專利名稱:基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰抑制劑的制作方法
技術領域:
本發明屬植物抗旱節水領域,涉及一種基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰抑制劑。
背景技術:
水資源匱乏、旱災頻發使提高作物水分利用效率和林業苗木成活率的抗蒸騰劑市場需求越來越大。然而目前市場上已有的多種抗蒸騰和節水產品存在毒性過大,對環境造成污染(如醋酸汞苯);造價昂貴(ABA);水溶性差,黏附力低(如黃腐酸)等問題,迫切需要開發新型環保無毒的抗蒸騰劑。在自然界,真菌與植物間相互作用過程中,細胞壁是植物抵抗真菌入侵的一道屏障。真菌為了滲透植物細胞壁,會分泌一系列降解植物細胞壁的水解酶,如多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonases, PGs)等。寡聚半乳糖醒酸(Oligogalacturonides, 0GA)是細胞壁的降解物之一,能激發植物自身免疫防御系統(Ridley et al.,2001)。此外,在生物信號傳導途徑中,OGA與多種信號傳導途徑有關,例如參與細胞膜上H+與K+進出、提高細胞質的Ca2+濃度(Navazi et al.,2002)、激活GTP蛋白、誘導受體蛋白激酶(Montesanoet al.,2001)、誘導蛋白磷酸化和磷酸酶的活性(Droillar et al. , 2000)等。OGA還能誘導活性氧類物質(active oxygen species, A0S)包括 02_、H2O2 和 0H_ 的生成(Lorella etal.,2002)。也有研究表明低濃度OGA對植物的生長也有促進作用(St印hen et al.,1993;劉元召等,2008;張紅運等,2009)。OGA作為植物內源激發子所引發植物產生免疫抗性的機制與外源激發子如flg22等不同,且不會引發超敏反應(hypersensitive response,HR)而在葉表面形成假病斑等(Denoux et al.,2008)。OGA作為一種生物農藥在國內外已有廣泛應用,中科院大連化物所、廣州原灃生物工程有限公司等研制了 “寡聚半乳糖醛酸”水劑作為新型生物農藥。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰劑,是一種生態,高效,適宜大規模應用的植物抗蒸騰劑。所述的抗蒸騰劑的主要成分包括寡聚半乳糖醛酸(C6H10O7) η、吐溫-20、CaCl2 和水,配方為寡聚半乳糖醛酸 0. 2-0. 5g/L, CaCl2 0. 5-2 g/L和吐溫-20 0. 04ml/L,其余為水。作用機理為寡聚半乳糖醛酸(C6HltlO7)η作為信號分子促進氣孔關閉,并在吐溫-20和CaCl2的協同作用下,抑制植物蒸騰作用,提高植物水分利用效率(WUE)和抗旱能力。本發明的另一個目的是提供一種基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰劑在抑制植物蒸騰中的應用。本發明基于寡聚半乳糖醛酸抗蒸騰抑制劑的使用方法為使用時,將混合抗蒸騰劑噴施到植物葉表面。本發明試驗表明,一定濃度寡聚半乳糖醛酸可以誘發植物氣孔開度大幅度下降,進而增大氣孔阻力,減少因蒸騰而喪失的水分,在一定時期內使植物的水分利用效率提高30%以上。本發明抗蒸騰劑的使用方法為將制備的抗蒸騰劑均勻噴施到植物葉表面。本發明的有益之處是(I)基于自然界植物免疫應答機理,以植物源激發子寡聚半乳糖醛酸為核心,以原材料易得的CaCl2、吐溫-20為復配劑,具有投入低,效益高,操作技術簡單等優點,是一種無毒、無公害較理想的植物抗蒸騰抑制劑。(2)可有效地與生態農業及生態林業結合,降低生產成本,減少勞動力投入,在節水的同時對一些常見植物病害也有防治作用。(3)在節水和提高植物抗病能力的同時,對植物的副作用降到最低,不會在植物葉片上形成枯斑等。
