CN114467730B - 一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物领域，提供了一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，该方法为：将不结球白菜的叶片浸泡于含25～200μg/L纳米二氧化钛与0.5～4g/L独角金内酯的混合溶液中，并超声处理2～4min。本发明利用外源施加纳米TiO2‑独角金内酯混合溶液并辅以超声波处理，来提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖的含量，为促进光合作用、促进植物生长及培育抗冻、抗旱植物新品种提供理论指导；经测定，采用本发明方法进行不结球白菜的培育，白菜叶片中烟酰胺浓度达7.48μg/100g，海藻糖浓度达0.156μg/100g。

Description

一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法。
背景技术
不结球白菜(Brassica campestris ssp.Chinensis Makino)属十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica)芸薹种白菜亚种，俗称小白菜、青菜、油菜，其原产中国，栽培历史悠久，是南方人民终年喜食的大众化主要蔬菜。
目前，低温逆境是严重影响植物生长发育和作物产量的主要环境因素。不结球白菜植株遭受低温胁迫后，其生长将显著被抑制，植株地上部分的鲜重和干重将快速降低，严重影响不结球白菜的正常生长发育，导致产量大幅度下降，品质降低。
本领域周知，烟酰胺在减缓生物体生理衰退、延长寿命等方面有特殊功效，海藻糖则具有非还原性、保湿性、抗冻结性和耐干燥性等性能。同时，Firdos Kosar等人在文献“Trehalose:A Key Organic Osmolyte Effectively Involved in Plant AbioticStress Tolerance”中研究发现，海藻糖与植物抗逆密切相关。毛善婧在文献“烟酰胺合酶基因的导入对甘蓝型油菜盐碱胁迫的响应”中研究发现，烟酰胺也可提高植物抗逆性。因此，若能找到一种提高不结球白菜培育过程中植物叶片的烟酰胺、海藻糖含量的方法，将为培育能抵抗低温胁迫的不结球白菜植物新品种提供强有力的理论基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法；其通过向叶片施加纳米TiO2-独角金内酯混合溶液并辅以超声波处理，来提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖的含量，为促进光合作用、促进植物生长及培育抗冻、抗旱植物新品种提供理论指导。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，将不结球白菜的叶片浸泡于含25～200μg/L纳米二氧化钛与0.5～4g/L独角金内酯的混合溶液中，并超声处理2～4min。
作为本发明的优选方式之一，包括如下具体步骤：
(1)将选取的不结球白菜种子播种于装有石英砂与蛭石混合基质的育苗板中，并进行培养；
(2)待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片浸入含25～200μg/L纳米二氧化钛与0.5～4g/L独角金内酯的混合溶液中，并于200～1000W超声功率下超声处理2～4min；
(3)超声结束后，继续培养植株。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，选择籽粒饱满、大小一致的不结球白菜种子进行播种。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，混合基质中的石英砂与蛭石按体积比2:1进行混合。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，将不结球白菜种子播种于育苗板后，湿度保持在60％田间持水量。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片向下弯折至叶片完全浸入含纳米二氧化钛与独角金内酯的混合溶液中；其中，混合溶液盛放于盛液容器中，且当不结球白菜叶片完全浸入混合溶液后，通过接通超声装置对混合溶液及叶片进行超声处理。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，含纳米二氧化钛与独角金内酯的混合溶液中，纳米二氧化钛的浓度具体为50μg/L，独角金内酯的浓度为2g/L。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，超声处理条件具体为：超声功率800W，超声时间3min。
