一种植物抗盐调节剂及其制备方法
【专利摘要】本发明属于植物生长调节剂技术领域，涉及一种植物抗盐调节剂，具体成分配比为：紫菜多糖100?1000mg/L，水杨酸0mg/L或100?200mg/L，油菜素内酯0mg/L或0.01?0.1mg/L，甜菜碱0mg/L或100?1000mg/L，亚精胺0mg/L或10?100mg/L，表面活性剂0mg/L或1000?20000mg/L，水作为溶剂；紫菜多糖为分子量1k?50kDa的低分子量紫菜多糖；本发明提供了紫菜多糖的新应用，可用于制备植物抗盐调节剂，同时将紫菜多糖与水杨酸、油菜素内酯、甜菜碱和亚精胺等生物源诱抗物质进行复配，制成抗盐调节剂，能够提高植物对盐胁迫的综合抵抗力，保证植物正常生长发育；其组份简单，原料易得，成本低廉，效果显著，且对环境友好。
【专利说明】
-种植物抗盐调节剂及其制备方法
技术领域：
[0001] 本发明属于植物生长调节剂技术领域，具体设及一种植物抗盐调节剂。
【背景技术】：
[0002] 紫菜是一种大型经济红藻，属于红藻纲，红毛菜科，藻体呈深褐、红色或紫色，主要 生长于浅海潮间带，具有较强的繁殖能力和环境耐受力。中国沿海地区已进行人工栽培，21 世纪初中国紫菜产量跃居世界第一位。紫菜中含有的紫菜多糖是紫菜主要活性物质之一， 其具有免疫调节活性、促细胞增殖活性和抗氧化活性等众多特点，在食品及工业领域已有 广泛应用，而且紫菜多糖能够促进植物生长，在植物抗病和抗逆方面也具有巨大的应用潜 力。水杨酸(SA)是诱导植物抗病及抗逆的重要信号分子，能够提高植物保护酶活性，增加渗 透调节物质及次生代谢产物含量，从而提高植物的抗病性及抗逆性；油菜素内醋(BR)是一 种对植物有生长调节作用的酱体类化合物，能够减轻逆境胁迫对植物幼苗的伤害作用，其 作为一种新型植物激素，在提高植物抗逆性上具有广泛应用；甜菜碱(GB)是一种季锭型水 溶性生物碱，也是一种非毒性的渗透调节物质，其在植物抗逆中得到了越来越多的重视;亚 精胺(Spd)被认为是类似第二信使的活性物质，对诱导植物的抗逆性起着重要作用;上述四 种物质均无毒、无害、无污染，能够诱导植物产生抗逆性，是绿色环保的生物源化学诱抗物 质。
[0003] 中国盐溃±面积广阔，种类繁多，目前大部分现代盐溃±是种植农业区，多为我国 重要粮、棉、油作物生产基地，但作物产量较低。小麦是我国第二大粮食作物，其产量与品质 也受到±壤盐溃化的严重制约。增强小麦抗盐能力对保证小麦高产稳产、保障粮食安全具 有重要的现实意义与应用价值;实践中有中国专利CN1290483A，CN1943340A等公开了小麦 抗盐调节剂，其主要组分有赤霉素、水杨酸氨基多糖、山梨醇和甘露醇等，但目前W紫菜多 糖为原料的抗盐剂还未见报道，而紫菜多糖简单易得、成本低廉、绿色天然，对于作物抗盐 具有重要的经济意义。
【发明内容】
：
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种植物抗盐调节剂，能够增 强植物种子或幼苗的多项生理指标、提高多种抗氧化酶活性，提高植物抵抗盐胁迫的能力。
[0005] 为了实现上述目的，本发明设及的植物抗盐调节剂的成分包括紫菜多糖，所述紫 菜多糖的配比为lOO-lOOOmg/L，水作为溶剂。
[0006] 进一步的，所述植物抗盐调节剂还包括水杨酸、油菜素内脂、甜菜碱、亚精胺、表面 活性剂中的一种或几种。
[0007] 进一步的，所述水杨酸配比为100-200mg/L，油菜素内醋配比为O.Ol-O.lmg/L，甜 菜碱配比为lOO-lOOOmg/L，亚精胺配比为lO-lOOmg/L，表面活性剂配比为1000-20000mg/L， 水作为溶剂。
