一种缓解葡萄苗木干旱胁迫的方法

摘要

本发明公开了一种缓解葡萄苗木干旱胁迫的方法，该方法具体包括以下步骤：对葡萄扦插苗喷施并浇灌浓度为50mg·L‑1的5‑氨基乙酰丙酸（ALA），浇灌量为50ml/株，连续浇灌3天。本发明可以显著提高干旱胁迫下阳光玫瑰嫁接苗的抗干旱能力，有效减少丙二醛对细胞膜的伤害，显著提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，使植物更好地适应干旱环境，增强植株的抗旱性。

说明书

技术领域

本发明葡萄栽培技术领域，具体涉及一种缓解葡萄干旱胁迫的方法。

背景技术

葡萄为葡萄科葡萄属木质藤本植物，小枝圆柱形，有纵棱纹，无毛或被稀疏柔毛，叶卵圆形，圆锥花序密集或疏散，基部分枝较发达，果实一般为球形或椭圆形，栽培品种多为两性花，花期5～6月，果期8～9月。目前我国已成为世界葡萄栽培第五大国，我国鲜食葡萄产量位居世界首位。尽管葡萄是一个比较耐旱的果树树种，但夏季频发的干旱高温也常威胁到葡萄的正常生长，而我国葡萄主产区以干旱半干旱气候为主，大陆性季风气候不但导致常年冬春干旱，夏季高温干旱或秋旱也时常发生，特别是干旱的西北地区，葡萄抗旱节水栽培成为主要考虑的因素之一。

干旱条件下，植物会在形态特征、生理代谢等方面发生改变以适应或抵御环境胁迫。相关研究发现，植株接受水分胁迫信号后，通过体内激素调控影响渗透调节物质含量而提高渗透调节能力，保持正常生长的相对含水量和自由水与束缚水比值，增加膜保护物质含量及膜保护酶活性，从而保证植株正常生长和同化力的形成。植物在缺水条件下，植物细胞壁延展性降低，细胞伸长生长受到抑制，从而遏制作物的生长发育。有研究表明在持续干旱胁迫下，植株出现萎蔫，从下到上逐渐发黄；在细胞水平上，逆境会造成植物体内细胞色素遭到破坏，使得叶绿素降解，细胞膜脂过氧化，造成细胞膜结构分离，有研究表明葡萄幼苗叶片的叶绿素含量随水分胁迫程度的增加呈下降趋势，MDA含量不断上升。在生理代谢水平上，植物为抵抗逆境会有一种适应性防御反应，合成积累大量渗透调节物质，并启动保护酶系，维持体内代谢的动态平衡。葡萄在水分胁迫下，叶片相对含水量和叶绿素含量降低。因此，为提高葡萄种植品质和产量，通过研究干旱胁迫下葡萄的生理变化特征，亟需研究一种可缓解葡萄干旱胁迫的新方法。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种缓解葡萄干旱胁迫的方法，以解决葡萄受干旱胁迫使得葡萄品质和产量降低的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种缓解葡萄干旱胁迫的方法，在葡萄植株受到干旱胁迫前或当葡萄植株受到干旱胁迫时，对葡萄植株喷施或浇灌或者喷施和浇灌5-氨基乙酰丙酸溶液。

5-氨基乙酰丙酸（ALA）是四氢吡咯（四氢吡咯是构成血红素、细胞色素、维生素B12的物质）的前缀化合物，是生物体合成叶绿素、血红素、维生素B12等必不可少的物质。ALA作为一种环境相容性及选择性很高的新型光活化农药，在农业领域应用非常广泛。ALA是植物体内天然存在的具有生理活性的物质，对人畜无毒，且在环境中易降解、无残留，具有广阔的研究前景。

其中，所述5-氨基乙酰丙酸溶液中5-氨基乙酰丙酸的浓度为50mg/L，浇灌量为50ml/株，若植株较大，则适当增加溶液用量，已喷满叶片为标准，每天浇灌1次，连续3天，共3次。利用5-氨基乙酰丙酸处理时，首次处理时间于葡萄扦插苗生长土壤含水量在12%时开始进行，每次5-氨基乙酰丙酸处理时，于当天上午进行。

