CN112673843B - 一种增加烟草叶片生物量且延缓叶片衰老的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增加烟草叶片生物量且延缓叶片衰老的方法，采用1～50μg/L的低浓度二氧化氯水溶液浇灌或喷施处理烟草的组织培养材料、离体叶片和大田种植烟草植株，增加烟草叶片面积和数量、延缓烟草衰老，尤其是调控顶部烟叶的衰老。本发明通过简单的施用低浓度二氧化氯即可激活植物内在生长特性，不需要通过额外添加外源营养物质，无环境安全性风险，大幅度降低生产成本，有助于促进烟草衰老的精准调控，提高产业价值。
Description
技术领域
本发明涉及植物生产技术领域，更确切地说涉及一种增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法。
背景技术
烟草(Nicotiana tabacum L.)是主要的叶用型经济作物之一，具有重要的吸食和药用价值。我国是烟草种植面积和烟叶产量最多的国家，2019年中国烟草产量215万吨，烟草行业工业总产值达到10061亿元，为我国社会经济发展做出巨大贡献。叶片是烟草的产品器官，获得高产优质的烟叶是烟草生产的目标。衰老黄化是烟草叶片收获前的最后一个阶段，此时期叶绿素含量降低，叶片光合作用减弱，蛋白质、核酸、脂类分解，促进叶片品质形成。上部烟叶在后期收获，对烤烟的产量与品质均有重要的贡献。然而，在实际生产中，上部烟叶一直存在早衰的问题，造成叶片生物量降低、外观质量差、生物碱含量高、糖分含量低，品质显著低于中下部烟叶。这使得上部烟叶可用性极低，不能用于高档卷烟制作，在烟草公司收购后大量积压。因此，增加叶片生物量和延缓上部烟叶衰老以提高其品质是烟草生产中的重要课题。
目前烟叶生物量的研究主要还集中在大叶品种选育方面，关于其调控的研究较少。关于烟叶衰老的调控，不同研究组从栽培措施、打顶处理和微生物菌剂施用等方面开展烟叶成熟进程的研究。通过基因工程手段在烟草中超表达异戊烯基转移酶（IPT）等与衰老相关的基因能显著延缓叶片衰老，但难以特异实现上部烟叶衰老的精准调控。此外，转基因植物潜在安全性风险使得其尚不能大规模种植。鉴于此，发展简单易行的调控方法对于增加烟叶生物量且提高上部烟叶品质意义重大。
二氧化氯为一种环保高效的消毒剂广泛应用于生产生活多个方面。前期研究中我们发现其在植物外植体和培养基的消毒中有巨大的应用潜力。但远低于有效消毒浓度的微量二氧化氯处理是否对植物生长有影响还不清楚。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种增加烟草叶片生物量且延缓叶片衰老的方法，经济环保，既能增加烟草叶片生物量，又能精准延缓烟草叶片衰老。
本发明所采用的技术方案是：针对组织培养材料、离体叶片或大田种植烟草植株，通过浇灌或喷施的方法进行二氧化氯处理，进而增加烟草叶片面积和数量、延缓烟草衰老，尤其是调控顶部烟叶的衰老。
一种增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法，其特征在于采用低浓度二氧化氯水溶液处理烟草，显著增加叶片生物量且延缓烟草叶片衰老。
所述的二氧化氯浓度为1～50 μg/L。
所述的处理是采用浇灌或喷施方式。
所述的烟草包括组织培养材料、离体叶片和大田种植烟草植株。
所述的浇灌方式是以二氧化氯水溶液浇灌移栽烟草的基质，确保基质灌透，容器底部托盘渗出但不外流。
所述的喷施方式是向烟草叶片喷施二氧化氯水溶液，确保叶片湿润。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过低浓度二氧化氯处理烟草植株，不需要通过额外添加外源营养物质，有助于促进烟叶生物量增加和调控烟叶衰老，无环境安全性风险，大幅度降低了生产成本，提高产业价值。