[000引所述的紫菜多糖为分子量化-50W)a的低分子量紫菜多糖；
[0009] 所述设及的表面活性剂为吐溫系列、司盘系列、OP系列和/或NP系列中的一种或多 种的混合物。
[0010] 所述植物抗盐调节剂的制备方法：
[0011] 将紫菜多糖溶于蒸馈水中，使紫菜多糖的作用浓度为lOO-lOOOmg/L，揽拌均匀，配 制成紫菜多糖溶液即制得所述抗盐调节剂；
[0012] 进一步的，还可向上述紫菜多糖溶液中添加水杨酸、油菜素内脂、甜菜碱、亚精胺、 中的一种或几种，使各组分的作用浓度为水杨酸100-200111旨/1，油菜素内醋0.01-0.1111邑/1， 甜菜碱lOO-lOOOmg/L，亚精胺lO-lOOmg/L，最终揽拌均匀配比制成复配溶液；
[OOU]进一步的，还可向所述复配溶液中添加表面活性剂，揽拌均匀，所述表面活性剂浓 度为1000-20000mg/L，所得溶液可作为喷施剂使用。
[0014] 所述植物抗盐调节剂的使用方法为:对植物幼苗进行喷施/灌概，或者对植物种子 进行浸种6-12h后播种。
[0015] 优选的，对植物幼苗进行喷施。
[0016] 作用原理:盐胁迫下，植物体内会积累大量化％r吸收减少，导致较高的化vrdK+ 是植物体内重要的一价阳离子，不仅是叶绿素的组成成分，还可w作为酶激活剂参与体内 重要代谢，因此，植株叶片中r含量降低，会抑制光化学反应中屯、电子传递W及光合酶的活 性。
[0017] 紫菜多糖能够调节植物体内离子转运来提高植物抗盐性，一方面，紫菜多糖将过 量Na+胆存于根部和老叶，减轻Na+对新叶的胁迫，W保证植物新叶的生理功能。另一方面，紫 菜多糖能够诱导植物将植物细胞质内过量的化+离子转运至细胞外或者液泡内，来维持植 物细胞内较高的r含量和较低的化vr。紫菜多糖通过调节离子转运保证植物体内r含量， 能够保证光化学反应中屯、的电子传递，缓解高浓度化+引起的气孔关闭，提高盐胁迫下植物 光合作用，进而提高植物抗盐性。
[0018] 所述植物抗盐调节剂可广泛试用于各种植物，包括单子叶植物、双子叶植物，经常 使用的经济作物有小麦、玉米等作物W及黄瓜、油菜等蔬菜。
[0019] 本发明提供了紫菜多糖提高植物对盐胁迫能力的新的原理，因此，利用本原理制 备植物抗盐相关产品均属于本发明公开及保护的内容。
[0020] 有益效果：
[0021] 本发明与现有技术和产品相比，提供了紫菜多糖的新应用，可用于制备植物抗盐 调节剂，同时将紫菜多糖与水杨酸、油菜素内醋、甜菜碱和亚精胺等生物源诱抗物质进行复 配，制成抗盐调节剂，能够提高植物对盐胁迫的综合抵抗力，保证植物正常生长发育;所选 用原料紫菜来源丰富，成本低廉，环境友好;制备调节剂的方法简单易行，便于推广应用。
【附图说明】：
[0022] 图1小麦不同器官Na+含量；
[0023] 图2小麦不同器官NaVr比；
[0024] 图3小麦化+/H+转运蛋白基因表达，其中3-A为细胞膜Na7H+转运蛋白基因80S; 3-B 为液泡膜Na7H+转运蛋白基因饥权。
【具体实施方式】：
[0025] 下面通过实施例对本发明作进一步详细描述，但是本发明并不限于下述实施方 式。
[0026] 实施例1:
[0027] 本实施例中将分子量为l-50kDa的低分子量紫菜多糖溶于蒸馈水，使紫菜多糖浓 度为lOO-lOOOmg/L，制得抗盐调节剂A;或向抗盐调节剂A中分别加入水杨酸、油菜素内醋、 甜菜碱和/亚精胺其中任意一种或多种，具体浓度为水杨酸Omg/L或100-200mg/L，油菜素内 醋 Omg/L 或 0.01-0.1111旨/1，甜菜碱0111旨/1或100-1000111旨/1，亚精胺0111旨/1或10-100111旨/1，制得 抗盐调节剂B;或再向抗盐调节剂A或抗盐调节剂B中分别加入表面活性剂，表面活性剂选用 吐溫系列、司盘系列、0P系列和/或NP系列中的一种或多种的混合物，使表面活性剂浓度为 l-20g/L，制得抗盐调节剂C;上述抗盐调节剂A、抗盐调节剂B和抗盐调节剂C均能有效提高 植物的抗盐能力，促进其生产。
[002引实施例2:
[0029] 本实施例中先称取lOOmg分子量为化Da的紫菜多糖溶于800ml蒸馈水中，再加入 lOOOmg吐溫-20并揽拌均匀，最后用蒸馈水定容至1L，揽拌均匀后制得所述抗盐调节剂。
[0030] 实施例3:
[0031] 本实施例中先称取lOOmg分子量为化化的紫菜多糖溶于800ml蒸馈水中制得紫菜 多糖溶液，再称取lOOmg水杨酸溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入lOOOmg吐溫-20并揽拌 均匀，最后用蒸馈水定容至1L，揽拌均匀后制得所述抗盐调节剂。
[0032] 实施例4:
[0033] 本实施例中先称取lOOmg分子量为化化的紫菜多糖溶于800ml蒸馈水中制得紫菜 多糖溶液，再称取O.Olmg油菜素内醋溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入5000mg司盘-60并 揽拌均匀，最后用蒸馈水定容至1L，揽拌均匀后制得所述抗盐调节剂。
[0034] 实施例5:
[0035] 本实施例中先称取lOOmg分子量为50kDa的紫菜多糖溶于800ml蒸馈水中制得紫菜 多糖溶液，再称取lOmg亚精胺溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入5000mg 0P-7并揽拌均 匀，最后用蒸馈水定容至1L，揽拌均匀后制得所述抗盐调节剂。
[0036] 实施例6:
[0037] 本实施例中先称取lOOOmg分子量为化化的紫菜多糖溶于800ml蒸馈水中制得紫菜 多糖溶液，再称取lOOmg甜菜碱溶于上述紫菜多糖溶液中，然后加入5000mg NP-7并揽拌均 匀，最后用蒸馈水定容至1L，揽拌均匀后制得所述抗盐调节剂。
[0038] 验证试验：
[0039] 本发明W小麦为例，对处于幼苗期的小麦幼苗用实施例2-6中制得的抗盐调节剂 进行喷洒处理，具体实验如下：
[0040] 实验方法:将小麦种子消毒、浸泡、催芽，待种子刚露白，挑选饱满、大小均一的小 麦种子播撒到培养皿中，每皿30粒，用化agland(霍格兰氏）营养液在光照培养箱中培养，培 养条件为25/20°C (昼/夜）、光照强度800皿ol/V/s、光照周期14/lOh(昼/夜），相对湿度65+ 5%;待小麦幼苗生长至2叶1屯、期时，用实施例2-6中制得的抗盐调节剂对小麦幼苗叶片进 行喷施，使叶片完全湿润，但液体不流下，阴性对照组喷w等量的含有相同浓度表面活性剂 的清水;24h后将小麦幼苗置于盐胁迫lOd，然后测定小麦幼苗叶片各项指标。
[0041] 实验结果:①盐胁迫处理小麦幼苗化，5d和lOd后，分别取小麦不同组织进行离子 测定。取小麦幼苗根、茎(植株根到最下位叶片）、老叶(植株最下位叶片)和新叶(植物顶端 最新叶片），用蒸馈水冲洗干净。l〇5°C杀青30min，7(TC烘干至恒重。用于元素分析。从结果 可W看出，紫菜多糖能够有效调节化+在小麦体内转运分配，将过量化+胆存于根部和老叶， 减轻Na+对新叶的胁迫，保证小麦幼苗的生理功能(见图1)。
