钒酸盐在提高土培植物抗干旱胁迫中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于促进植物抗干旱胁迫的领域，涉及到无机化学试剂钒酸盐在提高土培植物应对干旱胁迫中新用途。
【背景技术】
[0002]在生产中，经常会出现频率高、持续时间长的干旱，对农作物的生产造成了不可估量的损失，并严重影响其品质；世界每年因干旱而造成粮食生产的损失几乎等于其他所有环境因素造成损失的之和，当前面临全球粮食危机，研究在干旱条件下如何提高农作物产量已成为国内外学者的重要课题之一。我国是世界上水资源最缺乏的国家之一，我国干旱、半干旱地区约占国土面积的二分之一。据统计，我国农作物面积70%以上常年受到不同程度的干旱危害，平均减产20%以上，造成了巨大的经济损失。干旱胁迫对植物的影响非常广泛和深远，不仅表现在生长发育的各个阶段，而且影响多年生作物下一年生长发育。
[0003]面对干旱逆境胁迫时，农业上主要通过以下方式来缓解植物的干旱，第一，采用树枝、枯草、遮阳网等物覆盖，以减少土壤水分蒸发；第二，以浇水、喷灌、滴灌等节水方法进行灌溉，缓解旱情；第三，对各种农作物进行增施肥料，增强作物抗旱能力；第四，对旱地种植的农作物要进行浅中耕，切断土壤表层毛细管，抑制土壤水分蒸腾，增强抗旱能力等等。然而这些大都是通过改变外部环境来缓解旱情，而且有些方法成本较高、有损于环境，因此，找到一种高效、简便、价格低廉和易被接受的、能提高植物自身抗旱能力的抗干旱生长调节剂具有重要意义。本发明主要通过30、60以及100 ymol/L这3个浓度梯度来进行实验考察。
[0004]蚕豆(Vicia fabaL.)属蝶形花科野豌豆属中的一个栽培品种，一年生或越年生，是常见食用豆类之一，也是粮、菜、肥兼用型作物，在我国广泛种植，是一种非常重要的经济作物。因此，发掘一种能提高蚕豆应对干旱胁迫的保水剂，具有重大的现实意义和经济效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供钒酸盐一种新用途，即钒酸盐在提高土培植物抗干旱胁迫中的应用。
[0006]所述钒酸盐为钒酸钠、钒酸钾等可溶性钒酸类盐。
[0007]为了实现本发明的上述目的，本发明的技术方案如下:
(1)配制浓度为30-100μπιοΙ/L钒酸盐溶液;
(2)取云南本地的秋播蚕豆用无菌水冲洗后置于含有吸水纸托盘中，向托盘中加入40mL的无菌水以浸透吸水纸，25°C暗培养催芽；种子露白发芽后，挑选露白一致的种子播种于红壤和珍珠岩以6:1体积比例混合的专用土培小盆中，每一个小盆中放置三颗种子，两天浇一次水；
(3)待蚕豆苗长至四至五对叶片后分别用不同浓度的钒酸盐溶液10ml浇灌蚕豆苗，每个处理设置三个重复。在处理后一天(24h)和处理三天(72h)后，取蚕豆苗从上往下数的第二对叶进行生理生化指标的测定，观测处理浓度对植物的影响。
[0008]本发明以钒酸盐作为植物抗干旱保水调节剂，使用方便，成本较低。该钒酸盐显著提高了植物的抗干旱能力，开辟了植物应对干旱胁迫的新途径，有助于科技工作者对钒酸盐提高植物抗干旱能力分子机理的研究，在农业生产上具有广阔的前景。
[0009]本发明的有益效果:本发明所述的提高植物抗旱能力的保水剂钒酸盐，具有投入低、操作简单、效率高的特点；常温下，钒酸盐是比较理想的植物抗旱保水调节剂，钒酸盐处理可以降低细胞膜上H+-ATPase和H+-泵活性，以及降低植物叶片的气孔传导率和蒸腾速率，提高植株含水量；有助于提高植株的抗旱能力，对农业上保产丰收具有重要意义。
【附图说明】
[0010]图1是不同浓度梯度的钒酸钠处理后一天的蒸腾速率(A图)和气孔传导率(B图)结果示意图；
图2是不同浓度梯度的钒酸钠处理后一天的H2O2含量结果示意图；
