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一种广谱的植物抗旱剂及其在作物抗旱中的应用

阅读:784发布:2021-01-30

专利汇可以提供一种广谱的植物抗旱剂及其在作物抗旱中的应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种广谱的 植物 抗旱剂,其活性成份为褐藻胶寡糖或褐藻胶寡糖衍 生物 。褐藻胶寡糖及其衍生物类抗旱剂利用本抗旱剂,在干旱发生时,可提高植物抗旱能 力 ,抗旱效果达到50%-90%,表现在提高上述植物存活率50%-90%、提高植物中 水 含量60%-80%,增加植株抗旱相关的各种酶类和次生 代谢物 物的合成75%-90%。除此之外,该寡糖还能诱导抗旱相关基因的表达。以褐藻胶寡糖及其衍生物为主要成分的药剂具有安全无毒,成本低廉、使用量小、环境友好等优点。本发明通过产用此植物抗旱剂对作物进行喷施、浸种、沾根和灌根等处理,可显著提高作物的抗旱能力,对增加作物产量和提高品质有显著作用。,下面是一种广谱的植物抗旱剂及其在作物抗旱中的应用专利的具体信息内容。

1.一种广谱的植物抗旱剂,其特征在于:所述抗旱剂的活性成份为褐藻胶寡糖或褐藻胶寡糖衍生物
2.根据权利要求1所述植物抗旱剂,其特征在于:所述活性组分加入溶剂、分散剂和助剂中的一种或二种以上中,配成剂、乳油、可溶性液剂、水乳剂、微乳剂、悬浮剂中的一种,植物抗旱剂中活性成份的含量为:1%-90%。
3.根据权利要求1所述植物抗旱剂,其特征在于:
所述褐藻胶寡糖为α-L-甘露糖酸与β-D-古罗糖醛酸依靠1,4-糖苷键连接形成的寡聚物,
所述褐藻胶寡糖衍生物为α-L-甘露糖醛酸钠与β-D-古罗糖醛酸钠依靠1,4-糖苷键连接形成的寡聚物。
4.根据权利要求1或3所述植物抗旱剂,其特征在于:
所用褐藻胶裂解酶具有较高的酶活稳定性,褐藻胶寡糖降解过程为:配制1%-5%质量浓度的褐藻胶多糖溶液;紫色链霉菌发酵液离心除去菌体,得到紫色链霉菌发酵粗酶液,将褐藻胶多糖与等体积粗酶液混合,45℃-55℃下持续搅拌,降解8h-10h;将降解后的酶解液加入乙醇,调乙醇终质量浓度为70%-85%,静置12h-24h,8000-10000转/分离心除去未反应的聚糖和杂质,得到上清为褐藻胶寡糖混合液,旋转蒸发浓缩除去乙醇,浓缩后的糖液冷冻真空干燥,得褐藻胶寡糖粉末,且聚合度在2-10;
所用褐藻胶裂解酶具有较高的酶活力和稳定性,褐藻胶寡糖衍生物降解过程为:配制
1%-5%质量浓度的褐藻胶多糖衍生物溶液;紫色链霉菌发酵液离心除去菌体,得到紫色链霉菌发酵粗酶液,将褐藻胶多糖衍生物溶液与等体积粗酶液混合,45℃-55℃下持续搅拌,降解8h-10h;将降解后的酶解液加入乙醇,调乙醇终质量浓度为70%-85%,静置12h-24h,
8000-10000转/分离心除去未反应的聚糖和杂质,得到上清为褐藻胶寡糖衍生物混合液,旋转蒸发浓缩除去乙醇,浓缩后的糖液冷冻真空干燥,得褐藻胶寡糖衍生物粉末,且聚合度在2-10;
紫色链霉菌经过发酵产褐藻胶裂解酶后得到粗酶液过程为:取菌种紫色链霉一环加入50mL-150mL液体培养基中,28℃-35℃摇床培养5-8天,摇床转速为150-200转/分;离心除去菌体后,得发酵粗酶液;液体培养基组成:质量分数分别为0.05%-0.5%的蛋白胨和
0.05%-0.5%酵母粉为氮源,0.5%-2%褐藻胶,0.1%-1%的KH2PO4,0.01%-0.1%的MgSO4·7H2O,余量为水。
5.根据权利要求2所述的植物抗旱剂,其特征在于:
所述溶剂包括但不局限于:水、乙醇、丙、二甲苯、甲苯、氯苯、环己烷、甲醇、二甲基甲酰胺、吡咯烷酮、环己酮、丁醇、戊醇、醚类、酯类、二甲基亚砜、月桂醇、二氯甲烷、石油馏出物的一种或二种以上混合物,溶剂质量比例为10-99%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-90%;
