一种增强马铃薯植株耐旱性的方法与流程

文档序号：18451583发布日期：2019-08-17 01:18阅读：290来源：国知局

本发明属于马铃薯培育技术领域，具体涉及一种增强马铃薯植株耐旱性的方法。

背景技术：

马铃薯是茄科茄属一年生草本块茎类植物，起源于拉丁美洲安第斯山脉的高原地区，后经人工驯化逐渐演变成大面积种植的四倍体栽培种，是世界上第四大粮食作物。除了富含淀粉外，马铃薯还含有许多促进健康的营养物质，如酚类、花青素、类胡萝卜素、类黄酮和多种维生素。中国是马铃薯生产大国，马铃薯产量超过世界产量的四分之一，但我国马铃薯主产区多位于干旱、半干旱地区，随着全球变暖和气候环境的不断恶化，水资源短缺问题日益突出，干旱逐渐成为马铃薯生长发育的重要限制因子，而马铃薯属于典型的温带气候作物，干旱极大程度地影响马铃薯的产量与品质。目前关于增强马铃薯耐旱性的研究主要有：通过不同肥料配比及增施肥料、抗旱种质资源的鉴定和筛选、耐旱基因筛选及转化株系的获得等方法进行。但长期施用化肥可能会造成环境污染、也会对土壤的结构和理化性质造成危害，种质资源的筛选工作量大、耗时长，耐旱基因筛选及转化也具有花费时间长、突变效率低、成本高等特点。因此，为马铃薯抵抗干旱胁迫提供一种有效、便捷、实惠的措施，对干旱胁迫下马铃薯的产量和品质提高十分有必要。

乙烯利，学名2-氯乙基膦酸，分子式：c2h6cio3p，分子量144.49，是一种低毒植物生长调节剂，释放植物激素乙烯，广泛应用于果实、蔬菜进行催熟，也用于花卉中诱导花芽形成和开花，但乙烯利在植物抗性领域方面的研究和应用都很少。原因在于，国内研究者通过对乙烯利和植物抗性关系方面的研究，发现不一致的结果，即乙烯利对于植物的耐旱性既有促进也有抑制作用，而目前国内外研究尚未清楚揭示出其中的作用机理，因此，一定程度上限制了乙烯利在提高耐旱性推广方面的应用。不同植物对乙烯的敏感性不同，决定了不同作物对乙烯利处理后的生理和分子响应也不尽相同。乙烯利对植物耐旱性作用与植物物种、品种、溶液浓度、处理方法、干旱处理的时间和干旱严重程度等多种因素都相关。

油菜素内酯(brassinolide，br)，又称芸薹素内酯，被列为第六大类植物激素，分布于植物各器官当中。油菜素内酯具有促进种子发育与发芽、促进植物细胞分裂与伸长、促进维管束分化、提高光合作用能力、影响花粉发育和育性、增加作物产量和品质等作用。同时，br能提升植物对干旱、低氧、高盐、弱光、病菌等逆境的抗性。近年来，2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide，ebr)作为一种植物激素在植物抵抗生物和非生物胁迫中有了较多的应用，已有研究报道。油菜素内酯因其可人工合成、具有很高的生物活性，且价格便宜，对环境友好无公害，对植物没有毒副作用，在植物逆境方面具有良好的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种增强马铃薯植株耐旱性的方法，可为马铃薯抵抗干旱胁迫提供一种有效、便捷、实惠的措施，提高马铃薯的耐旱性，缓解马铃薯植株在干旱胁迫下的萎蔫状态，维持植株的生长及正常生理活动。

本发明采用的技术方案如下：

一种增强马铃薯植株耐旱性的方法，包括以下步骤：

s1.浸泡溶液制备：将0.1-2μmol/l浓度的2,4-表油菜素内酯溶液与80-100mg/l浓度的乙烯利溶液按照体积比1:1混合，加热至35-45℃后进行超声处理，得到浸泡溶液；

s2.预处理：将带有芽眼的马铃薯块茎置于2-5℃冷藏，再将块茎置于s1步骤所得的浸泡溶液中浸泡，得到预处理的种薯块；

s3.喷施：培育s2步骤所得的预处理的种薯块，在团棵期时，使用2,4-表油菜素内酯溶液于避光条件下喷施马铃薯植株叶片至叶片出现滴水状态，连续喷施3天；叶片出现滴水状态为叶片刚开始滴水的状态。

干旱胁迫下，马铃薯叶片活性氧的生成与清除失衡，导致h2o2、o2^-含量升高，抗氧化酶sod、pod、cat的酶活性先迅速升高，参与清除活性氧，后期活性降低。ebr处理延缓了胁迫的发生，sod、pod、cat酶活性在干旱胁迫后期开始升高，且sod、pod酶活性上升幅度更大，清除ros能力更强，从而降低了h2o2、o2的积累。干旱胁迫下ros的过量积累破坏了细胞膜结构的完整性，导致mda含量升高，引起细胞内电解质渗漏，相对电导率增加。ebr处理降低了mda含量、电导率，维持了细胞膜稳定性。

干旱胁迫下，马铃薯叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、aba等含量迅速升高，维持细胞膜稳定性，胁迫后期可溶性蛋白含量下降。ebr处理延缓了胁迫的发生，使可溶性糖、脯氨酸含量缓慢升高，ebr处理缓解了胁迫后期可溶性蛋白的降解，增加了干旱胁迫下aba的含量，维持细胞渗透调节能力，增强抗旱性。

进一步地，s1步骤中超声处理2-4h；优选为超声处理3h。

进一步地，s2步骤中冷藏时间为3-6h；优选为冷藏时间为5h。

进一步地，s2步骤中浸泡的具体过程为：冷藏后的块茎在40℃的浸泡溶液中浸泡2-4h，随后浸泡溶液自然冷却至25℃并浸泡24-36h。

进一步地，s3步骤中2,4-表油菜素内酯溶液的浓度为0.1-2μmol/l。

进一步地，s3步骤中2,4-表油菜素内酯溶液的浓度为0.5μmol/l。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过本发明方法，维持了干旱胁迫下马铃薯植株较高的叶片含水量，维持了植株光合作用，保证了较高的净光合速率；

2、本发明增强了sod、pod抗氧化酶活性，提高了活性氧清除能力，降低了h2o2的积累，减轻了对马铃薯植株的氧化损伤；

3、本发明也延缓了脯氨酸含量的增加，增强了马铃薯植株对干旱胁迫的耐受能力；

4、本发明增加了马铃薯植株的脱落酸含量，增强了马铃薯植株的耐旱能力；

5、本发明有效提高马铃薯的耐旱性，显著缓解马铃薯植株在干旱胁迫下的萎蔫状态，维持植株的生长及正常生理活动，操作简便，容易推广，无毒副作用，不会对环境产生污染，成本低，适于规模化推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为空白组与实施例1-5组干旱胁迫第9天马铃薯植株叶片含水量；

图2为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片含水量变化；

图3为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片净光合速率变化；

图4为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片sod酶活性变化；

图5为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片pod酶活性变化；

图6为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片h2o2含量变化；

图7为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片脱落酸含量变化；

图8为本发明方法处理的干旱胁迫9天马铃薯叶片脯氨酸含量变化。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1