作为优选，对处于干旱胁迫生长环境下的葡萄扦插苗叶片喷施5-氨基乙酰丙酸溶液，喷施后叶面均匀布满雾状水滴，灌根应浸润扦插苗根部。

其中，所述干旱胁迫是指葡萄种植土壤的含水量为6%～9%。

其中，所述葡萄株的种植环境条件为：相对湿度为85％左右，温度为昼25℃、夜15℃。

作为优选，所述葡萄植株为葡萄扦插苗，所述葡萄扦插苗的品种为‘阳光玫瑰’。

其中，所述葡萄扦插苗的种植土壤为有机质、蛭石和珍珠岩混合配成。

本发明的具体方法如下：

在第0天给每盆水浇透水，然后对地下部采用干旱处理，一组每隔一天叶片喷施50mg/L ALA溶液一次，一组不喷施，待植株出现干旱症状，前一组继续喷施和灌根ALA持续3天，另一组喷施等量蒸馏水。在第0天给每盆浇透水，然后对地下部采用自然干旱处理（停止浇水），一组每3天叶片喷施50mg·L

有益效果：

本发明是对处于干旱胁迫生长环境下的葡萄扦插苗（葡萄叶片和根）喷施和浇灌ALA溶液；并设计了ALA溶液的不同处理时间，记录了叶片形态特征和MDA及相关酶活性等数据，为葡萄栽培种植，提质增效提供科学依据。通过对不同品种葡萄扦插苗进行大量的实验，本发明的发明人发现，ALA对于葡萄的干旱胁迫有着较好的缓解作用。

附图说明

图1干旱处理及喷施ALA后的葡萄叶片状态。

图2 干旱组和ALA处理组MDA含量变化。

图3 干旱组和ALA处理组SOD活性变化。

图4 干旱组和ALA处理组POD活性变化。

图5 干旱组和ALA处理组CAT活性变化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本实验于2020年6月～7月于南京农业大学白马试验基地玻璃温室内进行；供试材料为‘阳光玫瑰’葡萄品种幼苗。2020年5月5日，选取生长良好的‘阳光玫瑰’扦插苗扦插至盆栽中，每盆栽插10株，土壤为有机质、蛭石和珍珠岩混合配成。在温室内生长30天后，选用长势一致，生长到20片叶左右的‘阳光玫瑰’扦插苗作为试验材料。

日光温室环境条件设置为相对湿度为85％左右，温度为昼25℃/夜15℃。在6月5日（第0天）给每盆水浇透水，设置对照组与处理组。对照组进行正常的浇水等栽培处理，使植株保持正常健康生长。处理组为对地下部采用自然干旱处理（停止浇水），一组每3天对叶片喷施50mg·L

试验方法：

生理指标测定

超氧化物歧化酶 (Superoxide dismatase, SOD) 的测定：SOD是一种清除植物超氧阴离子自由基的酶，通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，减少超氧阴离子自由基对植物体的毒害。取0.2g葡萄叶片加入2ml磷酸提取液，冰上研磨，4℃ 8000rpm/min离心20min，上清为酶粗提取液。按顺序加入反应液：2.2ml 50mmol/L磷酸缓冲液+0.2ml195mmol/L甲硫酸铵+0.1ml酶提取液+0.2ml 1.25mmol/L氮蓝四唑+0.2ml核黄素。缓冲液作为对照组。在4000fux下光照至液体呈现蓝色，避光，测定OD560。

过氧化物酶 (Peroxidases, POD) 的测定：POD是一类含血红素的氧化酶，其生物学功能是携带电子到分子供体，催化还原H2O2以调节生物体内活性氧的平衡。取1g叶片于0.1mmol/L磷酸缓冲液中研磨至匀浆，离心15min后取上清液，加入3.8ml 0.3%愈创木酚反应液，100μl酶提取液，摇匀后测定OD450。

过氧化氢酶 (Catalase, CAT) 的测定：其主要功能是清除植物代谢过程产生的过氧化氢，对植物细胞起到保护作用。在0.1ml酶提取液中依次加入1.9ml 50mmol/L磷酸缓冲液+1ml 10% H