所述助剂有非离子型和离子型,包括但不局限于:脂肪醇聚乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、烷基芳基聚二醇醚、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、脂肪酸聚二乙醇、十二烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚甲醛缩合物等的一种或二种以上混合物,助剂质量比例为10-99%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-90%;
所述分散剂包括木质素磺酸盐、甲基纤维素、烷基磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚等的一种或二种以上混合物,质量比例为0.05-50%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-10%,余量为水。
6.根据权利要求1所述的植物抗旱剂,其特征在于:所述植物抗旱剂可以加入硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、硫酸、硝酸铜、氯化铜、磷酸铜、硝酸锰、硫酸锰、氯化锰、磷酸锰、硫酸、硝酸钾、磷酸钾、硫酸二氢钾、磷酸氢二钾氯化钾硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、硫酸亚、硫酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、氯化亚铁、氯化铁、磷酸亚铁和磷酸铁的一种或二种以上混合物,质量比例为0.005-20%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为1%-10%,余量为水。
7.一种权利要求1所述植物抗旱剂的应用,其特征在于:
该植物抗旱剂可用于粮食作物、经济作物、蔬菜、果树、经济林木、中药材、花卉或草坪的抗旱;
在干旱发生时,可以提高植物的抗旱能力,抗旱效果达到50%-90%,表现在提高上述植物存活率50%-90%、提高植物中水含量60%-80%,增加植株抗旱相关的各种酶类和次生代谢物物的合成75%-90%,还能诱导抗旱相关基因的表达。
8.按照权利要求7所述的应用,其特征在于:
其使用时,采用质量浓度为0.001%-10%活性组分溶液,喷施、浸处理植物幼苗或成株;
其使用时,采用质量浓度为0.001%-10%活性组分溶液,浸种处理植物种子
其使用时,采用质量浓度为0.001%-10%活性组分溶液,沾根或灌根处理植物幼苗或成株;
播种期、幼苗期、和成株期使用,每次每亩的使用量0.0003g-15g,使用1-15次。
9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:
所述经济作物包括烟草花、油茶、油菜、甜菜、甘蔗、大豆、茶树、花生中的一种或者二种以上;
所述粮食作物包括小麦、水稻、玉米、高粱中的一种或者二种以上;
所述蔬菜包括白菜、苦瓜、丝瓜、芹菜、茄子、西红柿、冬瓜、菠菜、大蒜、葱、辣椒、黄瓜、菠菜、大头菜、铃薯、番薯、萝卜、胡萝卜、豌豆、菜豆、四季豆、毛豆中的一种或者二种以上;
所述水果包括芒果、西瓜、苹果、梨、香蕉、木瓜、柑橘、橙子、葡萄、樱桃、荔枝、桃、李、杏、草莓、菠萝、蓝莓、猕猴桃、栆、柿子、哈密瓜等,三叶、多变小冠花等、匍匐马金、沿阶草、百里香、匍匐委陵菜中的一种或者二种以上;
所述经济林木包括:橡胶、椰子、核桃、板栗、榛子中的一种或者二种以上;
