CN116548445B - 提高烟草抗寒性的制剂及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高烟草抗寒性的制剂及方法。所述提高烟草抗寒性的制剂的活性成分为鼠李糖脂。本发明的发明人发现，鼠李糖脂喷施处理烟草幼苗后，寒冷引起的烟草植株萎蔫现象得到了显著性的缓解，能有效缓解由冷胁迫引起的细胞损伤，使烟草维持相对正常的光合作用和蒸腾速率等生理活动，且烟草的抗氧化酶系统和与植物抗冷胁迫相关的代谢物等也被更为显著的诱导上调，因此，鼠李糖脂可被用于田间烟草低温冷害的防护，增强烟草的抗寒性；且鼠李糖脂绿色环保无污染，对人、畜及环境均无害，操作使用方法简洁。
Description
技术领域
本发明属于农业种植技术领域，更具体地，本发明涉及一种提高烟草抗寒性的制剂及方法。
背景技术
烟草是一种原产于亚热带的喜温作物，对低温胁迫耐受力相对较差，相关文献资料显示其生长的最适温度为25～28℃，10～13℃出现生长停止，而1～2℃可使幼苗死亡。环境中的低温冷害影响烟草种子发芽、出苗和幼苗生长，最终降低烟叶的产量和品质。
我国幅员辽阔，烟区分布广发，而各地区的温度条件呈现出较大差异。例如，例如华南地区易发倒春寒，严重影响烟叶的产量和品质，这也是目前制约优质烟叶生产及产业发展的一大问题之一。因此，针对困扰烟草生长生产中面临的低温冷害胁迫的实际问题，通过寻找有效且环保的农艺措施如喷施某些能正向调节烟草对低温冷害耐受性的调节剂等，达到提高烟草植株的耐低温冷胁迫的能力，这对保障和提高烟叶的产量和质量等具有重要的生产应用价值。
鼠李糖脂(Rhamonlipid，Rls)是一种阴离子表面活性剂，可溶于氯仿、甲醇、乙醚和碱性水溶液。具有无毒、可生物降解、极端pH值、耐高温、价格低廉等优点。随着鼠李糖脂生产技术的不断完善，廉价、安全的鼠李糖脂将越来越广泛地应用于农业生产。目前，在我国农业中，鼠李糖脂已被用于防治作物部分病害，并取得一定效果，而关于Rls在烟草抗非生物胁迫方面还没有被深入的探索和报道。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种鼠李糖脂在提高烟草抗寒性中的应用、以及一种提高烟草抗旱性的制剂和方法。
实现上述发明目的的技术方案包括如下。
本发明的第一方面，提供了一种鼠李糖脂在提高烟草抗寒性中的应用。
本发明的第二方面，提供了一种提高烟草抗寒性的制剂，所述制剂的活性成分为鼠李糖脂。
本发明的第三方面，提供了一种提高烟草抗寒性的制剂的制备方法，包括以下步骤：将鼠李糖脂溶于蒸馏水中，即得。
本发明的第四方面，提供了一种提高烟草抗寒性的方法，包括以下步骤：使用上述提高烟草抗寒性的制剂对烟草植株叶片进行喷施。
本发明的发明人发现，鼠李糖脂喷施处理烟草幼苗后，寒冷引起的烟草植株萎蔫现象得到了显著性的缓解，进一步检测烟草响应非生物逆境密切关联的生理生化指标后发现，经鼠李糖脂喷施处理烟草幼苗能有效缓解由冷胁迫引起的细胞损伤，使烟草维持相对正常的光合作用和蒸腾速率等生理活动，且烟草的抗氧化酶系统和与植物抗冷胁迫相关的代谢物等也被更为显著的诱导上调，因此，鼠李糖脂可被用于田间烟草低温冷害的防护，增强烟草的抗寒性；且鼠李糖脂绿色环保无污染，对人、畜及环境均无害，操作使用方法简洁。
附图说明
图1为本发明试验例中，使用0.4g/LRls处理烟草幼苗72小时后，烟草幼苗响应低温胁迫的表型观察。
图2为本发明试验例中，0.4g/LRls对烟草植株冷害胁迫下失水率的影响结果。
图3为本发明试验例中，0.4g/LRls对烟草植株响应低温冷害胁迫下叶片的SPAD值(a)、气孔导度(b)和蒸腾速率(c)的影响结果。
图4为本发明试验例中，0.4g/LRls对烟草植株响应低温冷害的叶片相对电导率(a)和硫代巴比妥酸(b)含量的影响结果。
图5为本发明试验例中，0.4g/LRls对烟草植株响应低温冷害后叶片APX(a)、CAT(b)、POD(c)和SOD(d)酶活性的影响结果。
图6为本发明试验例中，0.5g/LRls对烟草植株响应低温冷害胁迫后可溶性糖(a)和脯氨酸(b)含量的影响结果。