丙二醛(MDA)含量的测定：MDA反映了植物细胞膜过氧化的程度以及对于逆境条件的抗性强弱。称取叶片1g，加入2ml 10%三氯乙酸(TCA)和少量石英砂，研磨至匀浆，再加8mlTCA进一步研磨，匀浆在4000 r/min离心10分钟，上清液为样品提取液。吸取离心的上清液2ml(对照加2ml蒸馏水)，加入2ml 0.6%硫代巴比妥酸溶液，混匀物于沸水浴上反应15min，迅速冷却后再离心。取上清液测定532、600和450nm波长下的吸光度。

上述指标均重复测定3次，使用平均值作为各处理的实测值。

数据处理

采用Excel 2019计算试验数据，SPSS20.0进行统计分析，利用Excel 2019软件作图。

结果与分析：

（1）外源ALA对干旱胁迫下阳光玫瑰扦插苗叶片生长状态的影响：在试验过程中，持续观察并记录植株叶片生长状态。由图1可知，干旱胁迫下，有无外源ALA的施用明显影响着葡萄扦插苗的形态特征和生长状态。6月22日，干旱组少量叶片边缘发黄，现象不明显。6月26日，干旱组部分叶片稍有萎蔫，叶片整体轻微发黄。6月30日，干旱组叶片开始出现枯萎，叶片整体发黄，部分叶片变褐。随着干旱程度的加剧，7月6日，干旱组叶片枯萎加剧，叶片水分亏缺严重，大部分叶片两面均转为褐色。而干旱+ALA组在整个试验周期内，仅出现少量叶片边缘逐渐萎蔫、发黄的情况，并无整体枯萎现象的发生。由此说明，外源ALA能使植株保持良好的生长状态，有效提高了葡萄扦插苗的抗旱能力。

（2）外源ALA对干旱胁迫下阳光玫瑰扦插苗丙二醛（MDA）含量的影响：丙二醛作为膜脂过氧化的指标，通常用来反映植物细胞膜过氧化的程度以及对于逆境条件的抗性强弱。由图2可以看出，干旱胁迫下MDA含量呈现逐渐升高的趋势，前期上升速度较快，后期放缓，在7月6日达到最大值；干旱+ALA组的叶片，MDA含量同样上升，但上升幅度和速度均显著低于干旱组，MDA含量在6月24日最高，之后逐渐降低。因此，使用50mg·L

（3）外源ALA对干旱胁迫下阳光玫瑰扦插苗SOD活性的影响：

SOD催化超氧阴离子自由基(O

（4）外源ALA对干旱胁迫下阳光玫瑰扦插苗POD活性的影响：POD通过催化还原H2O2以调节植物体内活性氧的平衡，其活性与抗逆能力正相关。通过图4可以看出，两个处理组中葡萄叶片的POD活性变化趋势较类似，干旱处理的葡萄叶片POD活性在6月24日前保持上升，之后逐渐降低，而干旱+ALA组叶片活性6月22日前逐渐上升达到高峰后，之后缓慢下降保持相对稳定，在试验末期7月6日，干旱组POD活性较ALA处理组相比低68.6%，差异达到显著水平（P ≤ 0.05）。说明喷施及灌根ALA可维持叶片POD活性，利于葡萄扦插苗抵御干旱环境胁迫。

（5）外源ALA对干旱胁迫下阳光玫瑰扦插苗CAT活性的影响：作为葡萄抗氧化防御系统主要保护酶之一，CAT在植物细胞响应逆境胁迫等方面发挥着关键作用。由图5可知，干旱胁迫造成CAT活性先上升后下降，随着干旱胁迫的持续，外源ALA的施用使CAT活性维持在一个相对稳定的水平，且都明显高于干旱组，两组差异达到显著水平（P ≤ 0.05）。说明ALA能够维持葡萄叶片响应干旱胁迫的能力，缓解干旱胁迫对植株的伤害，增强葡萄扦插苗的抗旱性。

本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。

以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。