所述花卉包括下述中的一种或者二种以上:一、二年生草本花卉:石竹、万寿菊、金盏菊、旱金莲、三色堇、凤仙花、紫茉莉、虞美人、花菱草、一串红、紫罗兰、牵花、含羞草、鸡冠花、千日红、夜落金钱、天蓝绣球、四季报春;多年生草本花卉:文竹、凤仙、吊兰、君子兰、香子兰、紫罗兰、鹤望兰、文殊兰、朱顶红、万年青、天冬、马蹄莲、百子莲、西番莲、仙客来、大岩桐、非洲菊、太阳花、秋海棠、垂花凤梨;落叶宿根和球根类草花:百合、萱草、牡丹、菊花、芍药、鸢尾、水仙、蜀葵、大丽花、唐菖蒲、小苍兰、晚香玉、郁金香、信子、美人蕉;水生花卉:荷花、睡莲、凤眼莲、石菖蒲;蕨类花卉:肾蕨、铁线蕨、鹿蕨;兰科花卉:春兰、蕙兰、建兰、墨兰、台兰、寒兰、石斛、兔兰、卡特兰、香港兜兰;常绿灌木类:米兰、栀子、含笑、茉莉、扶桑、探春、棕竹、一品红、五色梅、夜丁香、六月、迎春花、素馨花、夹竹桃、南天竹、杜鹃花、大叶黄杨;落叶灌木类:月季、蔷薇、玫瑰、腊梅、石榴、迎春、木槿、地棠、黄刺玫、珍珠梅、榆叶梅、紫丁香、木芙蓉、无花果、贴梗海棠、木本象牙红;常绿乔木类:苏铁、山棕、蒲葵、榕树、冬青、桂花、、山茶、佛手、香圆、金橘、翠柏、龙柏、橡皮树、广玉兰、五针松、金钱松、罗汉松、雪松、白兰花;落叶乔木类:桃花、梅花、樱花、玉兰、紫荆、海棠花、垂丝海棠;常绿藤本类:龙吐珠、龟背竹、叶子花、常春藤、万字茉莉、非洲凌宵;落叶藤本类:凌宵、藤本、木香、金花、爬山虎;仙人掌与多肉植物:昙花、芦荟、景天、蟹爪兰、龙舌兰、虎皮兰、虎刺梅、霸王鞭、仙人球类、令箭荷花、落地生根、木叶仙人掌;
所述中药材包括下述中的一种或者二种以上:人参、三七、大黄、川芎、天麻、木耳、木香、麦冬、柴胡、党参、黄芪、黄连、槟榔、薄荷、马钱子、五味子、五倍子、牛蒡子、冬虫草、肉豆蔻、安息香、延胡索、两面针、何首乌、板蓝根、刺五加、罗汉果、十大功劳;
所述草坪草的种类包括下述中的一种或者二种以上:细弱剪股颖、绒毛剪股颖、匍匐剪股颖、小糠草,韧叶紫羊茅、匍匐紫羊茅、羊茅、细叶茅和高羊茅等,草地早熟禾、普通早熟禾、林地早熟禾和早熟禾,多年生黑麦草、洋狗尾草、梯牧草、结缕草、大穗结缕草、中华结缕草、马尼拉结缕草、细叶结缕草、白颖苔草、细叶苔、异穗苔和卵穗苔草等;白三叶、红三叶、多变小冠花等、匍匐马蹄金、沿阶草、百里香、匍匐委陵菜。

说明书全文

一种广谱的植物抗旱剂及其在作物抗旱中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及到植物的干旱逆境抵御,具体地说是一种以褐藻胶寡糖或褐藻胶寡糖衍生物为主要活性物质在植物抗旱剂及应用。

背景技术

[0002] 干旱等逆境胁迫对农作物生长有极大的危害,我国每年因为植物逆境造成的损失以百亿元计,目前通常通过改进田间管理技术或使用化学农用制剂来应对这些逆境胁迫。但化学农用制剂的过度使用,逐渐暴露出利用率低、环境污染、食品安全等问题,对农业生产及生态环境造成了极大的负面影响,引起世界范围的广泛关注。尤其是近年来,我国食品安全领域事故频发,很大一部分都源于化学药剂的滥用与残留,因此,寻找新型绿色植物抗逆剂是眼下的当务之急。
[0003] 褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides)是褐藻胶经解而得到的聚合度较小且水溶性好的低分子量片段。由于褐藻胶寡糖具有多种生理活性,可广泛应用在食品、医药、农业及化妆品等领域中,因此具有巨大的应用和开发价值。褐藻胶寡糖的制备方法主要有化学水解法以及褐藻胶裂解酶水解法。由于褐藻胶裂解酶水解法具有底物专一性好、反应条件温和等优点,近年来备受关注。褐藻胶裂解酶在自然界中来源广泛。目前,已报道有多种微生物具有褐藻胶裂解酶的活性,如交替单胞菌(Alteromonas sp.),假交替单胞菌(Pseudoalteromonas),海洋弧菌(Vibrio sp.)等。