系的生长及营养吸收,加快植物体外组织的生长速度,达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。
附图说明:
图1:含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂对油菜幼苗叶绿素含量的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明,以便本领域的技术人员更了解本发明,但并不因此限制本发明。
实施例1
一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,由下列质量份的原料组分配制而成:甲壳寡聚糖60份、枯草芽孢杆菌15份、木葡聚糖25份;
制备方法:将上述原料组分按照配方比例混合高速搅拌即可。
实施例2
一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,由下列质量份的原料组分配制而成:甲壳寡聚糖50份、枯草芽孢杆菌20份、木葡聚糖30份;
制备方法:将上述原料组分按照配方比例混合高速搅拌即可。
实施例3
一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,由下列质量份的原料组分配制而成:甲壳寡聚糖70份、枯草芽孢杆菌10份、木葡聚糖20份;
制备方法:将上述原料组分按照配方比例混合高速搅拌即可。
对比例1
一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,原料包括甲壳寡聚糖。
对比例2
一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,由下列质量份的原料组分配制而成:枯草芽孢杆菌15份、木葡聚糖25份;
制备方法:将上述原料组分按照配方比例混合高速搅拌即可。
实施例4:含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂促进油菜幼苗生长实验
盆栽油菜幼苗,长至4-8叶期后分成6组,每组30棵,分别为喷施H2O(CK)和1mg/ml实施例1-3及对比例1-2所述含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂至叶片上,试剂用量20ml。处理后第21天测定各项生理指标,采用Excel软件进行数据分析。株高、茎粗和主根长均按常规方法计算。结果如表1。
表1 含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂对油菜幼苗生长的影响
组别 株高/cm 功能叶面积/cm<sup>2</sup> 根长/cm
对照组 8.1 12.3 10.2
实施例1实验组 11.3 17.2 14.1
实施例2实验组 10.9 15.8 12.5
实施例3实验组 10.1 16.2 13.1
对比例1实验组 9.3 14.2 11.8
对比例2实验组 8.9 14.4 10.9
由表1可以看出,实验组的油菜幼苗株高比对照组明显增高(P<0.05),实验组的油菜幼苗功能叶面积比对照组明显增加(P<0.05),实验组的油菜幼苗根长比对照组明显增长(P<0.05)。可见本发明提供的含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂能够明显的促进油菜幼苗的生长。
实施例5:含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂对油菜幼苗叶绿素含量的影响实验
盆栽油菜幼苗,长至4-8叶期后分成2组,每组30棵,分别为喷施H2O(CK)和1mg/ml实施例1所述含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂至叶片上,试剂用量20ml。处理后第21天测定各项生理指标,采用Excel软件进行数据分析。叶绿素含量应用丙酮一乙醇提取法测定。结果见图1。
由图1可见,经过处理的油菜幼苗功能叶中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量均比对照组有明显的提升。可见本发明提供的含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂能够明显提高油菜幼苗叶绿素的含量。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明,但对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而对这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,其特征在于,由下列质量份的原料组分配制而成:
甲壳寡聚糖50-70份、枯草芽孢杆菌10-20份、木葡聚糖20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,其特征在于,所述植物生长调节剂的制备方法为:将上述原料组分按照配方比例混合高速搅拌即可。
3.根据权利要求1所述的一种含有甲壳寡聚糖的植物生长调节剂,其特征在于,所述甲壳寡聚糖的制备方法,包括如下步骤:
(1)用0.05% MgSO4·7H2O,0.06%KCl,0.002%FeSO4,0.03%KH2PO4,1.5%壳聚糖,0.5%蛋白胨制备成液体培养基;
(2)将筛选的Aspergillus fumigatus Jxsd-97菌种先接种于活化培养基中,接种量为1%-3%,于20℃-40℃、60-100rpm/min摇床培养30h-50h,进行培养活化,得到粗酶液;
(3)在粗酶液中缓慢加入2-3倍体积的95%乙醇,静置一会后,4℃下8000-10000r/min冷冻离心20-30min,弃去上清,沉淀溶于20mmol/L pH7的磷酸缓冲液,透析过夜,4℃下8000-10000r/min冷冻离心20-30min,取上清液;
(4)将步骤(3)得到的上清液于CM Sepharose Fast Flow柱进行离子交换层析,流动相为NaCl,收集活性组分,浓缩为高活性壳聚糖酶;
(5)用0.5%-1%的醋酸将壳聚糖配置为浓度为1%的溶液,40℃-50℃加热搅拌使之完全溶解;
(6)将步骤(4)制备好的壳聚糖酶与步骤(5)溶解的壳聚糖溶液按照1:40-1:60的(体积比)比例混合,40℃-50℃水浴加热搅拌降解1-3h;
(7)酶解液灭活,将酶解后的液体100℃灭活15min;
(8)酶解液离心,酶解的产物8000r/min,高速离心10min,取上清液;
(9)将步骤(8)中得到的溶液真空冷冻干燥,即可得到甲壳寡聚糖。
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