瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用

摘要

本发明提供以瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用，将所述瓜氨酸施用于受盐胁迫的植物种子，能够提高盐胁迫下植物中的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根系活力、胚根长和下胚轴长，促进种子萌发，从而达到植物种子存活率高，产量和品质高的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用。

背景技术

近年来，土壤盐渍化问题变得日益突出，对农业的威胁是一个全球性的问题，随着工业现代化、灌溉地和塑料大棚面积的扩大，土壤次生盐渍化日益严重，因此作物耐盐性的提高是农业的重大研究之一，盐胁迫是抑制植物生长、降低作物产量的重要环境因素之一。西瓜是我国主要农作物之一，在世界园艺业中占有重要地位，盐胁迫对植物造成的伤害是多方面的，包括渗透胁迫、离子毒害和细胞内离子平衡的破坏等，使植物生长受到抑制，光合下降，能耗增加，衰老加速，最终使植株死亡。盐胁迫成为影响西瓜设施栽培的一大难题，严重影响到西瓜种子的生长和发育，对产量和品质造成很大的影响。因此选育耐盐性强的西瓜品种对于发展西瓜设施栽培具有重要意义。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用。

本发明的技术方案是这样实现的：瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用。

优选地，所述应用方法是将瓜氨酸施用于受盐胁迫的植物种子。

优选地，所述应用方法是将瓜氨酸施用于受盐胁迫的西瓜种子。

优选地，所述瓜氨酸的施用浓度为0.1～0.8mmol/L。

优选地，所述瓜氨酸施用量为每50粒植物种子施用量为1～3mL；所述盐胁迫环境为NaCl浓度为130～140mmol/L。

优选地，所述应用方法包括以下步骤：

(1)选取成熟饱满的植物种子，先用消毒液消毒10～15min，再用无菌水冲洗植物种子；

(2)将步骤(1)处理好的植物种子在盐胁迫下用所述瓜氨酸溶液浸泡4～6h，再将植物种子置于铺有滤纸的培养皿中，将培养皿置于28～32℃的恒温箱中培养；

(3)将所述瓜氨酸溶液施用于培养皿中，每隔22～28h更换一次，重复3～5次。

优选地，所述消毒液为质量浓度为0.25～0.35％的高锰酸钾溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

将所述瓜氨酸施用于受盐胁迫的植物种子，适宜浓度的瓜氨酸处理可以减少植物种子对钠离子的吸收，瓜氨酸与植物种子内的大分子物质相互作用，通过调节无机离子的比值从而维持细胞内的渗透，减少对盐离子的吸收，从而能够提高盐胁迫下植物的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根系活力、胚根长和下胚轴长，促进种子萌发，从而达到植物种子存活率高，产量和品质高的作用。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1

瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用，所述应用方法是将瓜氨酸施用于受盐胁迫的西瓜种子，所述瓜氨酸的施用浓度为0.1mmol/L，所述瓜氨酸施用量为每50粒植物种子施用量为1mL；所述盐胁迫环境为NaCl浓度为130mmol/L。

所述应用方法包括以下步骤：

(1)选取成熟饱满的植物种子，先用质量浓度为0.25％高锰酸钾溶液消毒10min，再用无菌水冲洗植物种子。

(2)将步骤(1)处理好的植物种子在盐胁迫下用所述瓜氨酸溶液浸泡4h，再将植物种子置于铺有滤纸的培养皿中，将培养皿置于28℃的恒温箱中培养。

(3)将所述瓜氨酸溶液施用于培养皿中，每隔22h更换一次，重复3次。

实施例2

瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用，所述应用方法是将瓜氨酸施用于受盐胁迫的西瓜种子，所述瓜氨酸的施用浓度为0.8mmol/L，所述瓜氨酸施用量为每50粒植物种子施用量为3mL；所述盐胁迫环境为NaCl浓度为140mmol/L。

所述应用方法包括以下步骤：

(1)选取成熟饱满的植物种子，先用质量浓度为0.35％高锰酸钾溶液消毒15min，再用无菌水冲洗植物种子。

(2)将步骤(1)处理好的植物种子在盐胁迫下用所述瓜氨酸溶液浸泡6h，再将植物种子置于铺有滤纸的培养皿中，将培养皿置于32℃的恒温箱中培养。

(3)将所述瓜氨酸溶液施用于培养皿中，每隔28h更换一次，重复5次。

实施例3

瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用，所述应用方法是将瓜氨酸施用于受盐胁迫的西瓜种子，所述瓜氨酸的施用浓度为0.4mmol/L，所述瓜氨酸施用量为每50粒植物种子施用量为2mL；所述盐胁迫环境为NaCl浓度为136.2mmol/L。

