一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法
阅读：429发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法，采用茉莉酸甲酯诱导油用牡丹产生抗旱性；包括以下步骤：1）10月份选择长势一致、无病虫害的一年生油用牡丹实生苗，进行栽培；2）室温大棚内培养至次年5月，期间进行正常 水 分管理；3）对油用牡丹进行喷施茉莉酸甲酯，每3 d喷施一次，共喷施2次，即得到具有抗旱性的油用牡丹。本发明采用茉莉酸甲酯诱导处理后， 叶片 中净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度、游离脯 氨 酸含量、可溶性糖含量均呈增加趋势，丙二 醛 含量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量呈下降趋势，显著提高了油用牡丹叶片的净光合速率，降低了干旱胁迫对牡丹造成的伤害，提高牡丹的抵御干旱胁迫的能 力 。，下面是一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法专利的具体信息内容。
一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及牡丹种植技术领域，更具体的说是涉及一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法。
背景技术
[0002] 牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)是芍药科芍药属多年生落叶小灌木，是我国的传统名花，素有“花中之王”之美称。河洛地区具有丰富的牡丹资源，是中国野生牡丹的原生地之一。近年来，牡丹相关产业发展迅猛，其深加工产品在观赏、油用、食用和药用等领域应用广泛。油用牡丹是牡丹种类中结籽率高、出油率高的‘凤丹’(Paeonia ostii)和‘紫斑’(Paeonia rockii)牡丹的统称，是我国特有的新兴木本油料作物。牡丹籽油为金黄色透明油状液体，富含亚麻酸等人体必需而自身又不能合成的不饱和脂肪酸(Kim et al.，2014；Mao et al.，2017)，不饱和脂肪酸含量高达92％，其中ɑ-亚麻酸占42％，是橄榄油的40倍。
牡丹籽油同时含有牡丹药用有效成分，具有降血糖、降血脂、降胆固醇等功效(Su et al.，
2016)。2011年牡丹籽油已被国家卫计委批准为新资源食品[2011年第9号]。油用牡丹在其适生地区，经常遭遇由水资源不足引起的干旱胁迫。应对全球气候干旱变化及水资源短缺的生态条件，实现新型油料作物油用牡丹抗旱栽培技术的提升，对实现农业可持续发展具有重要意义。
牡丹籽油同时含有牡丹药用有效成分，具有降血糖、降血脂、降胆固醇等功效(Su et al.，
2016)。2011年牡丹籽油已被国家卫计委批准为新资源食品[2011年第9号]。油用牡丹在其适生地区，经常遭遇由水资源不足引起的干旱胁迫。应对全球气候干旱变化及水资源短缺的生态条件，实现新型油料作物油用牡丹抗旱栽培技术的提升，对实现农业可持续发展具有重要意义。
[0003] 现有技术中公开了多种方法提高油用牡丹的抗旱性，如CN108849476A公开了提高油用牡丹抗旱性的育种方法，其将传统杂交方式与化学试剂处理方法相结合，减少假阳性抗旱种子的产生，减少后续杂交步骤的总样本量，减少工作量，提高了育种效率；专利CN106866241A公开了一种提高油用牡丹抗旱性的育种方法，其通过老化处理与抗旱剂相结合，有效地提高了种子的发芽率、提高种子抗旱性以及提高油用牡丹的亩产量。上述现有技术虽然达到了提高油用牡丹抗旱的目的，但是，都存在成本高、工艺复杂、用时较长的缺点。
[0004] 逆境胁迫下植物细胞膜质降解产生不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸经一系列生物氧化反应生成茉莉酸甲酯(MeJA)等不饱和脂肪酸的衍生物。MeJA是一种广泛存在于植物体内的植物激素，外源喷施MeJA能够激发防御植物基因的表达，诱导植物的化学防御反应。
[0005] 因此，将茉莉酸甲酯应用于提高油用牡丹抗旱性，对扩大油用牡丹适生面积，提高逆境条件下油用牡丹的产量具有重要意义。
发明内容