圖I是按實施例2、3和4中的方法配制的抗蒸騰抑制劑和水(對照),噴施活體擬南芥,I小時后氣孔開度變化情況。圖2是實施例6中植物抗蒸騰抑制劑和水(對照)處理后,間隔不同時間,蠶豆葉片的蒸騰速率變化情況。
具體實施例方式本發明結合附圖和實施例作進一步的說明。實施例I
寡聚半乳糖醒酸的制備以多聚半乳糖醒酸(50Pg/ml, FluKa公司)為原料,用果膠酶(50yg/mL, FluKa公司)25°C酶解20分鐘,100°C煮沸6_10分鐘,使酶失活,然后過濾,濃縮后冷凍干燥。將凍干樣品配成lmg/mL溶液,經葡聚糖凝膠Sephadex G-IO (麗彡700)柱處理,每次上樣10 mL,流速控制在O. 25-0. 35mL/min,自動部分收集,收集并且富集分子量較大部分(900 ^ MW ^ 3900)的流出液,旋轉蒸發儀(德國IKA數顯型立式旋轉蒸發儀型號RV10)上減壓濃縮,最后用蒸餾水將樣品配成50g/L寡聚半乳糖醛酸水劑備用。備注寡聚半乳糖醛酸濃度的測定采用硫酸-咔唑法。實施例2
將實施例I中制備的濃度為50g/L寡聚半乳糖醛酸水劑和蒸餾水按1:99 (V/V)制備成混合液,然后在每升混合液中加入2g CaCl2、0. 04ml吐溫_20,混合均勻后即得抗蒸騰劑。實施例3
將實施例I中制備的濃度為50g/L寡聚半乳糖醛酸水劑和蒸餾水按1:249 (V/V)制備成混合液,然后在每升混合液中加入O. 5g CaCl2^O. 04ml吐溫_20,混合均勻后即得抗蒸騰劑。實施例4
將實施例I中制備的濃度為50g/L寡聚半乳糖醛酸水劑和蒸餾水按1:199 (V/V)制備成混合液,然后在每升混合液中加入Ig CaCl2、0.04ml吐溫-20,混合均勻后即得抗蒸騰劑。實施例5 取上述實施例2-4方法所配制的抗蒸騰劑,用水作對照,在活體擬南芥上均勻的噴施,I小時后顯微鏡下活體隨機測量60個氣孔開度,結果用平均值+標準誤表示,參見圖I。由圖I可知,本發明所提供的植物抗蒸騰抑制劑能夠使氣孔開度顯著下降,達到良好的抗蒸騰效果。實施例6
將實施例2中所配制的植物抗蒸騰抑制劑和水(對照),噴施在4-6周齡的蠶豆葉片上,每隔一定時間,用光合儀(美國CID公司,型號CI-340)測定莖頂端第1-2對完全展開葉片的蒸騰速率。結果用平均值+ 標準誤表示,參見圖2。由圖2可知本發明所提供基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰抑制劑能夠顯著抑制植物的蒸騰作用,在處理后的第四天仍能使植物蒸騰速率降低39. 1%。
權利要求
1.一種基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰劑,所述的抗蒸騰劑的組成為0.2-0.5g/L的寡聚半乳糖醛酸,0.5-2 g/L的CaCl2和O. 04ml/L的吐溫-20,其余為水。
2.根據權利要求I所述的ー種基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰劑在抑制植物蒸騰中的應用。
全文摘要
本發明提供一種基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸騰劑,其組成為0.2-0.5g/L的寡聚半乳糖醛酸,0.5-2g/L的CaCl2和0.04ml/L的吐溫-20,其余為水。本發明基于自然界植物免疫應答機理,以植物源激發子寡聚半乳糖醛酸為核心,以原材料易得的CaCl2、吐溫-20為復配劑,具有投入低,效益高,操作技術簡單等優點,是一種無毒、無公害較理想的植物抗蒸騰抑制劑。可有效地與生態農業及生態林業結合,降低生產成本,減少勞動力投入,在節水的同時對一些常見植物病害也有防治作用。在節水和提高植物抗病能力的同時,對植物的副作用降到最低,不會在植物葉片上形成枯斑。
文檔編號A01N43/16GK102630673SQ201210079860
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者歐曉彬, 沈仲佶, 王根軒, 王瑜 申請人:浙江大學