原理：
适当浓度的纳米TiO2对植物的生长具有积极作用，如提高根系和叶片中的抗氧化酶活性、促进光合作用、提高种子活力、诱导叶绿素合成等。独角金内酯作为环境刺激信号调控植物分枝与抗逆，促进菌根生长从土壤内吸收营养物质，与植物更好的协调物质运输和分配，参与植物激素调控网络。超声波处理后，由于粒径的减小，增加了固体颗粒的传质速率以及固液相之间的接触面积，这些都有利于加速样品基质中内容物的溶出。
本发明相比现有技术的优点在于：
(1)本发明利用外源施加纳米TiO2-独角金内酯混合溶液并辅以超声波处理，来提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖的含量，为促进光合作用、促进植物生长及培育抗冻、抗旱植物新品种提供理论指导；经测定，采用本发明方法进行不结球白菜的培育，白菜叶片中烟酰胺浓度达7.48μg/100g，海藻糖浓度达0.156μg/100g；且经验证，采用本发明方法培育的不结球白菜确实具备更好的耐寒性；
(2)本发明所使用试剂微量高效、操作简单。
附图说明
图1是实施例5中不同超声功率对不结球白菜烟酰胺含量的影响变化曲线图；
图2是实施例5中不同超声功率对不结球白菜海藻糖含量的影响变化曲线图；
图3是实施例6中采用本发明方法培育的不结球白菜的耐寒性验证结果(图中，A图为实验组与对照组在冷处理后的MDA含量对比，B为实验组与对照组在冷处理后的H2O2含量对比，C为实验组与对照组在冷处理后的O2·-含量对比，D为实验组与对照组在冷处理后的PIabs含量对比)。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，包括如下步骤：
(1)选择籽粒饱满、大小一致的不结球白菜种子，将其播种于装有石英砂与蛭石混合基质(石英砂：蛭石＝2:1，体积比)的育苗板中，湿度保持在60％田间持水量。
(2)待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片向下弯折至叶片完全浸入含25μg/L纳米二氧化钛与0.5g/L独角金内酯的混合溶液中，并于200W超声功率下超声处理4min；其中，混合溶液盛放于盛液容器中，且当不结球白菜叶片完全浸入混合溶液后，通过接通超声装置对混合溶液及叶片进行超声处理。
(3)超声结束后，继续培养植株。
实施例2
本实施例的一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，包括如下步骤：
(1)选择籽粒饱满、大小一致的不结球白菜种子，将其播种于装有石英砂与蛭石混合基质(石英砂：蛭石＝2:1，体积比)的育苗板中，湿度保持在60％田间持水量。
(2)待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片向下弯折至叶片完全浸入含200μg/L纳米二氧化钛与4g/L独角金内酯的混合溶液中，并于1000W超声功率下超声处理2min；其中，混合溶液盛放于盛液容器中，且当不结球白菜叶片完全浸入混合溶液后，通过接通超声装置对混合溶液及叶片进行超声处理。
(3)超声结束后，继续培养植株。
实施例3
本实施例的一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，包括如下步骤：
(1)选择籽粒饱满、大小一致的不结球白菜种子，将其播种于装有石英砂与蛭石混合基质(石英砂：蛭石＝2:1，体积比)的育苗板中，湿度保持在60％田间持水量。
(2)待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片向下弯折至叶片完全浸入含50μg/L纳米二氧化钛与2g/L独角金内酯的混合溶液中，并于800W超声功率下超声处理3min；其中，混合溶液盛放于盛液容器中，且当不结球白菜叶片完全浸入混合溶液后，通过接通超声装置对混合溶液及叶片进行超声处理。
(3)超声结束后，继续培养植株。
实施例4
本实施例用以验证不同浓度二氧化钛和独角金内酯对不结球白菜烟酰胺、海藻糖含量的影响：
方法：选取籽粒饱满的、大小一致的不结球白菜种子，播种于装有石英砂:蛭石＝2:1(体积比)混合基质的96孔育苗板中，湿度保持在60％田间持水量。配制好浓度依次为0、25、50、100和200μg/L的二氧化钛和0、0.5、1、2和4g/L独角金内酯，并按表1分别组合来喷施于5～6片真叶的不结球白菜叶片叶面上。
实施结果：结果如表1所示。
表1不同浓度二氧化钛和独角金内酯对不结球白菜烟酰胺、海藻糖含量的影响
Figure BDA0003521231780000061
Figure BDA0003521231780000071
