专利名称：一种甜菜碱复合制剂及用于提高作物抗逆性及产量中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提高植物抗逆性的复合制剂技术领域。具体说，涉及一种甜菜碱复合制剂及用于提高作物抗逆性及产量中应用的技术领域。
背景技术：
高盐、干旱、极端温度等非生物胁迫是影响植物生长和产量的最主要的环境因子，在生物进化过程中，许多高等植物迅速积累大量有机渗透剂来维持细胞的正常功能以抵抗环境胁迫(Serraj, R，Sinclair，Τ. R. Osmolyte accumulation :canit really help increase crop yield under drought conditions[J]. Plant CellEnviron. 2002,25 333-341.)。其中，甜菜碱是最重要的有机渗透溶剂之一。甜菜碱化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸，它在较大生理pH值范围内呈电中性， 虽然极易溶于水但却含有一个非极性的有三甲基组成的碳氢基团，甜菜碱的这种分子特性使其既具极性，又具非极性，使其既能与生物大分子，如酶和蛋白质复合物的亲水区结合， 又能与其疏水区结合，这对其发挥渗透调节和保护功能具有重要意义(Sakamoto A,Murata N. The role of glycine betaine in theprotection of plants from stress :clues from transgenic plants [J] · Plant Cell andEnvironment. 2002，25 :163-171.)。甜菜碱类是天然产品，它们在植物和动物的新陈代谢中都有重要作用。最普通的一种甜菜碱是一个甘氨酸衍生物，其中三个甲基与甘氨酸分子的氮原子相连。甜菜碱具有双极结构，它含有许多可进行化学反应的甲基，可在酶促反应中发挥作用。大部分生物体可合成少量的甜菜碱用于甲基功能，但是它们对恶劣条件不会作出大量增加甜菜碱的产量和存储量的反应。众所周知的积累甜菜碱的生物体是藜科植物，例如甜菜，还有一些微生物和海生无脊椎动物。甜菜碱在这些生物体内积累的主要原因可能是甜菜碱作为一种渗透剂(Osmolyte)从而阻止了渗透压力对细胞的影响。在这些植物和微生物中甜菜碱的一项重要功能是当需要时就可以提高细胞的渗透压力，例如在高盐和干旱情况下，这样就阻止了水的损失。与许多其它的盐类不同，甜菜碱与酶有高度的相溶性，因而在细胞和细胞器内甜菜碱的含量可以很高，但对新陈代谢过程没有任何不利影响。人们还发现甜菜碱对大分子的作用有稳定效果；它提高了酶和细胞膜的耐热性和离子耐受力。 茄属植物在其细胞内通常不存储甜菜碱。甜菜碱可用色谱方法从甜菜中分离。可得到甜菜碱的商品，其商标是BETAFIN， Cultor 0y, Finnsugar Bioproducts。BETAFIN 是 Finnsugar Bioproducts 的结晶无水舌甘菜碱。其它甜菜碱产品，如一水甜菜碱、盐酸甜菜碱以及粗甜菜碱液体，都可得到其商品并可用于本发明的目的。生长的环境和条件显著地影响植物的生长结果，理想的生长环境和条件通常导致生产的数量大、质量高。在不良的生长条件下，质量和数量都自然地降低。开发了几种不同的溶液以改善生长条件和促进植物生产。选择适合于合适生长地点的适宜植物对于本领域