附图说明
图1 是烟草离体叶片培养对比照片。所用液体二氧化氯浓度为5或10 μg/L，处理7天后拍照。
图2 是烟草组织培养材料对比照片。所用液体二氧化氯浓度为5或10 μg/L，培养60天后拍照。
图3 是苗期烟草植株培养对比照片。所用液体二氧化氯浓度为5或10 μg/L，处理14天后拍照。
图4 是成株期烟草植株培养对比照片。所用液体二氧化氯浓度为5或10 μg/L，处理14天后拍照。
图5 是浇灌法处理苗期烟草植株培养对比照片。所用液体二氧化氯浓度为5 μg/L，处理14天，处理结束14天后拍照。
图6 是喷施法处理苗期烟草植株培养对比照片。所用液体二氧化氯浓度为10 μg/L，处理14天，处理结束7天后拍照。
图7 是喷施法处理成株期烟草植株培养对比照片。所用液体二氧化氯浓度为5或10 μg/L处理14天，处理结束14天后拍照。
具体实施方式
实施例一 二氧化氯消毒培养基的制备
根据化学方程式 5NaClO+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O，采用亚氯酸钠和食品级盐酸反应实现二氧化氯的快速制备。
称取1.5 g亚氯酸钠于棕色瓶中，加入50 mL蒸馏水，待其完全溶解后，加入5 mL食品级盐酸，反应10 分钟后，再加入450 mL蒸馏水，混匀即获得1000 mg/L二氧化氯水溶液。临用前配成所需浓度1～50 μg/L即可。
实施例二 低浓度二氧化氯延缓烟草离体叶片衰老
以生长6周的长势一致的烟草植株为试验材料，取大小、色泽相同的倒5叶（带叶柄），正面放置于经高温高压灭菌的放置3层纱布和50 ml 5 μg/L或10 μg/L二氧化氯水溶液的15 cm直径的培养皿中，确保叶柄基部没入水溶液。以不含二氧化氯的蒸馏水作为对照。将材料放置于温度25℃，光照强度6000 lx，周期14 h光照/10h黑暗条件下培养，考察叶片颜色变化。结果如图1所示，培养7天后，对照组叶片完全黄化，而所试验5 μg/L或10 μg/L二氧化氯水溶液处理组均叶片颜色均保持绿色，表明低浓度二氧化氯能显著延缓烟草离体叶片衰老，暗示其可能对烟草植株起到调控作用。
实施例三 低浓度二氧化氯延缓烟草组织培养材料衰老
以无菌烟草叶片为试验材料，切成1 cm2 大小后接种于MS附加0.5 mg/L 6-苄氨基腺嘌呤、5 μg/L或10 μg/L二氧化氯的培养基上诱导丛生芽，以不添加二氧化氯的培养基为对照。将材料置于25℃±1℃、光照强度6000 Lux、光照周期14小时/天条件下培养，观察烟草芽诱导生长情况。60 d后，如图2所示，含有5 μg/L或10 μg/L二氧化氯的培养基上，烟草嫩芽还能保持绿色，而对照组的烟草材料已经完全枯死，表明低浓度二氧化氯能延缓烟草组织培养材料衰老。
实施例四 喷施低浓度二氧化氯增加苗期烟叶生物量
以生长6周的大小一致盆栽烟草植株为试验材料，喷施5或10 μg/L二氧化氯水溶液，确保叶片湿润，每2天喷施1次，处理14天，以喷施不含二氧化氯的水溶液的植株为对照。期间正常浇水保持土壤湿度。将材料放置于温度25℃，光照强度6000 lx，周期14 h光照/10h黑暗条件下培养，正常浇水，考察植株生长情况。结果如图3所示，5或10 μg/L二氧化氯处理14天后烟草长势优于对照组，叶面积和生物量显著增加。
实施例五 喷施低浓度二氧化氯增加成株期烟叶生物量
以生长10周的大小一致盆栽烟草植株为试验材料，喷施5或10 μg/L二氧化氯水溶液，确保叶片湿润，每2天喷施1次，处理14天，以喷施不含二氧化氯的水溶液的植株为对照。期间正常浇水保持土壤湿度。将材料放置于温度25℃，光照强度6000 lx，周期14 h光照/10h黑暗条件下培养，正常浇水，考察植株生长情况。结果如图4所示，处理14天后5或10 μg/L二氧化氯处理的烟草长势优于对照，叶面积和生物量显著增加。
