一種植物抗鹽調節劑及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于植物生長調節劑技術領域，涉及一種植物抗鹽調節劑，具體成分配比為：紫菜多糖100?1000mg/L，水楊酸0mg/L或100?200mg/L，油菜素內酯0mg/L或0.01?0.1mg/L，甜菜堿0mg/L或100?1000mg/L，亞精胺0mg/L或10?100mg/L，表面活性劑0mg/L或1000?20000mg/L，水作為溶劑；紫菜多糖為分子量1k?50kDa的低分子量紫菜多糖；本發明提供了紫菜多糖的新應用，可用于制備植物抗鹽調節劑，同時將紫菜多糖與水楊酸、油菜素內酯、甜菜堿和亞精胺等生物源誘抗物質進行復配，制成抗鹽調節劑，能夠提高植物對鹽脅迫的綜合抵抗力，保證植物正常生長發育；其組份簡單，原料易得，成本低廉，效果顯著，且對環境友好。
【專利說明】
-種植物抗鹽調節劑及其制備方法
技術領域：
[0001] 本發明屬于植物生長調節劑技術領域，具體設及一種植物抗鹽調節劑。
【背景技術】：
[0002] 紫菜是一種大型經濟紅藻，屬于紅藻綱，紅毛菜科，藻體呈深褐、紅色或紫色，主要 生長于淺海潮間帶，具有較強的繁殖能力和環境耐受力。中國沿海地區已進行人工栽培，21 世紀初中國紫菜產量躍居世界第一位。紫菜中含有的紫菜多糖是紫菜主要活性物質之一， 其具有免疫調節活性、促細胞增殖活性和抗氧化活性等眾多特點，在食品及工業領域已有 廣泛應用，而且紫菜多糖能夠促進植物生長，在植物抗病和抗逆方面也具有巨大的應用潛 力。水楊酸(SA)是誘導植物抗病及抗逆的重要信號分子，能夠提高植物保護酶活性，增加滲 透調節物質及次生代謝產物含量，從而提高植物的抗病性及抗逆性；油菜素內醋(BR)是一 種對植物有生長調節作用的醬體類化合物，能夠減輕逆境脅迫對植物幼苗的傷害作用，其 作為一種新型植物激素，在提高植物抗逆性上具有廣泛應用；甜菜堿(GB)是一種季錠型水 溶性生物堿，也是一種非毒性的滲透調節物質，其在植物抗逆中得到了越來越多的重視;亞 精胺(Spd)被認為是類似第二信使的活性物質，對誘導植物的抗逆性起著重要作用;上述四 種物質均無毒、無害、無污染，能夠誘導植物產生抗逆性，是綠色環保的生物源化學誘抗物 質。
[0003] 中國鹽潰±面積廣闊，種類繁多，目前大部分現代鹽潰±是種植農業區，多為我國 重要糧、棉、油作物生產基地，但作物產量較低。小麥是我國第二大糧食作物，其產量與品質 也受到±壤鹽潰化的嚴重制約。增強小麥抗鹽能力對保證小麥高產穩產、保障糧食安全具 有重要的現實意義與應用價值;實踐中有中國專利CN1290483A，CN1943340A等公開了小麥 抗鹽調節劑，其主要組分有赤霉素、水楊酸氨基多糖、山梨醇和甘露醇等，但目前W紫菜多 糖為原料的抗鹽劑還未見報道，而紫菜多糖簡單易得、成本低廉、綠色天然，對于作物抗鹽 具有重要的經濟意義。
【發明內容】
：
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，提供一種植物抗鹽調節劑，能夠增 強植物種子或幼苗的多項生理指標、提高多種抗氧化酶活性，提高植物抵抗鹽脅迫的能力。
[0005] 為了實現上述目的，本發明設及的植物抗鹽調節劑的成分包括紫菜多糖，所述紫 菜多糖的配比為lOO-lOOOmg/L，水作為溶劑。
[0006] 進一步的，所述植物抗鹽調節劑還包括水楊酸、油菜素內脂、甜菜堿、亞精胺、表面 活性劑中的一種或幾種。