然而,这些微生物中有许多为致病菌,如海洋弧菌可感染哺乳动物引起败血症,因而限制了这一类微生物的应用。紫色链霉菌(Streptomyces violaceoruber)是从土壤中分离得到的具有褐藻胶裂解酶活性且无致病性的链霉菌属微生物。该菌产生的褐藻胶裂解酶活性较高且可分泌到胞外。本发明以褐藻胶多糖为原料,制备出主要聚合度2-6的褐藻胶寡糖,植物实验证实其具有良好的抗旱功效,可用于制备农用生物抗旱剂。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种以褐藻胶寡糖及其衍生物为主要活性成分的植物抗旱剂。
[0005] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0006] 一种广谱的植物抗旱剂,所述抗旱剂的主要活性成份为褐藻胶寡糖或褐藻胶寡糖衍生物,其余成分为溶剂、助剂或载体。该植物抗旱剂可用于粮食作物、经济作物、蔬菜、果树、经济林木、中药材、花卉及草坪等。在干旱发生时,可以提高植物的抗旱能,抗旱效果达到50%-90%,表现在提高上述植物存活率50%-90%、提高植物中水含量60%-80%,增加植株抗旱相关的各种酶类和次生代谢物物的合成75%-90%,还能诱导抗旱相关基因的表达。
[0007] 所述褐藻胶糖为α-L-甘露糖酸(mannuronic acid,M)与β-D-古罗糖醛酸(guluronic acid,G)依靠1,4-糖苷键连接形成的寡聚物,所述使用质量浓度为
0.001%-10%活性组分溶液,喷施、浸种、沾根和灌根等处理植物种子幼苗或成株。在播种期、幼苗期、和成株期使用,每次每亩的使用量0.0003g-15g,使用1-15次。
[0008] 所述褐藻胶糖为α-L-甘露糖醛酸(mannuronic acid,M)与β-D-古罗糖醛酸(guluronic acid,G)依靠1,4-糖苷键连接形成的寡聚物,所述使用质量浓度为
0.001%-10%活性组分溶液,喷施、浸种、沾根和灌根等处理植物种子、幼苗或成株。在播种期、幼苗期、和成株期使用,每次每亩的使用量0.0003g-15g,使用1-15次。
[0009] 所述活性组分加入溶剂、分散剂或助剂配成水剂、乳油、可溶性液剂、水乳剂、微乳剂、或悬浮剂。
[0010] 所述溶剂包括但不局限于:水、乙醇、丙、二甲苯、甲苯、氯苯、环己烷、甲醇、二甲基甲酰胺、吡咯烷酮、环己酮、丁醇、戊醇、醚类、酯类、二甲基亚砜、月桂醇、二氯甲烷、石油馏出物的一种或二种以上混合物,溶剂质量比例为10-99%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-90%。
[0011] 所述助剂有非离子型和离子型,包括但不局限于:脂肪醇聚乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、烷基芳基聚二醇醚、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、脂肪酸聚二乙醇、十二烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚甲醛缩合物等的一种或二种以上混合物,助剂质量比例为10-99%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-90%。
[0012] 所述分散剂包括木质素磺酸盐、甲基纤维素、烷基磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚等的一种或二种以上混合物,质量比例为0.05-50%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-10%,余量为水。