图7为本发明试验例中，0.4g/LRls对烟草植株响应低温冷害后叶片IAA(a)和ABA(b)含量的影响结果。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。本发明所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的发明人在对烟草幼苗进行耐低温研究时，意外发现：使用0.1g/L～0.8g/L的鼠李糖脂Rls喷施处理烟草幼苗，能有效缓解由冷胁迫引起的细胞损伤，能使烟草维持相对正常的光合作用和蒸腾速率等生理活动，且烟草的抗氧化酶系统和与植物抗冷胁迫相关的代谢物等也被更为显著的诱导上调，这些结果表明一定浓度的Rls能够显著性提高烟草对低温寒冷胁迫的耐受能力，增强烟草的抗寒性。
在本发明的其中一些实施例中，公开了鼠李糖脂在提高烟草抗寒性中的应用。
在其中一些实施例中，所述鼠李糖脂的使用浓度为0.1g/L～0.8g/L。
在其中一些实施例中，所述鼠李糖脂的使用浓度为0.2g/L～0.6g/L。
在其中一些实施例中，所述鼠李糖脂的使用浓度为0.3g/L～0.5g/L。
在其中一些实施例中，所述鼠李糖脂的使用浓度为0.35g/L～0.45g/L，更优选为0.4g/L。
在本发明的另一些实施例中，公开了一种提高烟草抗寒性的制剂，所述制剂的活性成分为鼠李糖脂。
在本发明的另一些实施例中，公开了一种提高烟草抗寒性的制剂的制备方法，包括以下步骤：将鼠李糖脂溶于蒸馏水中，使其浓度为0.1g/L～0.8g/L，即得。
在本发明的另一些实施例中，公开了一种提高烟草抗寒性的方法，包括以下步骤：使用上述提高烟草抗寒性的制剂对烟草植株叶片进行喷施。
在其中一些实施例中，所述烟草植株为生长至4～5片真叶的烟草植株。
在其中一些实施例中，所述制剂的喷施频率为每天1次～2次，所述制剂的喷施时间为6天～8天。
在以下实施例中，所使用的鼠李糖脂Rls购自Sigma，纯度≥90％；烤烟种子为普通烤烟种子。
以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明。
实施例1一种提高烟草抗寒性的制剂及方法
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂为浓度0.4g/L的鼠李糖脂溶液。
其制备方法为：称取0.4g鼠李糖脂，溶于1L蒸馏水中，即得。
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂的使用方法为：对生长至4～5片真叶的烟草植株叶片喷施上述制剂至叶面有水珠滴下，一天一次，连续7天。
实施例2一种提高烟草抗寒性的制剂及方法
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂为浓度0.1g/L的鼠李糖脂溶液。
其制备方法为：称取0.1g鼠李糖脂，溶于1L蒸馏水中，即得。
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂的使用方法同实施例1。
实施例3一种提高烟草抗寒性的制剂及方法
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂为浓度0.8g/L的鼠李糖脂溶液。
其制备方法为：称取1.0g鼠李糖脂，溶于1L蒸馏水中，即得。
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂的使用方法同实施例1。
实施例4一种提高烟草抗寒性的制剂及方法
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂为浓度0.2g/L的鼠李糖脂溶液。
其制备方法为：称取0.2g鼠李糖脂，溶于1L蒸馏水中，即得。
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂的使用方法同实施例1。
实施例5一种提高烟草抗寒性的制剂及方法
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂为浓度0.6g/L的鼠李糖脂溶液。
其制备方法为：称取0.6g鼠李糖脂，溶于1L蒸馏水中，即得。
本实施例的提高烟草抗寒性的制剂的使用方法同实施例1。
试验例鼠李糖脂对烟草响应非生物逆境密切关联的生理生化指标的影响
一、实验方法
具体步骤如下：
