专利名称：基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾抑制剂的制作方法
技术领域：
本发明属植物抗旱节水领域，涉及一种基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾抑制剂。
背景技术：
水资源匮乏、旱灾频发使提高作物水分利用效率和林业苗木成活率的抗蒸腾剂市场需求越来越大。然而目前市场上已有的多种抗蒸腾和节水产品存在毒性过大，对环境造成污染(如醋酸汞苯);造价昂贵(ABA);水溶性差，黏附力低(如黄腐酸)等问题，迫切需要开发新型环保无毒的抗蒸腾剂。在自然界，真菌与植物间相互作用过程中，细胞壁是植物抵抗真菌入侵的一道屏障。真菌为了渗透植物细胞壁，会分泌一系列降解植物细胞壁的水解酶，如多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonases, PGs)等。寡聚半乳糖醒酸(Oligogalacturonides, 0GA)是细胞壁的降解物之一，能激发植物自身免疫防御系统(Ridley et al.，2001)。此外，在生物信号传导途径中，OGA与多种信号传导途径有关，例如参与细胞膜上H+与K+进出、提高细胞质的Ca2+浓度(Navazi et al.，2002)、激活GTP蛋白、诱导受体蛋白激酶(Montesanoet al.，2001)、诱导蛋白磷酸化和磷酸酶的活性(Droillar et al. , 2000)等。OGA还能诱导活性氧类物质(active oxygen species, A0S)包括 02_、H2O2 和 0H_ 的生成(Lorella etal.，2002)。也有研究表明低浓度OGA对植物的生长也有促进作用(St印hen et al.，1993;刘元召等，2008;张红运等，2009)。OGA作为植物内源激发子所引发植物产生免疫抗性的机制与外源激发子如flg22等不同，且不会引发超敏反应(hypersensitive response，HR)而在叶表面形成假病斑等(Denoux et al.，2008)。OGA作为一种生物农药在国内外已有广泛应用，中科院大连化物所、广州原沣生物工程有限公司等研制了 “寡聚半乳糖醛酸”水剂作为新型生物农药。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾剂，是一种生态，高效，适宜大规模应用的植物抗蒸腾剂。所述的抗蒸腾剂的主要成分包括寡聚半乳糖醛酸(C6H10O7) η、吐温-20、CaCl2 和水，配方为寡聚半乳糖醛酸 0. 2-0. 5g/L, CaCl2 0. 5-2 g/L和吐温-20 0. 04ml/L,其余为水。作用机理为寡聚半乳糖醛酸(C6HltlO7)η作为信号分子促进气孔关闭，并在吐温-20和CaCl2的协同作用下，抑制植物蒸腾作用，提高植物水分利用效率(WUE)和抗旱能力。本发明的另一个目的是提供一种基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾剂在抑制植物蒸腾中的应用。本发明基于寡聚半乳糖醛酸抗蒸腾抑制剂的使用方法为使用时，将混合抗蒸腾剂喷施到植物叶表面。本发明试验表明，一定浓度寡聚半乳糖醛酸可以诱发植物气孔开度大幅度下降，进而增大气孔阻力，减少因蒸腾而丧失的水分，在一定时期内使植物的水分利用效率提高30%以上。本发明抗蒸腾剂的使用方法为将制备的抗蒸腾剂均匀喷施到植物叶表面。本发明的有益之处是(I)基于自然界植物免疫应答机理，以植物源激发子寡聚半乳糖醛酸为核心，以原材料易得的CaCl2、吐温-20为复配剂，具有投入低，效益高，操作技术简单等优点，是一种无毒、无公害较理想的植物抗蒸腾抑制剂。(2)可有效地与生态农业及生态林业结合，降低生产成本，减少劳动力投入，在节水的同时对一些常见植物病害也有防治作用。(3)在节水和提高植物抗病能力的同时，对植物的副作用降到最低，不会在植物叶片上形成枯斑等。