由表1可知，与正常生长的不结球白菜相比，0、25、50、100和200μg/L的二氧化钛喷施叶片中，50μg/L效果最好，烟酰胺提升了17.94％，海藻糖提升了83.02％；用0、0.5、1、2和4g/L独角金内酯喷施叶片，2g/L效果最佳，烟酰胺提升了7.18％，海藻糖提升了54.72％；50μg/L纳米二氧化钛和2g/L独角金内酯喷施叶片为最佳组合，此时烟酰胺提升了31.10％，海藻糖提升了160.38％。
实施例5
本实施例用以验证不同超声条件对不结球白菜烟酰胺、海藻糖含量变化的影响：
方法：选取长势一致的5～6片真叶的不结球白菜分成两批，一批清水处理作为对照(conrtol)，另一批50μg/L二氧化钛和2g/L独角金内酯处理作为处理组(treatment)。其中，将对照和处理组分别分成六组进行超声波处理(超声功率分别为0w，200w，400w，600w，800w，1000w；超声时间分别为)，超声处理时将叶片浸泡于清水或二氧化钛-独角金内混合溶液中处理3min。
实施结果：结果如表2和图1、图2所示。
表2不同超声功率对不结球白菜烟酰胺、海藻糖含量的影响
Figure BDA0003521231780000081
由表2和图1、图2可知，在0～800w的超声功率下，不结球白菜烟酰胺、海藻糖含量随超声功率增大含量越高；超过800w之后，超声功率越大，烟酰胺、海藻糖含量越低，可能是微波功率过高，加热速度过快，导致溶液过于沸腾，使得样品有所损耗；800w的超声功率下，不结球白菜烟酰胺、海藻糖含量达到峰值。
实施例6
本实施例用以验证采用本发明方法培育的不结球白菜的耐寒性：方法：设置实验组(treatment)与对照组(control)，其中，实验组选择采用实施例3方法培养得到的不结球白菜，对照组选择不经纳米二氧化钛、独角金内酯及超声处理的正常不结球白菜。接着，将两组不结球白菜置于4℃培养箱中持续低温处理3天，3天后测定各组植株叶片的光化学性能指数(PIabs)以及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)、H2O2和超氧自由基(·O2 -)含量。
实施结果：结果如图3所示。
由图3可知，冷处理后，treatment组的PIabs值高于control组，表明其光合效率高于control组；而treatment组中MDA、H2O2和·O2 -含量较低，表明受低温胁迫伤害程度较低，treatment组更耐寒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，将不结球白菜的叶片浸泡于含25～200μg/L纳米二氧化钛与0.5～4g/L独角金内酯的混合溶液中，并超声处理2～4min。
2.根据权利要求1所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
(1)将选取的不结球白菜种子播种于装有石英砂与蛭石混合基质的育苗板中，并进行培养；
(2)待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片浸入含25～200μg/L纳米二氧化钛与0.5～4g/L独角金内酯的混合溶液中，并于200～1000W超声功率下超声处理2～4min；
(3)超声结束后，继续培养植株。
3.根据权利要求2所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，选择籽粒饱满、大小一致的不结球白菜种子进行播种。
4.根据权利要求2所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，混合基质中的石英砂与蛭石按体积比2:1进行混合。
5.根据权利要求2所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将不结球白菜种子播种于育苗板后，湿度保持在60％田间持水量。
6.根据权利要求2所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，待不结球白菜长至5～6片真叶期，将不结球白菜的叶片向下弯折至叶片完全浸入含纳米二氧化钛与独角金内酯的混合溶液中；其中，混合溶液盛放于盛液容器中，且当不结球白菜叶片完全浸入混合溶液后，通过接通超声装置对混合溶液及叶片进行超声处理。
7.根据权利要求2所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，含纳米二氧化钛与独角金内酯的混合溶液中，纳米二氧化钛的浓度具体为50μg/L，独角金内酯的浓度为2g/L。
8.根据权利要求2所述的提高不结球白菜烟酰胺和海藻糖含量的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，超声处理条件具体为：超声功率800W，超声时间3min。
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