图3是不同浓度梯度的钒酸钠处理三天后的蒸腾速率(A图)和气孔传导率(B图)结果示意图；
图4是不同浓度梯度的钒酸钠处理三天后的H2O2含量(A图)以及叶片含水量(B图)结果示意图；
图5是100 μ mol/L VA处理后一天的蒸腾速率(A图)和气孔传导率(B图)结果示意图；
图6是100 μ mol/L VA处理后一天的过氧化氢含量结果示意图；
图7是100 μ mol/L VA处理三天后的蒸腾速率(A图)和气孔传导率(B图)结果示意图；
图8是100 μ mol/L VA处理三天后的过氧化氢含量(A图)以及叶片含水量(B图)结果示意图；
图9是100 μ mol/L的VA处理后一天后的H+-ATPase活性(A图)和氢泵活性(B图)；图10是100 μ mol/L的VA处理三天后的H+-ATPase活性(A图)和氢泵活性(B图)；图11是100 μ mol/L VA处理后一天(A图和B图)和三天后(C图和D图)拍照植株萎蔫程度不意图。
[0011]图中:CK为对照。
【具体实施方式】
[0012]下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。实施例中方法如无特殊说明，按常规操作进行，如无特殊说明使用试剂均为常规购试剂或按常规方法配制的试剂。
[0013]实施例1:钒酸钠提高土培蚕豆抗旱能力实验，包括如下步骤:
(O实验材料为蚕豆幼苗
取云南本地的秋播蚕豆用无菌水冲洗后置于含有吸水纸托盘中，向托盘中加入40mL的无菌水以浸透吸水纸，25°C暗培养催芽；种子露白发芽后，挑选露白一致的种子播种于红壤和珍珠岩以体积比6:1混合的专用土培小盆中，每一个小盆中放置三颗种子，两天浇一次水，待幼苗长至四对叶时用于本实验；
(2)配置不同浓度的钒酸钠(30、60和100μ mol/L)处理液；
(3)分别用上述浓度的处理液浇灌蚕豆幼苗，每次处理所需处理液100ml，以水处理为空白对照，每个处理设置三个重复；处理时间三天，分别在处理后一天和处理三天后，对植株从上往下第二对叶进行与干旱胁迫相关的生理生化指标测定，并观察处理后植株的萎蔫程度。
[0014]每个测定结果设置三个重复，具体包括以下步骤:处理一天和处理三天后的蚕豆，在上午九点至i^一点之间用yaxin-1301植物气孔计(北京雅欣理仪科技有限公司)对植株叶片的气孔传导率和蒸腾速率进行测定。叶片含水量的测定，取材阶段，每个处理取植株两片叶，用吸水纸吸干其表面水分，立即称其鲜重，再将鲜样品材料置于105°C烘箱中杀青15-20min，转至60°C烘干至恒重，称得干重，以计算公式是叶片含水量=(处理前叶片鲜重-处理后叶片干重)/处理前叶片鲜重X100%计算植株叶片的含水量。H2O2含量的测定，采用二甲酚橙法，称取新鲜植物叶片，按照材料与提取剂1:1的比例加入预冷丙酮和少许石英砂研磨成匀浆后，转入离心管，12000g、4°C下离心20min，弃去残渣，上清即为样品H2O2待测液，分别用三蒸水配制试剂A(内含3.3 mmol/L FeSO4, 3.3 mmol/L (NH4 )2S04，412.5mmol/L H2SO4)和试剂B (内含165 μ mol/L 二甲酚橙，165 mmol/L山梨醇)。使用前试剂A和试剂B按照1:10的比例混合构成工作试剂。此工作试剂与H2O2待测液按照2:1的比例混合，30°C水浴显色30min，于560nm处测定OD值。
[0015]图1、2显示钒酸钠处理过的植物，与对照相比，处理一天后，植株的气孔传导率(图1A)和蒸腾速率(图1B)随着钒酸钠处理浓度的逐渐升高而逐渐降低，叶片H2O2的含量随钒酸钠处理梯度的升高呈现出逐渐升高的趋势(图2);图3、4的结果表明，在处理三天