图I是按实施例2、3和4中的方法配制的抗蒸腾抑制剂和水(对照)，喷施活体拟南芥，I小时后气孔开度变化情况。图2是实施例6中植物抗蒸腾抑制剂和水(对照)处理后，间隔不同时间，蚕豆叶片的蒸腾速率变化情况。
具体实施例方式本发明结合附图和实施例作进一步的说明。实施例I
寡聚半乳糖醒酸的制备以多聚半乳糖醒酸(50Pg/ml, FluKa公司)为原料,用果胶酶(50yg/mL, FluKa公司)25°C酶解20分钟，100°C煮沸6_10分钟，使酶失活，然后过滤，浓缩后冷冻干燥。将冻干样品配成lmg/mL溶液,经葡聚糖凝胶Sephadex G-IO (丽彡700)柱处理，每次上样10 mL，流速控制在O. 25-0. 35mL/min,自动部分收集，收集并且富集分子量较大部分(900 ^ MW ^ 3900)的流出液，旋转蒸发仪(德国IKA数显型立式旋转蒸发仪型号RV10)上减压浓缩，最后用蒸馏水将样品配成50g/L寡聚半乳糖醛酸水剂备用。备注寡聚半乳糖醛酸浓度的测定采用硫酸-咔唑法。实施例2
将实施例I中制备的浓度为50g/L寡聚半乳糖醛酸水剂和蒸馏水按1:99 (V/V)制备成混合液，然后在每升混合液中加入2g CaCl2、0. 04ml吐温_20，混合均匀后即得抗蒸腾剂。实施例3
将实施例I中制备的浓度为50g/L寡聚半乳糖醛酸水剂和蒸馏水按1:249 (V/V)制备成混合液，然后在每升混合液中加入O. 5g CaCl2^O. 04ml吐温_20，混合均匀后即得抗蒸腾剂。实施例4
将实施例I中制备的浓度为50g/L寡聚半乳糖醛酸水剂和蒸馏水按1:199 (V/V)制备成混合液，然后在每升混合液中加入Ig CaCl2、0.04ml吐温-20，混合均匀后即得抗蒸腾剂。实施例5 取上述实施例2-4方法所配制的抗蒸腾剂，用水作对照，在活体拟南芥上均匀的喷施，I小时后显微镜下活体随机测量60个气孔开度，结果用平均值+标准误表示，参见图I。由图I可知，本发明所提供的植物抗蒸腾抑制剂能够使气孔开度显著下降，达到良好的抗蒸腾效果。实施例6
将实施例2中所配制的植物抗蒸腾抑制剂和水(对照)，喷施在4-6周龄的蚕豆叶片上，每隔一定时间，用光合仪(美国CID公司，型号CI-340)测定茎顶端第1-2对完全展开叶片的蒸腾速率。结果用平均值+ 标准误表示，参见图2。由图2可知本发明所提供基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾抑制剂能够显著抑制植物的蒸腾作用，在处理后的第四天仍能使植物蒸腾速率降低39. 1%。
权利要求
1.一种基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾剂，所述的抗蒸腾剂的组成为0.2-0.5g/L的寡聚半乳糖醛酸，0.5-2 g/L的CaCl2和O. 04ml/L的吐温-20，其余为水。
2.根据权利要求I所述的ー种基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾剂在抑制植物蒸腾中的应用。
全文摘要
本发明提供一种基于寡聚半乳糖醛酸的植物抗蒸腾剂，其组成为0.2-0.5g/L的寡聚半乳糖醛酸,0.5-2g/L的CaCl2和0.04ml/L的吐温-20，其余为水。本发明基于自然界植物免疫应答机理，以植物源激发子寡聚半乳糖醛酸为核心，以原材料易得的CaCl2、吐温-20为复配剂，具有投入低，效益高，操作技术简单等优点，是一种无毒、无公害较理想的植物抗蒸腾抑制剂。可有效地与生态农业及生态林业结合，降低生产成本，减少劳动力投入，在节水的同时对一些常见植物病害也有防治作用。在节水和提高植物抗病能力的同时，对植物的副作用降到最低，不会在植物叶片上形成枯斑。
文档编号A01N43/16GK102630673SQ201210079860
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者欧晓彬, 沈仲佶, 王根轩, 王瑜 申请人:浙江大学