1、在植物光照培养箱中(光密度为80μMm-2s-1、12小时光照/12小时黑暗、平均温度26℃)，土培方式种植烟草，待植株生长至4～5片真叶后，选取大小长势基本一致的植株用于实验处理；
2、用0.4g/L鼠李糖脂Rls水溶液喷施植株叶片，对照组蒸馏水喷施处理。每天早上8点喷施处理一次，连续喷施7天；
3、第8天将Rls喷施组和对照组分别置于26℃和4℃；
4、观察各个组植株的生长情况，并进行植物响应非生物逆境密切关联的生理与生化指标的相关检测。
二、生理生化指标检测
1、烟草植株响应4℃低温冷害的表型影响
0.4g/LRls对烟草植株响应4℃低温冷害的表型影响如图1所示。结果显示，0.4g/LRls预处理的烟草对低温冷害具有明显的耐受能力，寒冷引起的烟草植株萎蔫现象得到了显著性的缓解。
2、冷害胁迫下烟草植株的失水率
失水率(％)＝(冷害前鲜重-冷害后鲜重)/冷害前鲜重
结果如图2所示。结果显示，4℃冷害会引起烟草植株的失水。但是，冷害引起的失水在0.4g/LRls预处理后的烟草中显著性得到缓解，其失水率显著性低于用蒸馏水处理的对照组。说明0.4g/LRls能够较好地缓解冷害对烟草植株引起的萎蔫等生长抑制。
3、烟草叶片的相对叶绿素含量SPAD值、气孔导度和蒸腾速率
环境中的胁迫因子往往会对植物的生理与生化方面带来一系列的负面影响。用叶绿素仪对烟草叶片的相对叶绿素含量SPAD值进行检测，用光合仪对烟草叶片的气孔导度和蒸腾速率进行检测。
(1)、叶绿素是植物光合作用能力的重要反映指标，烟草叶片的相对叶绿素含量SPAD值结果如图3中的a所示，结果表明，低温冷害会降低烟草叶片的SPAD值，而0.4g/LRls能一定程度地缓解冷害引起的SPAD值的下降程度。
(2)、考虑到一定程度上，气孔导度与植物的光合作用成正比，而低温冷害往往会影响植株的气孔开闭情况，对植株叶片进行了气孔导度的检测。结果如图3中的b所示，结果表明，与常温组植株相比较，低温冷害处理会使得烟草叶片的气孔导度显著性下降。但是，与蒸馏水处理组相比，0.4g/LRls会显著性缓解由冷害引起的气孔导度降低的程度。
(3)、烟草叶片的蒸腾速率结果趋势和气孔导度相似，如图3中的c。
以上(1)、(2)和(3)的结果表明，0.4g/LRls的预处理能够很大程度地降低低温冷害胁迫对烟草植株光合作用能力和蒸腾速率等的影响，这对冷害胁迫下烟草植株的生长是有利的。
4、相对电导率和硫代巴比妥酸含量
相对电导率(ElectrolyteLeakage)和硫代巴比妥酸(Thiobarbituricacid，TBARS)含量往往作为植物在胁迫环境中其细胞损伤情况的评估指标。相对电导率用电导仪检测，TBARS含量测定采用可见分光光度法，检测试剂盒购买于北京索莱宝科技有限公司。结果分别如图4中的a和b所示。
结果显示，4℃低温冷害处理会显著性增加烟草幼苗叶片中相对电导率和硫代巴比妥酸的含量，而0.4g/LRls能够很好地降低由冷害处理引发的植株细胞损伤水平。这些结果表明，0.4g/LRls能够一定程度地缓解冷害胁迫引起的烟草叶片细胞氧化损伤程度。
5、抗氧化酶活性
抗氧化酶系统是植物响应病原物侵染过程中的重要防御相关因子，往往与植物的抗逆能力正相关。采用分光光度法检测抗氧化相关酶活性，检测试剂盒购买于北京索莱宝科技有限公司。抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbateperoxidase，APX)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)、过氧化物酶(Peroxidase，POD)和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase，SOD)的检测分析结果分别如图5中的a、b、c、d所示。
结果显示，低温冷害处理烟草后，会不同程度地诱导烟草体内抗氧化相关酶活性的增加，包括代表性的抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbateperoxidase，APX)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)、过氧化物酶(Peroxidase，POD)和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase，SOD)。而0.4g/LRls处理后会使得烟草本身由低温冷害处理后抗氧化相关酶的活性更进一步增加。这些结果表明0.4g/LRls可能是通过增加烟草的抗氧化酶系统的活性进而增加了烟草对低温冷害的耐受能力。