3的技术人员来说是不言而喻的。在生长季节，植物会被用机械的方法加以保护，这些方法使用诸如不同的纱布或塑料，或者在温室中栽培植物。通常使用浇水和施肥的办法来促进生长。对一种植物的生理学性质通常用繁殖的方法加以控制，可以是传统繁殖方法，也可以是例如遗传操作的办法，但这些方法通常是费力和不容易实现的，它们的效果有限，而且就全球规模而言存在不经济因素。植物可以在一定程度上适应恶劣环境。在这些情况下，诸如脯氨酸和甜菜碱的物质在特定植物的生长区域内积累。本领域的文献讨论了这些积累的产物的功能和意义。一方面有人提出这些产物是恶劣条件下的副产物，因而对细胞有害；另一方面有人估计它们会保护细胞(WynJones, R. G.禾口 Storey, R. ThePhysiology and Biochemistry Of Drought Resistance iO P ！ ants, Paleg, L.G.禾口 Aspinall, D. (Eds. ), Academic Press, Sydney, Australia，1981)。Zhao 等人(参见 J. PlantPhysiOl. 140 (1992) 541-543)描述了甜菜碱对苜蓿细胞膜的作用，用0. 2M的三甲铵乙内酯喷洒在苜蓿秧苗上，然后将秧苗从培养基质中连根拔出，洗净泥土并在-10°C至_2°C的温度下暴露重小时。然后将秧苗解冻并种植在湿润的沙子中，在一周的时间内这些活下来的植物的重新生长是明显的。三甲铵乙内酯明显地改善了苜蓿的抗冻性.在冷处理的温度为_6°C时，这种效果尤其明显。在_6°C保持1 小时的对照组全部死亡，而用三甲铵乙内酯处理过的秧苗却有67%存活了下来。Itai和 I^aleg (参见PlantScienceLetters 25(1982)329-335)描述了脯氨酸和甜菜碱对缺水的大麦和黄瓜的恢复的作用。植物被种植在洗过的沙子中，在四天内将聚乙二醇(PEG，4000mol. wt)加入营养液中以产生缺水的条件，然后让植物在收获前恢复四天。在施加不利影响的第一或第三天或刚好在收获前将脯氨酸和/或甜菜碱Q5mM，pH6. 2)喷洒在植物的叶子上。 对于大麦而言，应该指出的是所提供的甜菜碱在施加不利影响的前后都不起作用，但在施加不利影响的末期加入的甜菜碱却是有效的.脯氨酸无效。对于黄瓜没有明显的积极作用.相反的是，他们发现甜菜碱和脯氨酸都有消极作用。
发明内容
本发明的目的在于一种甜菜碱复合制剂及用于提高作物抗逆性及产量中的应用， 提高了产量和品质，显著提高植物抗逆性，具有较好的应用前景。本发明具体提供一种甜菜碱复合制剂，采用甜菜碱浓度为8_20g/L，以配制 IOOOml溶液为计量单位，依次称取七水合硫酸锌0. Ι-lg/L，氯化胆碱2-10g/L，L-萘乙酸 0. 05-0. 5g/L，硼酸0. 05-0. 2g/L溶于水中，搅拌溶解后加入5_10ml吐温80，搅拌混勻制备获得甜菜碱复合制剂成品。同时，本发明提供了一种甜菜碱复合制剂的制备方法，通过依次称取一定质量的甜菜碱、氯化胆碱、七水合硫酸锌、L-萘乙酸、硼酸依次溶于水中，搅拌溶解，按0. 5% -1% (W/V)比例加入吐温80，搅拌混勻即可。进一步。本发明提供了甜菜碱复合制剂用于提高作物抗逆性及产量中的应用的技术方案。在本发明中，现在已经惊奇地发现，当外源性地使用甜菜碱时，诸如蕃茄这样的茄属植物的生产会得到显著改善。当这些植物在生长过程中承受外部恶劣条件时，甜菜碱的作用尤其明显。