[0007] 進一步的，所述水楊酸配比為100-200mg/L，油菜素內醋配比為O.Ol-O.lmg/L，甜 菜堿配比為lOO-lOOOmg/L，亞精胺配比為lO-lOOmg/L，表面活性劑配比為1000-20000mg/L， 水作為溶劑。
[000引所述的紫菜多糖為分子量化-50W)a的低分子量紫菜多糖；
[0009] 所述設及的表面活性劑為吐溫系列、司盤系列、OP系列和/或NP系列中的一種或多 種的混合物。
[0010] 所述植物抗鹽調節劑的制備方法：
[0011] 將紫菜多糖溶于蒸饋水中，使紫菜多糖的作用濃度為lOO-lOOOmg/L，攬拌均勻，配 制成紫菜多糖溶液即制得所述抗鹽調節劑；
[0012] 進一步的，還可向上述紫菜多糖溶液中添加水楊酸、油菜素內脂、甜菜堿、亞精胺、 中的一種或幾種，使各組分的作用濃度為水楊酸100-200111旨/1，油菜素內醋0.01-0.1111邑/1， 甜菜堿lOO-lOOOmg/L，亞精胺lO-lOOmg/L，最終攬拌均勻配比制成復配溶液；
[OOU]進一步的，還可向所述復配溶液中添加表面活性劑，攬拌均勻，所述表面活性劑濃 度為1000-20000mg/L，所得溶液可作為噴施劑使用。
[0014] 所述植物抗鹽調節劑的使用方法為:對植物幼苗進行噴施/灌概，或者對植物種子 進行浸種6-12h后播種。
[0015] 優選的，對植物幼苗進行噴施。
[0016] 作用原理:鹽脅迫下，植物體內會積累大量化％r吸收減少，導致較高的化vrdK+ 是植物體內重要的一價陽離子，不僅是葉綠素的組成成分，還可w作為酶激活劑參與體內 重要代謝，因此，植株葉片中r含量降低，會抑制光化學反應中屯、電子傳遞W及光合酶的活 性。
[0017] 紫菜多糖能夠調節植物體內離子轉運來提高植物抗鹽性，一方面，紫菜多糖將過 量Na+膽存于根部和老葉，減輕Na+對新葉的脅迫，W保證植物新葉的生理功能。另一方面，紫 菜多糖能夠誘導植物將植物細胞質內過量的化+離子轉運至細胞外或者液泡內，來維持植 物細胞內較高的r含量和較低的化vr。紫菜多糖通過調節離子轉運保證植物體內r含量， 能夠保證光化學反應中屯、的電子傳遞，緩解高濃度化+引起的氣孔關閉，提高鹽脅迫下植物 光合作用，進而提高植物抗鹽性。
[0018] 所述植物抗鹽調節劑可廣泛試用于各種植物，包括單子葉植物、雙子葉植物，經常 使用的經濟作物有小麥、玉米等作物W及黃瓜、油菜等蔬菜。
[0019] 本發明提供了紫菜多糖提高植物對鹽脅迫能力的新的原理，因此，利用本原理制 備植物抗鹽相關產品均屬于本發明公開及保護的內容。
[0020] 有益效果：
[0021] 本發明與現有技術和產品相比，提供了紫菜多糖的新應用，可用于制備植物抗鹽 調節劑，同時將紫菜多糖與水楊酸、油菜素內醋、甜菜堿和亞精胺等生物源誘抗物質進行復 配，制成抗鹽調節劑，能夠提高植物對鹽脅迫的綜合抵抗力，保證植物正常生長發育;所選 用原料紫菜來源豐富，成本低廉，環境友好;制備調節劑的方法簡單易行，便于推廣應用。
【附圖說明】：
[0022] 圖1小麥不同器官Na+含量；
[0023] 圖2小麥不同器官NaVr比；
[0024] 圖3小麥化+/H+轉運蛋白基因表達，其中3-A為細胞膜Na7H+轉運蛋白基因80S; 3-B 為液泡膜Na7H+轉運蛋白基因饑權。
【具體實施方式】：
[0025] 下面通過實施例對本發明作進一步詳細描述，但是本發明并不限于下述實施方 式。
[0026] 實施例1:
[0027] 本實施例中將分子量為l-50kDa的低分子量紫菜多糖溶于蒸饋水，使紫菜多糖濃 度為lOO-lOOOmg/L，制得抗鹽調節劑A;或向抗鹽調節劑A中分別加入水楊酸、油菜素內醋、 甜菜堿和/亞精胺其中任意一種或多種，具體濃度為水楊酸Omg/L或100-200mg/L，油菜素內 醋 Omg/L 或 0.01-0.1111旨/1，甜菜堿0111旨/1或100-1000111旨/1，亞精胺0111旨/1或10-100111旨/1，制得 抗鹽調節劑B;或再向抗鹽調節劑A或抗鹽調節劑B中分別加入表面活性劑，表面活性劑選用 吐溫系列、司盤系列、0P系列和/或NP系列中的一種或多種的混合物，使表面活性劑濃度為 l-20g/L，制得抗鹽調節劑C;上述抗鹽調節劑A、抗鹽調節劑B和抗鹽調節劑C均能有效提高 植物的抗鹽能力，促進其生產。
[002引實施例2:
[0029] 本實施例中先稱取lOOmg分子量為化Da的紫菜多糖溶于800ml蒸饋水中，再加入 lOOOmg吐溫-20并攬拌均勻，最后用蒸饋水定容至1L，攬拌均勻后制得所述抗鹽調節劑。
[0030] 實施例3:
[0031] 本實施例中先稱取lOOmg分子量為化化的紫菜多糖溶于800ml蒸饋水中制得紫菜 多糖溶液，再稱取lOOmg水楊酸溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入lOOOmg吐溫-20并攬拌 均勻，最后用蒸饋水定容至1L，攬拌均勻后制得所述抗鹽調節劑。
[0032] 實施例4:
[0033] 本實施例中先稱取lOOmg分子量為化化的紫菜多糖溶于800ml蒸饋水中制得紫菜 多糖溶液，再稱取O.Olmg油菜素內醋溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入5000mg司盤-60并 攬拌均勻，最后用蒸饋水定容至1L，攬拌均勻后制得所述抗鹽調節劑。
[0034] 實施例5:
[0035] 本實施例中先稱取lOOmg分子量為50kDa的紫菜多糖溶于800ml蒸饋水中制得紫菜 多糖溶液，再稱取lOmg亞精胺溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入5000mg 0P-7并攬拌均 勻，最后用蒸饋水定容至1L，攬拌均勻后制得所述抗鹽調節劑。
[0036] 實施例6:
[0037] 本實施例中先稱取lOOOmg分子量為化化的紫菜多糖溶于800ml蒸饋水中制得紫菜 多糖溶液，再稱取lOOmg甜菜堿溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入5000mg NP-7并攬拌均 勻，最后用蒸饋水定容至1L，攬拌均勻后制得所述抗鹽調節劑。
[0038] 驗證試驗：
[0039] 本發明W小麥為例，對處于幼苗期的小麥幼苗用實施例2-6中制得的抗鹽調節劑 進行噴灑處理，具體實驗如下：
[0040] 實驗方法:將小麥種子消毒、浸泡、催芽，待種子剛露白，挑選飽滿、大小均一的小 麥種子播撒到培養皿中，每皿30粒，用化agland(霍格蘭氏）營養液在光照培養箱中培養，培 養條件為25/20°C (晝/夜）、光照強度800皿ol/V/s、光照周期14/lOh(晝/夜），相對濕度65+ 5%;待小麥幼苗生長至2葉1屯、期時，用實施例2-6中制得的抗鹽調節劑對小麥幼苗葉片進 行噴施，使葉片完全濕潤，但液體不流下，陰性對照組噴w等量的含有相同濃度表面活性劑 的清水;24h后將小麥幼苗置于鹽脅迫lOd，然后測定小麥幼苗葉片各項指標。