6、可溶性糖和脯氨酸含量
植物响应环境胁迫时，往往会生成一些抗胁迫的次生代谢物质来保护自身。于是，检测了植物中代表性的抗胁迫物质可溶性糖(Solublesugar)和脯氨酸(Proline)。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，脯氨酸含量检测采用可见茚三酮微板法。
结果分别如图6中的a和b所示。
结果表明，与常温组植株相比较，4℃低温冷害会引起这两种抗逆物质含量显著性增加。然而，可溶性糖和脯氨酸的含量在有0.4g/LRls的低温冷害胁迫组中增加的水平要显著性高于蒸馏水处理组。这一定程度地表明，0.4g/LRls可能是通过诱导和增加烟草植株中可溶性糖和脯氨酸等抗胁迫物质的含量进而使得烟草植株更能耐受低温寒冷的威胁。
7、与植物响应低温冷害逆境密切相关的激素水平
激素在植物抗逆应答中扮演着非常重要的角色，因此，也检测了与植物响应低温冷害逆境密切相关的激素生长素(Indoleaceticacid，IAA)和脱落酸(Abscisicacid，ABA)的水平。采用酶联免疫吸附法检测这两种激素的含量。结果分别如图7中的a和b所示。
结果显示，重要植物激素生长素(Indoleaceticacid，IAA)和脱落酸(Abscisicacid，ABA)的含量在不同处理组中存在显著性差异。具体表现为，对照处理组也即是没有0.4g/LRls时，低温冷害使得烟草中IAA的含量有所降低，而ABA含量有所升高；与常温组相比，0.4g/LRls的存在使得低温冷害胁迫下烟草叶片中IAA和ABA的含量均被显著性提高。综合结果说明，IAA和ABA参与了烟草对低温冷害的抗性应答，IAA含量的降低可能与植株冷害胁迫下生长受抑制有关，而ABA含量的增加与植物主动抗逆有关。依据该结果推测，一方面0.4g/LRls可能是通过增加植株中IAA的含量使得低温冷害胁迫下植株能尽可能的维持良好的长势和有助于其抗寒冷胁迫；另一方面，0.4g/LRls通过进一步增加植株中ABA的含量，使得烟草植株获得对低温冷害的抗性能力。
综合该试验例结果表明：Rls可较好地提高烟草植株对低温冷害的耐受能力，有效缓解由低温冷害引起的植株损伤情况，并显著性提高烟草中与抗非生物逆境密切相关的代谢物质的含量；且Rls绿色环保无污染，对人、畜及环境均无害，使用方法简洁，适合用于田间烟草低温冷害的防护。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.鼠李糖脂在提高烟草抗寒性中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂的使用浓度为0.1g/L～0.8g/L。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂的浓度为0.2g/L～0.6g/L。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂的浓度为0.3g/L～0.5g/L。
5.一种提高烟草抗寒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：使用鼠李糖脂溶液对烟草植株叶片进行喷施，所述鼠李糖脂溶液的浓度为0.1g/L～0.8g/L。
6.根据权利要求5所述的提高烟草抗寒性的方法，其特征在于，所述鼠李糖脂溶液的浓度为0.2g/L～0.6g/L。
7.根据权利要求6所述的提高烟草抗寒性的方法，其特征在于，所述鼠李糖脂溶液的浓度为0.3g/L～0.5g/L。
8.根据权利要求5～7任一项所述的提高烟草抗寒性的方法，其特征在于，所述烟草植株为生长至4～5片真叶的烟草植株；所述鼠李糖脂溶液的喷施频率为每天1次～2次，喷施时间为6天～8天。
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