CN115669665B - 阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用 - Google Patents
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Abstract
一种阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用，本发明涉及一种阿魏酸的应用。本发明提供了一种阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用。本发明阿魏酸作为抗氧化剂，可以保护吲哚乙酸(IAA)免受脱羧基作用，同时保护组织免受氧化应激，IAA可以促进植物茎生长和根的伸长；低浓度(0.001～0.005mM)阿魏酸外源施用可以提高光合作用效率，增强植物的碳固定能力；低浓度(0.001～0.005mM)的阿魏酸提高了根尖细胞的有丝分裂比率，促进主根伸长，侧根发生和幼苗生长，即在苗期，以低浓度(0.001～0.005mM)的阿魏酸灌溉能促进植物主根伸长，侧根发生，根毛发生，从而加速幼苗生长，缩短植物苗期，降低幼苗死亡率，提高生产效率，节约生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种阿魏酸的应用。
背景技术
阿魏酸(Ferulic acid,FA)及其衍生物是苯丙烷类代谢途径中一类重要的中间物质，是木质素的生物合成的一种中间产物。阿魏酸是一种典型的水溶性化感物质，对植物的生长发育有广泛影响，阿魏酸是研究苯丙烷类代谢参与调控植物生长发育的一个重要代谢物质。
现有报道中大多将关注点放在阿魏酸作为化感物质，大量施用对植物生长发育的抑制作用，对低浓度的阿魏酸的生物活性少有讨论。阿魏酸作为参与苯丙烷类代谢途径重要的生物活性物质，缺乏令人信服的研究证据证明其生物活性特征。因此，研究低浓度阿魏酸对根生长和幼苗发育的影响，对于探究阿魏酸的生物活性特征，揭示阿魏酸调控植物生长发育机制，具有重要的生物学意义，同时，也可为生产中利用外源施用阿魏酸调节植物生长发育提供了理论依据。
发明内容
本发明提供了一种阿魏酸的新应用，即阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用。
本发明进一步0.001～0.005mM的阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用。
本发明阿魏酸作为抗氧化剂，可以保护吲哚乙酸(IAA)免受脱羧基作用，同时保护组织免受氧化应激，IAA可以促进植物茎生长和根的伸长；低浓度(0.001～0.005mM)阿魏酸外源施用可以提高光合作用效率，增强植物的碳固定能力；低浓度(0.001～0.005mM) 的阿魏酸提高了根尖细胞的有丝分裂比率，促进主根伸长，侧根发生和幼苗生长，即在苗期，以低浓度(0.001～0.005mM)的阿魏酸灌溉能促进植物主根伸长，侧根发生，根毛发生，从而加速幼苗生长，缩短植物苗期，降低幼苗死亡率，提高生产效率。本发明采用更低的浓度能够达到更好的效果，极大的节约了生产成本。
本发明阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用，并通过低浓度阿魏酸施用说明了其对拟南芥生长发育的正向作用，一定程度上打破了多数人对阿魏酸抑制植物生长发育的认知。本发明可为农业生产中促进幼苗生长奠定良好的理论基础和应用基础，进一步可为基因工程对植株的改良提供的方向。
附图说明
图1为低浓度的阿魏酸促进拟南芥早期幼苗生长对比图；
图2为低浓度的阿魏酸能促进拟南芥根毛发育对比图；
图3为不同浓度的阿魏酸对拟南芥幼苗生长情况的影响；
图4为不同浓度的阿魏酸对根发育的影响。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式0.001～0.005mM的阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用。
本实施方式阿魏酸作为抗氧化剂，可以保护吲哚乙酸(IAA)免受脱羧基作用，同时保护组织免受氧化应激，IAA可以促进植物茎生长和根的伸长；低浓度(0.001～0.005mM)阿魏酸外源施用可以提高光合作用效率，增强植物的碳固定能力；低浓度(0.001～0.005mM)的阿魏酸提高了根尖细胞的有丝分裂比率，促进主根伸长，侧根发生和幼苗生长，即在苗期，以低浓度(0.001～0.005mM)的阿魏酸灌溉能促进植物主根伸长，侧根发生，根毛发生，从而加速幼苗生长，缩短植物苗期，降低幼苗死亡率，提高生产效率，节约生产成本。