[0041] 實驗結果:①鹽脅迫處理小麥幼苗化，5d和lOd后，分別取小麥不同組織進行離子 測定。取小麥幼苗根、莖(植株根到最下位葉片）、老葉(植株最下位葉片)和新葉(植物頂端 最新葉片），用蒸饋水沖洗干凈。l〇5°C殺青30min，7(TC烘干至恒重。用于元素分析。從結果 可W看出，紫菜多糖能夠有效調節化+在小麥體內轉運分配，將過量化+膽存于根部和老葉， 減輕Na+對新葉的脅迫，保證小麥幼苗的生理功能(見圖1)。
[0042] ②紫菜多糖還能夠調節r在小麥體內轉運分配，維持小麥幼苗莖部和新葉中較低 的Na7r值，W保證小麥正常生理功能(見圖2)。
[0043] ③鹽脅迫處理lOd后，小麥幼苗葉片氣孔導度顯著下降（P<0.05)，導致光合速率 顯著降低，嚴重影響了植物的光合速率，進而影響了植物正常的生理功能。紫菜多糖處理組 氣孔導度可W維持在對照組水平，從而也保證了光合速率(見表1)。
[0044] 表1小麥幼苗氣孔導度及光合速率
[0045]
[0046]
[0047] ④本實施例中使用巧光染料SYBR GreenI，采用2-AAGT法，對小麥中抗鹽脅迫相關 基因在紫菜多糖處理下的表達情況進行相對定量研究，W探討紫菜多糖誘導小麥抗鹽作用 的分子機理。結果發現鹽脅迫下SOS和NHX基因表達均呈現先上調后下調的趨勢。經紫菜多 糖誘導處理，SOS基因表達呈現先增強后減弱的趨勢(見圖3-A)，而NHX基因表達在鹽脅迫后 期顯著增強(見圖3-B)，說明紫菜多糖能夠調節離子轉運蛋白基因表達，協調鹽脅迫下小麥 幼苗體內的化+轉運，將過量的Na+排出細胞質外或者轉運到液泡中，保證植物細胞正常生理 功能，從而提高植物抗鹽性。
[0〇4引使用本發明實施例2-6所得的抗鹽劑，應用于其他植物上，也具有良好的抗鹽效 果，原理與所述驗證實驗得出的原理一致。
【主權項】
1. 紫菜多糖在植物抗鹽調節劑中的應用。2. 如權利要求1所述的應用，其特征在于:所述紫菜多糖分子量為分子量為lk-50kDa。3. 基于權利要求1或2所述的應用，一種植物抗鹽調節劑，包括紫菜多糖，所述紫菜多糖 溶解在水中的終濃度為l〇〇-l〇〇〇mg/L。4. 如權利要求3所述的一種植物抗鹽調節劑，其特征在于:還包括水楊酸、油菜素內脂、 甜菜堿、亞精胺、表面活性劑中的一種或幾種。5. 如權利要求3或4所述的一種植物抗鹽調節劑，其特征在于:所述各組分的作用濃度 為水楊酸 100_200mg/L，油菜素內酯0 · 01-0 · lmg/L，甜菜堿100-1000mg/L，亞精胺IO-IOOmg/ L06. 如權利要求4所述的一種植物抗鹽調節劑，其特征在于：所述表面活性劑為吐溫系 列、司盤系列、OP系列和/或NP系列中的一種或幾種的混合物。7. 如權利要求3所述的一種植物抗鹽調節劑，其制備方法為：將紫菜多糖溶于蒸餾水 中，使紫菜多糖的作用濃度為l〇〇-l〇〇〇mg/L，攪拌均勻，配制成紫菜多糖溶液即制得所述抗 鹽調節劑。8. 如權利要求7所述的制備方法，其特征在于：向所述紫菜多糖溶液中添加水楊酸、油 菜素內脂、甜菜堿、亞精胺、中的一種或幾種，使各組分的作用濃度為水楊酸100_200mg/L， 油菜素內酯〇 · 01-0 · lmg/L，甜菜堿100-1000mg/L，亞精胺10-100mg/L，攪拌均勾配比制成復 配溶液。9. 如權利要求8所述的制備方法，其特征在于：向所述復配溶液中添加表面活性劑，攪 拌均勻，所述表面活性劑濃度為1000-20000mg/L。
【文檔編號】A01N43/16GK105875611SQ201610364846
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】鄒平, 張成省, 田雪瑩
【申請人】中國農業科學院煙草研究所