一种快速有效提高烟草抗旱能力的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业生物技术领域，具体涉及提高烟草抗旱能力的一种快速有效方法。
【背景技术】
[0002]干旱胁迫是影响当今世界农业生产与生态环境的重要的逆境因子，对世界农作物生产造成巨大的损失。在人口不断增加、淡水资源不足的严重及极端气温天气不断频繁出现的压力下，一种快速高效且安全的提高农作物抗旱能力的方法对我国乃至世界的农作物生产以及生态安全具有重要的意义。传统方法培育抗旱品种受到育种时间和优良性状选择的限制，新兴的转基因技术提高作物的抗旱能力具有重要的理论与经济意义，但是却存在着位置效应、基因沉默效应，外源基因的位置效应也可以引起基因的失活，而且外源基因在转基因植株中的表达也会受到抑制及基因沉默现象，这些问题都使得转基因植物存在着很大的不确定性，以及转基因存在着不确证却危害巨大的安全隐患，例如基因逃逸使其对生态环境中的其他植物存在着安全隐患以及公众健康(转基因食品)等。因此，急需一种快速有效的技术方法使农作物获得抗旱能力。
[0003]β-氨基丁酸(BABA)最早从暴晒的番茄根系中分离出来，后来大量的研宄表明，β -氨基丁酸能够通过调节植物体内脱落酸(ΑΒΑ)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)等信号途径及抗氧化系统来抵御外界的生物或非生物胁迫的损害。因此氨基丁酸被认为是一种具广谱和高效的植物诱抗剂，并在许多植物的应用上取得的一定的成果。如:ΒΑΒΑ能有效的诱导烟草抵御烟草花叶病毒和葡萄霜霉病等生物胁迫的损害，同时还能提高植物对非生物胁迫像干旱、高盐及热的耐受性及缓解重金属镉(Cd)对植物的损害等。虽然有关BABA增强植物对外界胁迫的耐受性研宄很多，但关于其具体作用机制目前还不是很很清楚还需进一步的研宄。同时还有研宄发现BABA对调节不同植物对外界胁迫能力并不具有物种的广适性作用，因此BABA对调节不同植物的胁迫抵御能力与其实施方法和浓度有关。目前还没有关于BABA提高烟草对干旱胁迫作用的研宄。
[0004]烟叶的产量和品质经常会受到自然界中的许多生物胁迫和非生物胁迫的影响，其中干旱就是其中一个较大的影响因素。近年来，我国很大一部分烟草生产区经常遭受干旱胁迫的危害，其不仅影响烟苗的生长，也会影响到烟草的品质及产量。因此，一种快速有效的方法对提高烟草幼苗及长成烟叶植株的抗旱抗寒能力具有重要的经济作用及现实意义。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种快速有效的提高烟草抵御干旱能力的全新方法。
[0006]本发明利用非蛋白质氨基酸β-氨基丁酸(BABA)调节烟草体内的抗氧化途径来增强对植物的干旱抵御能力。
[0007]具体的技术解决方案如下:
一种快速有效提高烟草抗旱能力的方法，用浓度0.2-10mmol/L的β -氨基丁酸水溶液对4-5叶期的植物植株灌根处理，连续灌根处理2?5天。
[0008]用浓度5mmol/L的β -氨基丁酸水溶液对4_5叶期的烟草幼苗进行灌根处理，连续灌根处理3天，每株烟草幼苗的β-氨基丁酸水溶液用量为350?450ml ;提高烟草幼苗之后生长的抗旱能力。
[0009]本发明通过长期的研宄及相关实验筛选出符合快速高效安全这几个标准的化学物质一β_氨基丁酸(BABA)，一种安全可靠且无公害的非蛋白质氨基酸作为烟草的抗逆诱抗剂。本发明通过大量的实验，用不同浓度的ΒΑΒΑ、不同的胁迫处理时间以及对不同时期的烟草幼苗进行实验，从中筛选出能短时间内同时提高烟草抗旱能力的BABA的最佳浓度，以满足烟草种植区的要求。因此β-氨基丁酸(BABA)的预处理使得烟草在短时间内获得较强的抗旱能力进而为农业生产开辟了一条高效快速安全的新途径。
[0010]本发明与现有技术相比具有的优势及优点:
1.本发明能高效快速提高烟草干旱抵御能力:只需2-5天的β-氨基丁酸的灌根处理就能有效的增加烟草在干旱胁迫条件下的存活率和减少烟草叶片的失水率，同时还能调动烟草体内抗氧化剂和抗氧化酶来抵御干旱引起的氧化损伤；