所述应用方法包括以下步骤：

(1)选取成熟饱满的植物种子，先用质量浓度为0.3％高锰酸钾溶液消毒12min，再用无菌水冲洗植物种子。

(2)将步骤(1)处理好的植物种子在盐胁迫下用所述瓜氨酸溶液浸泡5h，再将植物种子置于铺有滤纸的培养皿中，将培养皿置于30℃的恒温箱中培养。

(3)将所述瓜氨酸溶液施用于培养皿中，每隔24h更换一次，重复4次。

其中，所述应用方法是将瓜氨酸施用于受盐胁迫的植物种子，所述瓜氨酸的施用方法还包括瓜氨酸加表面活性剂施用于植物，为单独施用，或与肥料、微量元素、杀菌剂、杀虫剂或植物生长调节剂中的一种或几种混合施用。

实施例4

一、种子耐盐最佳浓度选择

1.1选取成熟饱满的西瓜种子，先用质量浓度为0.3％高锰酸钾溶液消毒12min，再用无菌水冲洗4次，然后用各种浓度处理溶液(NaCl浓度分别为0、100、110、120、130、140、150mmol/L)浸种5h，将种子摆放在铺有2层滤纸的培养皿中，每个摆放50粒种子，加入2mL的处理液，每个处理重复4次，置于30℃的恒温培养箱中暗培养，期间每24h更换一次相应的处理液，培养皿随机排列。

1.2指标测定

开始催芽后的第2d开始每天记录发芽数，记录8d，以胚根露出2mm作为种子萌发状态。计算发芽率，以对照组的发芽率计算相对发芽率，根据相对发芽率与盐浓度之间的关系计算回归方程，推算种子萌发的耐盐适宜值，临界值以及致死值。各处理如下表1所示：

NaCl浓度mmol/L相对发芽率％10085.111074.512072.313057.414053.215027.2

由上表可知，以浓度为横轴，相对发芽率为纵轴，由此得出线性回归方程为Y＝-1.0451X+192.34，R²＝0.92324。耐盐的临界值为：当Y＝50％，X＝136.2mmol/L，所以盐胁迫的NaCl浓度为136.2mmol/L。

二、不同浓度瓜氨酸在提高西瓜种子萌芽盐害中的应用

选取成熟饱满的西瓜种子，先用质量浓度为0.3％高锰酸钾溶液消毒12min，再用无菌水冲洗4次，然后分别用五种不同浓度瓜氨酸溶液、NaCl盐溶液浓度为136.2mmol/L和无菌水(CK)等8种溶液分别浸种5h，将种子摆放在铺有2层滤纸的培养皿中，每个摆放50粒种子，加入2mL的瓜氨酸溶液，每个处理重复4次，置于30℃的恒温培养箱中暗培养，期间每24h更换一次相应的瓜氨酸溶液，培养皿随机排列，每个处理作三组平行数据，选取平均数据。

统计种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，并采用TTC法测定根系活力。

其中：发芽率＝发芽种子数/供试种子数×100％；发芽势＝规定时间内发芽种子数/供试种子数×100％(以5d的发芽率为准)；发芽指数(GI)＝∑(Gt/Dt)；活力指数(VI)＝∑(Gt/Dt)×S＝GI×S；

Gt指t日的发芽数，Dt指相应的发芽日数，S为平均胚根长。以5d的发芽率为发芽势，催芽第8d时重复随机取10粒种子测定胚根长度。

1、按照上述步骤，瓜氨酸对提高西瓜种子在耐盐胁迫中的应用结果如下表2所示：

表2：瓜氨酸对提高西瓜种子在耐盐胁迫中的应用

由上表可知，不同浓度瓜氨酸处理对西瓜种子的盐害具有明显的缓解作用，与对照组CK相比，西瓜种子在瓜氨酸的作用下，其各项生长指标均有所提高，瓜氨酸匹配西瓜种子的生理特性，大大抑制了西瓜种子在生长的过程中对盐离子的吸收，使得瓜氨酸有效提高盐碱地下西瓜种子的生长及培育。

实施例5

设置对照组实验

对照组1

采用γ-氨基丁酸在耐盐胁迫中西瓜种子的应用，所述γ-氨基丁酸的施用浓度为1.5mmol/L，采用常规方法施用。

对照组2

采用硝酸钙在耐盐胁迫中西瓜种子的应用，所述施用方法与实施例1相同。

对照组3

采用甘氨酸在耐盐胁迫中西瓜种子的应用，所述施用方法与实施例1相同。

对照组4

采用丙氨酸在耐盐胁迫中西瓜种子的应用，所述施用方法采用常规方法。

统计实施例1～3和对照组1～4盐胁迫下种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，并采用TTC法测定根系活力，实验结果如下表3所示：

由上表可知，对照组1～4相对于NaCl溶液，西瓜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和根系活力在盐胁迫中的提高作用并不明显。本发明通过研究不同物质对西瓜种子在盐胁迫环境中作用，研究发现瓜氨酸在盐胁迫中对西瓜种子的生长具有提高作用。

综上所述，采用本发明所提供的一种以瓜氨酸在提高植物种子耐盐胁迫中的应用。将所述瓜氨酸施用于受盐胁迫的植物种子，能够提高盐胁迫下植物中的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根系活力、胚根长和下胚轴长，促进种子萌发，从而达到植物种子存活率高，产量和品质高的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。