具体实施方式二：本实施方式阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用按照以下步骤进行：
一、将拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗在MS培养基中培养5天；
二、步骤一培养后的拟南芥幼苗移栽至含有阿魏酸的MS培养基中进行培养；即完成了阿魏酸的应用。
本实施方式步骤一中培养温度为22℃。
本实施方式步骤二中培养温度为22℃，时间为14天。
本实施方式中每1L MS培养基加入9g的琼脂糖，10g的蔗糖和2.215g的MS基础培养基M519，余量去离子水，调节pH 5.8～6.2。
本实施方式步骤二中含有阿魏酸的MS培养基，阿魏酸添加在培养基中，对照添加等量二甲基亚砜(DMSO)。
具体实施方式四：本实施方式步骤二中阿魏酸的浓度为0.001～0.005mmoL/L。其他步骤及参数与具体实施方式三相同。
实施例1利用阿魏酸促进拟南芥根的生长，具体如下：
一、将拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗在MS培养基中在22℃条件下培养5天；
二、步骤一培养后的拟南芥幼苗移栽至含有阿魏酸(不同浓度的阿魏酸)的MS培养基中进行培养；其中设置，0为添等量二甲基亚砜(DMSO)的对照处理，所述不同浓度阿魏酸具体为0.001mM(mmol/L)、0.005mM(mmol/L)、0.01mM(mmol/L)、0.02mM (mmol/L)。10天后拍照片(图1a～c，图2a～c)。
结果如下：
实施例1培养后的拟南芥幼苗在生长10天后进行拍照，结果如图1、图2，其中a表示0mM(未添等量二甲基亚砜(DMSO)溶剂的对照处)、b表示外源施加0.001mM FA 的拟南芥幼苗、c表示外源施加0.005mM FA的拟南芥幼苗。
图1为低浓度的阿魏酸促进拟南芥早期幼苗生长；从图1中的a～c可以看到，随着外源阿魏酸浓度的增加，主根长度增加，侧根数量增多，表明阿魏酸能促进主根生长和侧根发生。
图2为低浓度的阿魏酸能促进拟南芥根毛发育，从图2只能的a～c可以看出，随着外源阿魏酸浓度的增加，根毛的数量增多，根毛长度伸长，根毛密度增加，说明阿魏酸对根毛的发生有明显的促进作用。
图3不同浓度的阿魏酸对拟南芥幼苗生长情况的影响，即正常生长五天的拟南芥幼苗外源施加不同浓度的阿魏酸；A为处理14天统计地上部分的鲜重(Fresh weight,FW)；B为处理14天统计根的鲜重。在图3B中，随着外源阿魏酸浓度的增加，根鲜重增长，可以明显看出阿魏酸对地上部分和根的促进生长的作用。
图4为不同浓度的阿魏酸对根发育的影响，即正常生长五天的拟南芥幼苗外源施加不同浓度的阿魏酸；C为处理14天统计主根的生长长度；D为处理14天统计侧根的数量； E为处理5天统计侧根的密度，F为处理5天统计根毛的密度。标尺线上面的字母显表示差异性，如果字母相同，说明差异不显著，如果字母不同，说明差异显著(P<0.05,using ANOVAwith post hoc Tukey HSD test)。从图4C～D中可以看出，随着外源阿魏酸浓度的增加，主根长度伸长，侧根数量和密度增加，根毛数量增加，可以明显看出阿魏酸能促进根系的生长。
实施例2利用阿魏酸促进拟南芥地上部分的生长，具体如下：
将在正常MS培养基中生长5天的幼苗，移栽至含有不同浓度的阿魏酸的MS培养基中，0为添等量二甲基亚砜(DMSO)溶剂的对照处理，10天后取材测生物量(图3A)。
图3A中，随着外源阿魏酸浓度的增加，地上部分鲜重增长，可以看出阿魏酸对地上部分的促进生长的作用。
实施例1和实施例2的结果可知，阿魏酸能调节拟南芥根的生长与幼苗的发育。
Claims (1)
1.一种阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用，其特征在于所述应用为0.001 ~ 0.005mM阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用；
阿魏酸在促进拟南芥根生长和幼苗发育方面的应用按照以下步骤进行：
一、将拟南芥Arabidopsis thaliana幼苗在MS培养基中培养5天；
二、步骤一培养后的拟南芥幼苗移栽至含有阿魏酸的MS培养基中进行培养，即完成了阿魏酸的应用；
其中步骤一中培养温度为22℃；步骤二中培养温度为22℃，时间为14天；每1L MS培养基加入9 g的琼脂糖，10 g的蔗糖和2.215 g的MS基础培养基 M519，余量去离子水，调节pH值为 5.8 ~ 6.2；步骤二中含有阿魏酸的MS培养基，阿魏酸添加在培养基中。
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