[0006] 有鉴于此，本发明的目的是针对上述油用牡丹在其生长过程中易受干旱胁迫危害，影响其正常生长导致产量降低的问题，提供了一种提高油用牡丹抗旱性的方法。
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种采用茉莉酸甲酯提高油用牡丹抗旱性的方法，采用茉莉酸甲酯诱导油用牡丹产生抗旱性；包括以下步骤：
[0009] 1)10月份选择长势一致、无病虫害的一年生油用牡丹实生苗，进行栽培；
[0010] 2)室温大棚内培养至次年5月，期间进行正常水分管理；
[0011] 3)对油用牡丹进行整珠喷施茉莉酸甲酯，达到叶片上下表面滴水为止，每3d喷施一次，共喷施2次，即得到具有抗旱性的油用牡丹。
[0012] 优选的，所述步骤3)中喷施的茉莉酸甲酯的浓度为50-200μg/mL。
[0013] 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：
[0014] 1、本发明提供了一种促进油用牡丹在干旱和复水条件下光合及生理特性的诱导方法，有效解决了干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’在干旱胁迫条件下生长不良的问题。
[0015] 2、本发明操作简单，在油用牡丹营养生长过程中，喷施适宜浓度的外源茉莉酸甲酯(MeJA)，提高油用牡丹叶片中净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(SS)含量均呈增加趋势，丙二醛(MDA)含量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量呈下降趋势，显著提高了油用牡丹叶片的净光合速率，降低干旱胁迫对‘凤丹’的伤害程度，提高‘凤丹’牡丹对干旱胁迫的抵御能力。附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017] 图1不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’脯氨酸含量的影响；
[0018] 图2不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’可溶性糖含量的影响；
[0019] 图3不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’MDA含量的影响；
[0020] 图4不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’光合色素含量的影响，其中，a为叶绿素a含量的变化；b为叶绿素b含量的变化；c为类胡萝卜素含量的变化；
[0021] 图5不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’净光合速率的影响；
[0022] 图6不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’蒸腾速率的影响；
[0023] 图7不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’气孔导度的影响；
[0024] 图8不同浓度茉莉酸甲酯对干旱胁迫下油用牡丹‘凤丹’胞间CO2浓度的影响。
具体实施方式
[0025] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 实施例1
[0027] 步骤一：选择长势一致、无病虫害的3年生油用牡丹‘凤丹’植株栽种于直径20cm底部有孔的塑料花盆中，基质为河南科技大学农场原土，每盆栽种1株。
[0029] 步骤三：采用整株喷施法，使用50μmol/L茉莉酸甲酯进行诱导处理，以叶片上下表面滴水为宜，每个处理设置5个重复。
[0030] 步骤四：茉莉酸甲酯处理3d后，进行逐渐干旱胁迫处理，期间每天进行表型特征变化的观测分析，根据‘凤丹’牡丹表型特征的变化，判断植株的萎蔫程度，确定其干旱胁迫的程度。
[0032] 实施例2
[0033] 步骤一：选择长势一致、无病虫害的3年生油用牡丹‘凤丹’植株栽种于直径20cm底部有孔的塑料花盆中，基质为河南科技大学农场原土，每盆栽种1株。
[0034] 步骤二：栽后移至温室大棚内养护，进行正常水分管理，防止水分亏缺，同时预防病虫害的发生。