[0013] 所述植物抗旱剂可以加入硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、硫酸、硝酸铜、氯化铜、磷酸铜、硝酸锰、硫酸锰、氯化锰、磷酸锰、硫酸、硝酸钾、磷酸钾、硫酸二氢钾、磷酸氢二钾氯化钾硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、硫酸亚、硫酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、氯化亚铁、氯化铁、磷酸亚铁和磷酸铁的一种或二种以上混合物,质量比例为0.005-20%;植物抗旱剂中活性成份的质量比例为:1%-10%,余量为水。
[0014] 所述经济作物包括烟草花、油茶、油菜、甜菜、甘蔗、大豆、茶树、花生中的一种或者二种以上;
[0015] 所述粮食作物包括小麦、水稻、玉米、高粱中的一种或者二种以上;
[0016] 所述蔬菜包括白菜、苦瓜、丝瓜、芹菜、茄子、西红柿、冬瓜、菠菜、大蒜、葱、辣椒、黄瓜、菠菜、大头菜、铃薯、番薯、萝卜、胡萝卜、豌豆、菜豆、四季豆、毛豆中的一种或者二种以上;
[0017] 所述水果包括芒果、西瓜、苹果、梨、香蕉、木瓜、柑橘、橙子、葡萄、樱桃、荔枝、桃、李、杏、草莓、菠萝、蓝莓、猕猴桃、栆、柿子、哈密瓜等,三叶、多变小冠花等、匍匐马金、沿阶草、百里香、匍匐委陵菜中的一种或者二种以上;
[0018] 所述经济林木包括:橡胶、椰子、核桃、板栗、榛子中的一种或者二种以上;
[0019] 所述花卉包括下述中的一种或者二种以上:一、二年生草本花卉:石竹、万寿菊、金盏菊、旱金莲、三色堇、凤仙花、紫茉莉、虞美人、花菱草、一串红、紫罗兰、牵花、含羞草、鸡冠花、千日红、夜落金钱、天蓝绣球、四季报春;多年生草本花卉:文竹、凤仙、吊兰、君子兰、香子兰、紫罗兰、鹤望兰、文殊兰、朱顶红、万年青、天冬、马蹄莲、百子莲、西番莲、仙客来、大岩桐、非洲菊、太阳花、秋海棠、垂花凤梨;落叶宿根和球根类草花:百合、萱草、牡丹、菊花、芍药、鸢尾、水仙、蜀葵、大丽花、唐菖蒲、小苍兰、晚香玉、郁金香、信子、美人蕉;水生花卉:荷花、睡莲、凤眼莲、石菖蒲;蕨类花卉:肾蕨、铁线蕨、鹿蕨;兰科花卉:春兰、蕙兰、建兰、墨兰、台兰、寒兰、石斛、兔兰、卡特兰、香港兜兰;常绿灌木类:米兰、栀子、含笑、茉莉、扶桑、探春、棕竹、一品红、五色梅、夜丁香、六月、迎春花、素馨花、夹竹桃、南天竹、杜鹃花、大叶黄杨;落叶灌木类:月季、蔷薇、玫瑰、腊梅、石榴、迎春、木槿、地棠、黄刺玫、珍珠梅、榆叶梅、紫丁香、木芙蓉、无花果、贴梗海棠、木本象牙红;常绿乔木类:苏铁、山棕、蒲葵、榕树、冬青、桂花、、山茶、佛手、香圆、金橘、翠柏、龙柏、橡皮树、广玉兰、五针松、金钱松、罗汉松、雪松、白兰花;落叶乔木类:桃花、梅花、樱花、玉兰、紫荆、海棠花、垂丝海棠;
常绿藤本类:龙吐珠、龟背竹、叶子花、常春藤、万字茉莉、非洲凌宵;落叶藤本类:凌宵、藤本、木香、金花、爬山虎;仙人掌与多肉植物:昙花、芦荟、景天、蟹爪兰、龙舌兰、虎皮兰、虎刺梅、霸王鞭、仙人球类、令箭荷花、落地生根、木叶仙人掌。
[0020] 所述中药材包括下述中的一种或者二种以上:人参、三七、大黄、川芎、天麻、木耳、木香、麦冬、柴胡、党参、黄芪、黄连、槟榔、薄荷、马钱子、五味子、五倍子、牛蒡子、冬虫草、肉豆蔻、安息香、延胡索、两面针、何首乌、板蓝根、刺五加、罗汉果、十大功劳;
[0021] 所述草坪草的种类包括下述中的一种或者二种以上::细弱剪股颖、绒毛剪股颖、匍匐剪股颖、小糠草,韧叶紫羊茅、匍匐紫羊茅、羊茅、细叶茅和高羊茅等,草地早熟禾、普通早熟禾、林地早熟禾和早熟禾,多年生黑麦草、洋狗尾草、梯牧草、结缕草、大穗结缕草、中华结缕草、马尼拉结缕草、细叶结缕草、白颖苔草、细叶苔、异穗苔和卵穗苔草等;白三叶、红三叶、多变小冠花等、匍匐马蹄金、沿阶草、百里香、匍匐委陵菜。
[0022] 本发明中的褐藻胶寡糖具有如下特征:
[0023] (1)物理性状:微黄或白色粉末,易溶于水,不溶于有机溶剂
[0024] (2)组成分析:电喷雾-质谱显示其主要的聚合度为2-6。
[0025] 所述酶解褐藻胶寡糖可提高植物抗干旱胁迫的能力。
[0026] 本发明具有如下优点:
[0027] 1.本发明将生物来源的褐藻胶寡糖作为植物抗旱剂,绿色、环保、无公害、无污染、无公害。
[0028] 2.本发明中的主要活性成份褐藻胶寡糖来源广泛,价格低廉,适于大规模推广。
[0029] 3.本发明中的植物抗旱剂是通过对植物自身抗逆能力调节起作用,使用量少,持效时间长,且不会产生耐药性。
[0030] 4.本发明中的植物抗旱剂可部分替代化学农用制剂使用,降低化学残留,解决食品安全问题。附图说明
[0031] 图1褐藻胶寡糖电喷雾质谱图。

具体实施方式

[0032] 所述紫色链霉菌为下述菌株之一:
[0033] 紫色链霉菌(Streptomyces violaceoruber),菌株保藏编号:CPCC200534,来源:中国医学科学院医药生物技术研究所,收藏时间1970年;
[0034] 菌株保藏编号:SCTCC200045,来源:四川大学生命科学院,机构名称:四川省委生物资源保藏中心,隶属单位:四川大学,收藏时间:1986年;
[0035] 菌株保藏编号:CCTCC AA92074,来源:中科院微生物研究所,机构名称:中国典型培养物保藏中心,隶属单位:武汉大学,收藏时间:1992年;
[0036] 菌株保藏编号:ACCC40986,来源:湖北省生物农药工程研究中心,机构名称:湖北省生物农药工程研究中心,收藏时间:2006年。
[0037] 紫色链霉菌经过发酵产褐藻胶裂解酶后得到粗酶液过程为:取菌种紫色链霉(CPCC200534)一环加入50mL-150mL液体培养基中,30℃摇床培养6天,摇床转速为150转/分;离心除去菌体后,得发酵粗酶液;液体培养基组成:质量分数分别为0.1%的蛋白胨和0.05%酵母粉为氮源,1.5%褐藻胶,0.5%的KH2PO4,0.05%的MgSO4·7H2O,余量为水。
[0038] 褐藻胶寡糖的制备过程:所用褐藻胶裂解酶具有较高的酶活力和稳定性,褐藻胶寡糖降解过程为:配制1%-5%质量浓度的褐藻胶多糖溶液,将褐藻胶多糖与等体积发酵粗酶液混合,45℃-55℃下持续搅拌,降解8h-10h。将降解后的酶解液加入乙醇,调乙醇终质量浓度为70%-85%,静置12h-24h,8000-10000转/分离心除去未反应的聚糖和杂质,得到上清为褐藻胶寡糖混合液,旋转蒸发浓缩除去乙醇,浓缩后的糖液冷冻真空干燥,得褐藻胶寡糖粉末。
[0039] 褐藻胶寡糖衍生物的制备过程:所用褐藻胶裂解酶具有较高的酶活力和稳定性,褐藻胶寡糖衍生物降解过程为:配制1%-5%质量浓度的褐藻胶多糖衍生物溶液,将褐藻胶多糖衍生物溶液与等体积发酵粗酶液混合,45℃-55℃下持续搅拌,降解8h-10h。将降解后的酶解液加入乙醇,调乙醇终质量浓度为70%-85%,静置12h-24h,8000-10000转/分离心除去未反应的聚糖和杂质,得到上清为褐藻胶寡糖衍生物混合液,旋转蒸发浓缩除去乙醇,浓缩后的糖液冷冻真空干燥,得褐藻胶寡糖衍生物粉末。
[0040] 实施例1常用的本植物抗旱剂水剂配制
[0041] 本植物抗旱剂加入溶剂、助剂配成水剂、乳油、可溶性液剂、水乳剂、微乳剂、悬浮剂;加入公知的载体、助剂配成粉剂、可溶性粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、水分散性粒剂、微胶囊剂、片剂。
[0042] 本实施例介绍了一种常用的水剂配比,但本发明的内容并不局限于此:将1g聚合度2-6的褐藻胶寡糖溶于1kg水中,制成0.1%的本植物抗旱剂水剂。其中褐藻胶寡糖含量可通过如下方法检测:
[0043] 其中褐藻胶寡糖的质量由配有电喷雾离子源(ESI)液相色谱-质谱联用仪测定。色谱测定条件为:质谱模式为正离子模式;电喷雾离子源(ESI);喷雾电压4.5kV;传输毛细管温度350℃;鞘气(Sheath gas,N2)压力为30au(1au约为1psi),辅助气(Aux gas,N2)压力为5au,离子吹扫气(Ion sweep gas,N2)压力为0au;扫描范围:150~2000。含量采用比色法测定。其电喷物电离质谱图谱见图1。
[0044] 经检测如图1所示,褐藻胶寡糖聚合度为2-10,其主要聚合度为2-6。实施例2使用本植物抗旱剂对烟草抗逆相关酶活力的提高
[0045] 使用本抗旱剂的水剂(0.3%褐藻胶寡糖,1.5%MgCl2,2%KH2PO4,余量为水)对烟草进行灌根处理或叶面喷施处理,每株烟草施用10mL本抗旱剂水剂,七天后取样利用分光光度法检测抗逆酶活力(Chen Yafei等,Functions of oligochitosan induced protein kinase in tobacco mosaic virus resistance and pathogenesis related proteins in tobacco.Plant Physiology and Biochemistry47(2009)724–731;尹恒壳寡糖诱导油菜抗菌核病及其分子机制中国科学院研究生院博士学位论文2009)发现处理组可大幅度诱导SOD、CAT、POD等抗逆酶活力提高。具体结果如下表1所示:
[0046] 表1.使用实施例1中本植抗旱剂水剂对烟草抗逆酶活力的提高
[0047]
[0048]
[0049] 实施例3植物抗旱剂对油菜抗旱性的提高
[0050] 以常用植物抗剂50%旱地龙(北京名木成森生物技术有限公司)为对照,试验在持续断水情况下共设计四个处理:处理1,油菜抽苔期+盛花期亩用本植物抗旱剂(15g褐藻胶寡糖)兑水30kg各喷一次;处理2,油菜抽苔期+盛花期亩用50%旱地龙50克兑水30kg各喷一次;处理3,油菜抽苔期+盛花期亩用本植物抗旱剂(10g褐藻胶寡糖)加旱地龙粉剂50克,兑水30kg各喷一次;处理4不喷药(对照)。每处理重复三次,随机排列,(小区长13.52m,宽7.4m)行穴距0.74mx0.26m,每小区栽11行,583穴,双株栽植,亩栽7226株。喷药时间于2011年3月14日和4月5日进行,使用工农16型手动喷雾器,以叶湿不滴水为度。试验在油菜成熟期对各处理进行调查。每小区按4个点取样,每点调查50株,分别调查已萎蔫的油菜受旱株数和受旱率。实验结果显示施用植物抗旱剂对油菜抗旱性有极大提高,具体如下表2所示。
[0051] 表2.植物旱剂对油菜抗旱性的影响
[0052]
[0053] 实施例4使用本植物抗旱剂对樱桃抗旱性的提高
[0054] 利用本植物抗旱剂(20g褐藻胶寡糖,5g MgCl2,3g KH2PO4)兑水50kg针对红灯、先锋、龙冠三种不同品种的樱桃进行抗旱实验,每亩施用15g本植物抗旱剂加水200kg药液,调查3个樱桃品种,结果显示本植物抗旱剂针对樱桃具有较好的抗旱效果,具体结果如下表3所示;喷施一次本植物抗旱剂,在提高樱桃抗旱能力的同时,还可以提高樱桃产量,具体结果见下表4。
[0055] 表3.本植物抗旱剂对提高樱桃相对水含量的影响
[0056]樱桃品种 对照(清水) 喷植物抗旱剂
红灯 12.5% 51.7%
先锋 26.6% 35.8%
龙冠 28.4% 40.3%
[0057] 表4.使用本植物抗旱剂对樱桃产量提高百分比的影响
[0058]品种 喷施两次 喷施一次
红灯 15.8% 8.3%
龙冠 16% 17.5%
先锋 13.6% 18%
拉宾斯 23.4% 20%
[0059] 实施例5使用本植物旱剂对水稻抗旱性的提高