实施例六 浇灌低浓度二氧化氯延缓土壤种植烟草衰老
以生长6周的大小一致盆栽烟草植株为试验材料，采用浇灌法施以5 μg/L二氧化氯水溶液，浇灌时确保基质灌透，花盆底部托盘渗出但不外流。处理14天，每2天浇灌1次，之后浇灌不含二氧化氯的水溶液。以全程浇灌不含二氧化氯的水溶液的植株为对照。将材料放置于温度25℃，光照强度6000 lx，周期14 h光照/10h黑暗条件下培养，正常浇水，考察叶片颜色变化。结果表明，处理结束后7天开始对照组下部烟叶即开始黄化，如图5所示，至14天时中部下部烟叶黄化萎蔫，而处理组则所有烟叶持续保持绿色。
实施例七 喷施低浓度二氧化氯延缓土壤种植烟草衰老
以生长6周的大小一致盆栽烟草植株为试验材料，喷施10 μg/L二氧化氯水溶液，确保叶片湿润，处理14天，每2天喷施1次，以喷施不含二氧化氯水溶液的植株为对照。期间正常浇水保持土壤湿度。将材料放置于温度25℃，光照强度6000 lx，周期14 h光照/10h黑暗条件下培养，正常浇水，考察叶片颜色变化。结果如图6所示，处理结束后7天开始对照下部烟叶即开始黄化，至14天时中部以下烟叶黄化，而处理组则所有烟叶持续保持绿色。
实施例八 浇灌低浓度二氧化氯延缓土壤种植烟草顶部烟叶衰老
以生长10周的大小一致盆栽烟草植株为试验材料，去除中下部黄化烟叶后进行处理。采用浇灌法施以5或10 μg/L二氧化氯水溶液，浇灌时确保基质灌透，花盆底部托盘渗出但不外流。处理14天，每2天浇灌1次，之后浇灌不含二氧化氯的水溶液。以全程浇灌不含二氧化氯水溶液的植株为对照。将材料放置于温度25℃，光照强度6000 lx，周期14 h光照/10h黑暗条件下培养，正常浇水，考察叶片颜色变化。结果表明，处理结束后7天开始对照组下部烟叶开始黄化，如图7所示，至14天时中部下部烟叶完全黄化萎蔫，而处理组则所有烟叶持续保持绿色。
所述的MS培养基包括1,900 mg/L 硝酸钾、1,650 mg/L硝酸铵、170 mg/L 磷酸二氢钾、370 mg/L七水硫酸镁、440 mg/L二水氯化钙、27.85 mg/L 七水硫酸铁、37.25 mg/L乙二胺四乙酸二钠、22.3 mg/L 四水合硫酸锰、8.6 mg/L七水硫酸锌、6.2 mg/L 硼酸、0.83mg/L 碘化钾、0.025 mg/L五水硫酸铜、0.25 mg/L二水合钼酸钠、0.025 mg/L 六水氯化钴、2.0 mg/L甘氨酸、0.1 mg/L 盐酸硫胺素、0.5 mg/L 盐酸吡哆辛、0.5 mg/L 烟酸、100 mg/L肌醇。
Claims (5)
1. 一种增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法，其特征在于采用1～50 μg/L二氧化氯水溶液处理烟草，显著增加叶片生物量且延缓烟草叶片衰老。
2.如权利要求1所述的增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法，其特征在于：所述处理是采用浇灌或喷施方式。
3.如权利要求1所述的增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法，其特征在于：所述的烟草包括组织培养材料、离体叶片和大田种植烟草植株。
4.如权利要求2所述的增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法，其特征在于：所述的浇灌方式是以二氧化氯水溶液浇灌移栽烟草的基质，确保基质灌透，容器底部托盘渗出但不外流。
5.如权利要求2所述的增加烟草叶片生物量且延缓衰老的方法，其特征在于：所述的喷施方式是向烟草叶片喷施二氧化氯水溶液，确保叶片湿润。
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