[0035] 步骤三：采用整株喷施法，使用100μmol/L茉莉酸甲酯进行诱导处理，以叶片上下表面滴水为宜，每个处理设置5个重复。
[0036] 步骤四：茉莉酸甲酯处理3d后，进行逐渐干旱胁迫处理，期间每天进行表型特征变化的观测分析，根据‘凤丹’牡丹表型特征的变化，判断植株的萎蔫程度，确定其干旱胁迫的程度。
[0037] 步骤五：分别于中度干旱、重度干旱及复水处理下，测定油用牡丹‘凤丹’光合特性的变化，同时取其叶片，液氮速冻后-80℃保存，用于生理指标的测定。
[0038] 实施例3
[0039] 步骤一：选择长势一致、无病虫害的3年生油用牡丹‘凤丹’植株栽种于直径20cm底部有孔的塑料花盆中，基质为河南科技大学农场原土，每盆栽种1株。
[0040] 步骤二：栽后移至温室大棚内养护，进行正常水分管理，防止水分亏缺，同时预防病虫害的发生。
[0041] 步骤三：采用整株喷施法，使用200μmol/L茉莉酸甲酯进行诱导处理，以叶片上下表面滴水为宜，每个处理设置5个重复。
[0042] 步骤四：茉莉酸甲酯处理3d后，进行逐渐干旱胁迫处理，期间每天进行表型特征变化的观测分析，根据‘凤丹’牡丹表型特征的变化，判断植株的萎蔫程度，确定其干旱胁迫的程度。
[0043] 步骤五：分别于中度干旱、重度干旱及复水处理下，测定油用牡丹‘凤丹’光合特性的变化，同时取其叶片，液氮速冻后-80℃保存，用于生理指标的测定。
[0044] 实施例4
[0045] 步骤一：选择长势一致、无病虫害的3年生油用牡丹‘凤丹’植株栽种于直径20cm底部有孔的塑料花盆中，基质为河南科技大学农场原土，每盆栽种1株。
[0046] 步骤二：栽后移至温室大棚内养护，进行正常水分管理，防止水分亏缺，同时预防病虫害的发生。
[0047] 步骤三：采用整株喷施法，使用400μmol/L茉莉酸甲酯进行诱导处理，以叶片上下表面滴水为宜，每个处理设置5个重复。
[0048] 步骤四：茉莉酸甲酯处理3d后，进行逐渐干旱胁迫处理，期间每天进行表型特征变化的观测分析，根据‘凤丹’牡丹表型特征的变化，判断植株的萎蔫程度，确定其干旱胁迫的程度。
[0049] 步骤五：分别于中度干旱、重度干旱及复水处理下，测定油用牡丹‘凤丹’光合特性的变化，同时取其叶片，液氮速冻后-80℃保存，用于生理指标的测定。
[0050] 相关实验：
[0051] 试验设置绝对对照、相对对照和处理组，绝对对照为在自然状态下生长的‘凤丹’牡丹，相对对照组为正常供水下，喷施不同浓度茉莉酸甲酯的‘凤丹’牡丹，处理组为喷施外源茉莉酸甲酯后，进行逐渐干旱胁迫的‘凤丹’牡丹，根据植株的表型变化将逐渐干旱胁迫程度分为中度、重度和复水处理。分别在油用牡丹‘凤丹’不同干旱胁迫程度下进行光合特性的测定，同时取其叶片用于生理指标的测定。测定指标包括：脯氨酸、MDA、可溶性糖、光合色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)、光合特性(净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率)。所有指标均设置5次重复，随机取样，试验数据均用Excle及SPSS19.0软件进行统计分析，并用Origin8.0软件进行绘图。
[0052] 如图1所示，随着胁迫程度增加，脯氨酸含量呈迅速升高的趋势，重度干旱下，对照组脯氨酸含量达到最高。施加外源MeJA后，脯氨酸含量呈现不同程度的升高，不同浓度MeJA诱导处理对油用牡丹‘凤丹’的生长影响不一致，其中，100μmol/L MeJA处理显著增加了‘凤丹’植株的脯氨酸含量，说明外源MeJA诱导处理可抑制细胞脱水，提高‘凤丹’牡丹的抗旱性。
[0053] 如图2所示，中度干旱胁迫处理条件下，可溶性糖含量迅速增加，干旱胁迫增加了油用牡丹‘凤丹’植株中渗透调节物质的含量，从而增强了‘凤丹’牡丹叶片的保水能力。干旱胁迫处理下，MeJA浓度100μmol/L时，可溶性糖含量呈先下降后上升的趋势。不同干旱胁迫程度处理下，油用牡丹‘凤丹’叶片中可溶性糖含量均低于同期对照的可溶性糖含量，复水后可溶性糖含量上升，与对照持平。外源MeJA处理可诱导‘凤丹’牡丹叶片内渗透调节物质可溶性糖的产生，从而提高其抗旱性。