[0060] 利用本植物抗旱剂(10g褐藻胶寡糖兑水20kg)于水稻秧苗进行抗旱性实验,处理条件:水稻秧苗生长为两叶一心,干旱条件用添加20%的PEG6000模拟,昼夜循环为12h/12h,温度为25℃/20℃,相对湿度60%,光照强度为800μmol.m-2.s-1;各组处理数量均为100株;平均每株施用量为15mL每周喷施1次,一共三次。结果显示:抗旱剂处理组水稻秧苗较未处理组成活率显著提高。具体如下表5所示。
[0061] 表5.使用本植物抗旱剂对水稻秧苗成活率的影响
[0062]成活数 成活率
处理组 77 77%
空白对照组 98 98%
[0063] 实施例6使用本植物抗旱剂对花卉抗旱性的提高
[0064] 2011年对蝴蝶兰、仙客来进行了抗旱性实验。干旱条件用添加20%的PEG6000模拟,选取蝴蝶兰、仙客来各100株使用实施例1中的本植物抗旱剂(将1g聚合度2-6的褐藻胶寡糖溶于1kg水中,制成0.1%的本植物抗旱剂水剂),具体结果如下表6所示。
[0065] 表6.植物抗旱剂对花卉抗旱性的影响
[0066]
[0067] 实施例7使用本植物抗旱剂对草坪抗冻性的提高
[0068] 2011年用抗旱剂对结缕草进行了抗旱性实验,干旱条件用添加20%的PEG6000模拟。对结缕草使用本植物抗旱剂(2%褐藻胶寡糖,0.5%MgCl2,其余为水),喷施处理,每亩施用水剂50kg。干旱发生后,经过抗旱剂处理的结缕草对干旱抗性提高,,生长基本正常,枯黄叶率11.2%,植株死亡率8.7%;未处理组叶片枯黄叶率52.3%,死亡率32.5%。提前喷施本植物抗旱剂,处理组草坪基本无枯黄,枯黄率7.6%,,死亡率为6.9%,而对照组草叶枯黄率为47.8%,死亡率33.1%。
[0069] 实施例8使用植物抗旱剂提高小麦的抗旱性
[0070] 使用实施例1中的植物抗旱剂水剂(1g褐藻胶寡糖,兑水1kg)对小麦进行灌根处理或叶面喷施处理,平均每株施用量为10mL,七天后取样检测各抗旱指标。具体结果如下表7所示:
[0071] 表7.干旱条件下使用本植物抗旱剂对小麦抗旱指标的影响
[0072]处理 灌根处理 喷施处理 空白对照
POD(mmol min-1mg-1pro) 1.253 1.141 1.055
SOD(mmol min-1mg-1pro) 0.143 0.142 0.127
丙二醛(μmol/(g FW)) 0.261 0.255 0.494
酸(μg/(g FW)) 0.139 0.146 0.106
可溶性糖(μmol/L) 0.152 0.125 0.103
LEA基因相对表达量(%) 201.1 197.8 100
[0073] 本发明在植物实验中发现,褐藻胶寡糖能够在干旱条件下,降低小麦细胞内丙二醛的产生,提高脯氨酸积累,增加抗氧化酶活性。除此之外,该寡糖还能诱导抗旱相关基因的表达。综上结果显示褐藻胶寡糖具有提高植物抗旱能力的作用。
[0074] 本发明是一种针对粮食作物、经济作物、蔬菜、果树、经济林木、花卉及草坪等植物的广谱的植物抗旱剂,其活性成份为褐藻胶寡糖或褐藻胶寡糖衍生物。褐藻胶寡糖是由α-L-甘露糖醛酸(mannuronic acid,M)与β-D-古罗糖醛酸(guluronic acid,G)依靠1,4-糖苷键连接形成的寡聚物。褐藻胶寡糖及其衍生物类抗旱剂利用本抗旱剂,在干旱发生时,可提高植物抗旱能力,抗旱效果达到50%-90%,表现在提高上述植物存活率50%-90%、提高植物中水含量60%-80%,增加植株抗旱相关的各种酶类和次生代谢物物的合成75%-90%。
除此之外,该寡糖还能诱导抗旱相关基因的表达。以褐藻胶寡糖及其衍生物为主要成分的药剂具有安全无毒,成本低廉、使用量小、环境友好等优点。本发明通过产用此植物抗旱剂对作物进行喷施、浸种、沾根和灌根等处理,可显著提高作物的抗旱能力,对增加作物产量和提高品质有显著作用。
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