2.本发明方法简单安全可靠氨基丁酸为一种安全无公害的非蛋白质氨基酸，同时在烟草上的应用相比较于转基因的方法安全，受争议少等优点。
【附图说明】
[0011]图1为不同浓度β -氨基丁酸(ΒΑΒΑ)调节干旱胁迫处理14天及复水7天后的烟草幼苗生长表型图。
[0012]图2为不同浓度β -氨基丁酸(ΒΑΒΑ)对干旱处理14天烟草幼苗成活率的影响。
[0013]图3为β -氨基丁酸(ΒΑΒΑ)对烟草幼苗相对水分含量的影响。
[0014]图4为β-氨基丁酸(BABA)对烟草幼苗过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量的影响。
[0015]图5为β -氨基丁酸(ΒΑΒΑ)对烟草幼苗可溶性蛋白、多酚、可溶性糖及脯氨酸含量的影响。
[0016]图6为氨基丁酸(BABA)对烟草幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性的影响。
【具体实施方式】
[0017]干旱不仅能影响着烟草的生长和发育还对烟叶的品质有影响。近年来，我国的几大主要的烟叶产区云南、贵州和四川等经常遭受干旱胁迫的侵袭。因此一种快速有效的方法来缓解烟草对干旱胁迫带来的影响显得尤为重要。本发明以“云烟87”为实验材料，研宄了 β -氨基丁酸(ΒΑΒΑ)对烟草抵抗干旱胁迫的能力。
[0018]1.β -氨基丁酸(BABA)诱导烟草幼苗抵御干旱胁迫最佳浓度的筛选
将烟草种子播种于浇灌有营养液的珍珠岩上，待其萌发并生长。在生长一个星期的烟草幼苗中，挑选生长一致的烟草幼苗移栽至12孔的育苗盆。当烟草幼苗生长至4-5叶期时，分别用 0.2mmol/L、0.5 mmol/L、l mmol/L、5 mmol/L 和 10 mmol/L β _ 氛基丁酸(ΒΑΒΑ)溶液400ml进行灌根，每个处理三次重复，连续处理三天后，将余下的不同浓度的氨基丁酸(ΒΑΒΑ)溶液全部倒出，进行干旱处理，以灌清水为对照，14天干旱处理的烟草幼苗表型见图1所示，从图1中可以看出，氨基丁酸(BABA)浓度为大于5mmol/L，大部分的烟草幼苗叶片依然保持着绿色且萎蔫程度较小而其它BABA浓度的大部分都出现萎蔫且叶片都变黄，而在复水后7天的成活率统计(图2所示)显示，5mmol/L β-氨基丁酸(ΒΑΒΑ)的成活率最高，故我们得出提高烟草抵御干旱胁迫的BABA最佳浓度为5mmol/L。
[0019]2.β -氨基丁酸(BABA)对烟草相对水分含量的影响
经O mmol/L和5mmol/L BABA处理的烟草幼苗，干旱处理14天后，取相同部位的叶片，称鲜重，后在蒸馏水中恢复6小时，再称重，最后至于108°C杀青30分钟再在80°C烘至恒重并记下其质量，根据公式相对水分含量(％)=(初始鲜重-干重)/ (饱和鲜重-干重)计算叶片中的相对水分含量，以正常生长的烟草作为对照组，如图3所示，在干旱胁迫条件下，经BABA处理的烟草幼苗的叶片相对水分含量相比未经BABA处理的烟草幼苗叶片的相对水分含量有显著性提高。
[0020]3.干旱胁迫下，β -氨基丁酸(ΒΑΒΑ)对烟草幼苗体内生理生化指标的影响。
[0021]3.1对丙二醛(MDA)含量的影响
采用硫代巴比妥酸比色法测定烟草叶片中的丙二醛含量。取0.2 — 0.3 g叶片剪碎加A I mL 10% TCA和少量石英砂，均楽后再加入I mL TCA继续研磨，于12000 rpm离心10min。取上清液2 mL (对照加2 mL10% TCA)，加入2 mL 0.6% TBA溶液，混匀后于沸水浴反应15 min，迅速冷却后离心，取上清液分别于523 nm、600 nm和450 nm测吸光光度值，计算结果。结果如图4(a)所示，BABA能够减少干旱胁迫下烟草叶片中的丙二醛含量。结果表明:BABA能缓解干旱胁迫对细胞膜的损害程度进而达到抵御干旱胁迫的作用。
[0022]3.2对过氧化氢(H2O2)含量的影响
过氧化氢(H2O2)含量根据南京建成生物工程研宄所的过氧化氢(H2O2)试剂盒测定。其结果如图4(b)所示，BABA能增加干旱胁迫条件下过氧化(H2O2)含量。说明过氧化