[0042] ②紫菜多糖还能够调节r在小麦体内转运分配，维持小麦幼苗茎部和新叶中较低 的Na7r值，W保证小麦正常生理功能(见图2)。
[0043] ③盐胁迫处理lOd后，小麦幼苗叶片气孔导度显著下降（P<0.05)，导致光合速率 显著降低，严重影响了植物的光合速率，进而影响了植物正常的生理功能。紫菜多糖处理组 气孔导度可W维持在对照组水平，从而也保证了光合速率(见表1)。
[0044] 表1小麦幼苗气孔导度及光合速率
[0045]
[0046]
[0047] ④本实施例中使用巧光染料SYBR GreenI，采用2-AAGT法，对小麦中抗盐胁迫相关 基因在紫菜多糖处理下的表达情况进行相对定量研究，W探讨紫菜多糖诱导小麦抗盐作用 的分子机理。结果发现盐胁迫下SOS和NHX基因表达均呈现先上调后下调的趋势。经紫菜多 糖诱导处理，SOS基因表达呈现先增强后减弱的趋势(见图3-A)，而NHX基因表达在盐胁迫后 期显著增强(见图3-B)，说明紫菜多糖能够调节离子转运蛋白基因表达，协调盐胁迫下小麦 幼苗体内的化+转运，将过量的Na+排出细胞质外或者转运到液泡中，保证植物细胞正常生理 功能，从而提高植物抗盐性。
[0〇4引使用本发明实施例2-6所得的抗盐剂，应用于其他植物上，也具有良好的抗盐效 果，原理与所述验证实验得出的原理一致。
【主权项】
1. 紫菜多糖在植物抗盐调节剂中的应用。2. 如权利要求1所述的应用，其特征在于:所述紫菜多糖分子量为分子量为lk-50kDa。3. 基于权利要求1或2所述的应用，一种植物抗盐调节剂，包括紫菜多糖，所述紫菜多糖 溶解在水中的终浓度为l〇〇-l〇〇〇mg/L。4. 如权利要求3所述的一种植物抗盐调节剂，其特征在于:还包括水杨酸、油菜素内脂、 甜菜碱、亚精胺、表面活性剂中的一种或几种。5. 如权利要求3或4所述的一种植物抗盐调节剂，其特征在于:所述各组分的作用浓度 为水杨酸 100_200mg/L，油菜素内酯0 · 01-0 · lmg/L，甜菜碱100-1000mg/L，亚精胺IO-IOOmg/ L06. 如权利要求4所述的一种植物抗盐调节剂，其特征在于：所述表面活性剂为吐温系 列、司盘系列、OP系列和/或NP系列中的一种或几种的混合物。7. 如权利要求3所述的一种植物抗盐调节剂，其制备方法为：将紫菜多糖溶于蒸馏水 中，使紫菜多糖的作用浓度为l〇〇-l〇〇〇mg/L，搅拌均匀，配制成紫菜多糖溶液即制得所述抗 盐调节剂。8. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：向所述紫菜多糖溶液中添加水杨酸、油 菜素内脂、甜菜碱、亚精胺、中的一种或几种，使各组分的作用浓度为水杨酸100_200mg/L， 油菜素内酯〇 · 01-0 · lmg/L，甜菜碱100-1000mg/L，亚精胺10-100mg/L，搅拌均勾配比制成复 配溶液。9. 如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：向所述复配溶液中添加表面活性剂，搅 拌均匀，所述表面活性剂浓度为1000-20000mg/L。
【文档编号】A01N43/16GK105875611SQ201610364846
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】邹平, 张成省, 田雪莹
【申请人】中国农业科学院烟草研究所