[0054] 如图3所示，正常水分管理条件下，外源MeJA诱导处理后，油用牡丹‘凤丹’叶片中，丙二醛MDA含量无明显变化，差异不显著。而逐渐干旱胁迫处理下，MDA含量显著积累，膜脂过氧化程度加强。施加外源MeJA后，油用牡丹‘凤丹’在逐渐干旱胁迫处理下，其叶片中MDA的含量均显著下降，外源MeJA浓度为100μmol/L时，叶片中MDA含量最低，与对照相比分别下降了96.2％、68.7％；复水处理后，干旱胁迫各处理叶片中MDA含量均有所下降，有效缓解了MDA含量的积累。
[0055] 如图4所示，不同干旱胁迫程度下，随着MeJA浓度的升高，油用牡丹‘凤丹’叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均呈先下降后上升趋势。不同MeJA浓度诱导处理后，叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均低于同期对照。不同干旱胁迫程度处理下，叶绿素a含量较正常供水的CK组有所上升，分别增加了4.2％、46.3％；叶绿素b含量增加了8.2％、58.7％；类胡萝卜素含量增加了11.8％、43.8％。外源茉莉酸甲酯诱导处理后，在不同干旱胁迫程度处理下，叶绿素a、b、类胡萝卜素含量均有所下降，MeJA浓度为100μmol/L时，分别较CK组显著下降21.9％、20.9％、37.3％、27.8％；叶绿素b含量显著下降31.5％、11.0％、41.3％、
52.1％；类胡萝卜素含量显著下降19.0％、-1.2％、32.7％、14.5％。因此，外源施加100μmol/L的MeJA，可以增强油用牡丹‘凤丹’在干旱胁迫下的光合能力。
52.1％；类胡萝卜素含量显著下降19.0％、-1.2％、32.7％、14.5％。因此，外源施加100μmol/L的MeJA，可以增强油用牡丹‘凤丹’在干旱胁迫下的光合能力。
[0056] 如图5所示，正常供水时，植株光合能力较强，有较高的净光合速率；干旱胁迫及复水时，净光合速率处于较低水平，外源MeJA处理对‘凤丹’叶片产生显著的促进作用，不同浓度处理下净光合速率与对照相比均有所提高；不同程度干旱胁迫下，在MeJA为100μmol/L时，净光合速率较对照升高19.7％、11.8％；复水后，不同浓度MeJA处理，净光合速率均有不同程度提高。外源MeJA处理可有效提高植物的净光合速率，增强植物的光合作用强度，但是复水后，并不能使其恢复到正常CK组水平。
[0057] 如图6所示，干旱胁迫条件下，‘凤丹’叶片蒸腾速率随着MeJA浓度的增加呈现先升高后降低的趋势；干旱胁迫初期蒸腾速率快速大幅降低，MeJA处理后，蒸腾速率均有不同程度上升，各浓度处理效果不一；不同程度干旱胁迫及复水处理下，经100μmol/L MeJA处理‘凤丹’叶片的蒸腾速率，与相应的CK组相比，分别增加了16.7％、28.9％、214.0％。
[0058] 如图7所示，外源MeJA处理显著增大了‘凤丹’叶片的气孔导度，与其蒸腾速率、净光合速率变化趋势一致。在重度干旱胁迫及复水处理下，100μmol/L处理的‘凤丹’叶片气孔导度分别比对照增加了60.0％和350.0％，达到极显著水平(P<0.05)。400μmol/L外源MeJA处理后，较CK分别增加了44.0％、250.0％。高浓度MeJA处理对气孔导度的增大效果不如低浓度显著。
[0059] 如图8所示，不同浓度外源MeJA处理使不同处理下的‘凤丹’叶片胞间CO2浓度在不同程度上均有所升高，但差异不显著。复水后，100μmol/L外源MeJA处理下的效果最显著，与相应的CK相比增加了72.1％。不同的干旱胁迫处理条件下，‘凤丹’叶片的胞间CO2浓度维持较高水平。因此，‘凤丹’牡丹植株净光合速率与胞间CO2浓度的升高呈负相关关系。
[0060] 综上所述，外源MeJA处理可以增强植株对干旱胁迫的抵御能力，其中以100μmol/L的MeJA处理效果最佳。
[0061] 本发明在油用牡丹‘凤丹’的营养生长阶段，采用外源MeJA诱导处理‘凤丹’后，叶片中净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(SS)含量均呈增加趋势，丙二醛(MDA)含量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量呈下降趋势。外源MeJA诱导处理显著提高了油用牡丹‘凤丹’叶片的净光合速率，降低了干旱胁迫对‘凤丹’牡丹造成的伤害，提高‘凤丹’牡丹的抵御干旱胁迫的能力。
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