因而本发明涉及外源性地使用甜菜碱以促进茄属植物的生产。本发明特别涉及使用甜菜碱以促进植物在恶劣条件下的生产.本发明还涉及一种促进茄属植物生产的方法，在该方法中用甜菜碱外源性地处理生长中的茄属植物。通过实施本发明具体的发明内容，可以达到以下有益效果1.本发明提供了一种甜菜碱复合制剂及其制备方法，通过外施用该甜菜碱复合制剂，达到了明显提高作物抗逆性及产量的技术效果。2.随着盐胁迫程度的增加，加工番茄种子发芽势、发芽率呈现下降趋势。达到重度盐胁迫400mM NaCl时，加工番茄种子发芽率仅为80%，50mM NaCl对加工番茄种子萌发没有明显影响，甜菜碱复合制剂浸种有效缓解了盐胁迫对加工番茄种子发芽的抑制效果，浸种时间以4-8小时之间为宜。3.干旱胁迫下喷施甜菜碱复合制剂能协同增加棉花体内渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的含量，提高干旱胁迫下棉花的渗透调节能力，提高棉花的抗旱性。4.通过田间实验证明，干旱胁迫对加工番茄产量和品质都有不同程度的影响，干旱胁迫下喷施甜菜碱复合制剂后可以提高加工番茄的产量，改善加工番茄的品质。
图1显示为干旱胁迫下甜菜碱复合制剂喷施棉花后脯氨酸含量的测定图。图2显示为干旱胁迫下甜菜碱复合制剂喷施棉花后可溶性糖含量的测定图。图3显示为干旱胁迫下喷施甜菜碱复合制剂提高番茄的品质图。
具体实施例方式实施例一甜菜碱复合制剂的制备采用甜菜碱浓度为8_20g/L，以配制IOOOml溶液为计量单位，依次称取七水合硫酸锌0. Ι-lg/L，氯化胆碱2-10g/L, L-萘乙酸0. 05-0. 5g/L，硼酸0. 05-0. 2g/L溶于水中，搅拌溶解后加入5-10ml吐温80，搅拌混勻制备获得甜菜碱复合制剂成品。实施例二盐胁迫下甜菜碱复合制剂浸种提高加工番茄种子萌发能力盐胁迫一般对植物种子萌发影响较大，等植物进入生长期，根系扩展深扎后影响较小，故研究甜菜碱复合制剂浸种后对加工番茄种子萌发特性的影响本研究试验设计供试品种加工番茄品种，屯河八号(新疆农科院园艺所提供)方法采用双层滤纸培养法，每个培养皿放20粒加工番茄种子(5个培养皿共100 粒种子为一个处理)，温室恒温30°C，每天观察记录发芽种子并称重补充蒸发的溶液，使各处理浓度维持不变。发芽势(<% ) = (3日内种子发芽粒数/发芽试验种子总数)X 100%发芽率(<% ) = (7日内种子发芽粒数/发芽试验种子总数)X 100%试验处理(3因素5水平)，参见以下表1、2 表1
权利要求
1.一种甜菜碱复合制剂，其特征在于，所述的甜菜碱复合制剂的甜菜碱浓度为8-20g/ L，以配制IOOOml溶液为计量单位，依次称取七水合硫酸锌0. 1-lg/L，氯化胆碱2-10g/L， L-萘乙酸0. 05-0. 5g/L，硼酸0. 05-0. 2g/L溶于水中，搅拌溶解后加入5-10ml吐温80，搅拌混勻制备获得甜菜碱复合制剂成品。
2.如权利要求1所述的甜菜碱复合制剂用于提高作物抗逆性及产量中的应用。
全文摘要
本发明公开一种甜菜碱复合制剂及用于提高作物抗逆性及产量中的应用。采用甜菜碱浓度为8-20g/L，以配制1000ml溶液为计量单位，依次称取七水合硫酸锌0.1-1g/L，氯化胆碱2-10g/L，L-萘乙酸0.05-0.5g/L，硼酸0.05-0.2g/L溶于水中，搅拌溶解后加入5-10ml吐温80，搅拌混匀制备获得甜菜碱复合制剂成品。通过外施用本发明甜菜碱复合制剂，达到了明显提高作物抗逆性及产量的技术效果，具有广泛的应用价值。
文档编号A01N33/12GK102197827SQ201110065830
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者史应武, 娄恺, 李春, 杨红梅, 高雁 申请人:新疆农业科学院微生物应用研究所