提高红树植物秋茄抗寒能力的方法技术

本发明专利技术利用人为精确阶段性降温的方法提高红树植物秋茄的抗寒能力，以此提高秋茄在低温环境下的存活率，从而促进秋茄向高纬度的移植进程。本发明专利技术的技术方案核心构思在于：在保证秋茄育苗效果的同时，育苗过程中不断降低环境温度，来逐步提高秋茄对低温的适应能力，以此提高秋茄的耐寒能力。本发明专利技术是在调整为低温环境之前，通过与外界相近的高温来促进秋茄幼苗进行旺盛的光合作用，产生有利于缓解低温胁迫的营养物质(渗透调节物质)，如糖和氨基酸。然后再通过阶段性的梯度降温，可以促进渗透物质的积累，增大束缚水/自由水比值，增加膜脂中不饱和脂肪酸的含量，有效防止生物膜的相变，增强秋茄的抗寒性。

【技术实现步骤摘要】
本申请是对中国专利技术专利申请号：201410505663.9，申请日：2014年9月27日，名称：提高秋茄抗寒性的方法的分案申请。
本专利技术涉及提高红树植物秋茄抗寒能力的方法，确切地说是利用控制温度的方式来提高秋茄抗寒能力的方法。
技术介绍
红树林是处于热带、亚热带陆地与海洋过渡带的特殊湿地生态系统,是海岸带的生态关键区,具有维护生物多样性、抵抗海啸和台风、调节区域气候等重要生态功能。在全球气候变化条件下，频率和强度不断增加的极端低温天气导致红树林生态系统机制退化，引起了红树林枯黄、落叶，甚至死亡，加剧了红树林湿地的萎缩。因此，急需加强提高红树林抗寒能力的研究，以促进我国东南沿海防护林建设和海岸带生态系统修复。近年来，由于人类活动和气候变化带来的影响，我国红树林面积仍在不断减少。与20世纪50年代相比，我国红树林面积丧失了73％。随着全球气候变暖越来越明显，红树林分布也产生了变化，人工移植林向更高纬度扩展，这将使原来因为温度限制而无法生长红树林的地带出现红树林。因此，在全球变暖的背景下，扩大红树林向更高纬度种植也将成为增加我国红树林面积趋势之一。秋茄(Kandeliaobovata)是我国既常见又分布最广的红树植物，其人工种植成林最北至浙江省乐清湾西门岛，具有极强的适应能力，已成为我国东南沿海的主要造林树种之一。但越冬期发生的极端低温仍影响着引种秋茄的成活和生长，如2011年初发生的寒害造成温州2008年以后移植的红树植物幼苗大部分死亡，成为我国秋茄红树林向更高纬度人工引种能否成功的主要限制因子之一。因此，如何提高秋茄抗寒能力，维持低温条件下秋茄的存活能力就成为向更高纬度人工造林的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：利用人为精确阶段性降温的方法提高秋茄的抗寒能力，以此提高秋茄在低温环境下的存活率，从而促进秋茄向高纬度的移植进程。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：(a)、在河口或海岸带的滩涂上挖取海泥，除去海泥中的碎石和植物根系后，自然风干敲碎后，装于便于搬运且底部不漏水的栽培容器内，取无损成熟秋茄胚轴插入栽培容器内，浇灌NaCl浓度为10‰的营养液，保持桶内水层1-2cm；(b)、把插有秋茄胚轴的栽培容器放入人工气候箱，调整人工气候箱的参数为：温度13～15℃(昼)/9～10℃(夜)、相对湿度控制在50％-70％、光照强度大于或等于600μmol·m-2s-1，每天昼光照11～13h，培育2～3天，然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)、光照时间、强度和相对湿度均不变；(c)、当秋茄胚轴长出两叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，培育2～3天，光照和相对湿度均不变，然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光照和相对湿度仍均不变；(d)、当秋茄胚轴长到四叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度均不变，培育2～3天，然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照和相对湿度均不变，培育3～4天，继续调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光照和相对湿度不变；(e)、当秋茄胚轴长到六叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～5天，然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～5天，继续调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光照和相对湿度不变；(f)、当秋茄胚轴长到八叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～6天，然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～6天，继续调整人工气候箱的参数为：温度9～11℃(昼)/5～6℃(夜)，期间光照强度和相对湿度均不变，培育4～6天，其中(b)、(c)、(d)、(e)、(f)每个步骤的管理流程分别是：及时补充不含NaCl的营养液，保持水层1-2cm，期间并保证栽培容器晾干2～3天。以上步骤结束后，秋茄幼苗的抗寒能力已经被提高，可以直接进行低温环境下的实验论证，简称之为低温胁迫，以便观察低温条件对秋茄幼苗的影响。本专利技术的技术方案核心构思在于：在保证秋茄育苗效果的同时，育苗过程中不断降低环境温度，来逐步提高秋茄对低温的适应能力，以此提高秋茄的抗寒能力。将滩涂海泥作为培养介质，主要两方面考虑：第一，海泥接近于秋茄自然生长的条件，且便于培育和试验；第二，低温胁迫(零下温度)时，其它培育方式易结较厚的冰层，尤其是水培，这往往加剧了与红树林生长实际自然环境的差距，缺乏了实践意义，阻碍了该技术的现实应用。所谓的人工气候箱即是可人工控制温度、相对湿度、光照强度因素的密闭隔离设备，又称可控环境实验室。该人工气候室的其余参数可随意设置环境，不受地理、季节等自然条件的限制并能缩短研究的周期。本技术方案是在调整为低温环境之前，通过与外界相近的高温来促进秋茄幼苗进行旺盛的光合作用，产生有利于缓解低温胁迫的营养物质(渗透调节物质)，如糖和氨基酸。然后再通过阶段性的梯度降温，可以促进渗透物质的积累，增大束缚水/自由水比值，增加膜脂中不饱和脂肪酸的含量，有效防止生物膜的相变，提高秋茄的抗寒能力。此外，此方法易于操作，能为以后红树植物秋茄向更高纬度移植研究提供可靠的方法途径。下面结合附图和具体例证作进一步详细说明。例证试验材料：秋茄胚轴，从离试验地较近的区域获取，并分为三个处理，分别为TP、TY、WY：TP是从胚轴开始进行抗寒锻炼直到秋茄长到八叶一心；TY是育苗前期没有进行抗寒锻炼，秋茄胚轴长到八叶一心时进行抗寒锻炼；WY是整个育苗期都没有进行抗寒锻炼；待TP、TY和WY长到八叶一心后，进行相同时间的低温胁迫，然后在适宜温度条件下进行相同时间恢复，进行光合参数测定并采集样品测定光合作用的相关指标。TP、TY、WY的前期步骤都是相同的：在河口或海岸带的滩涂上挖取海泥，除去海泥中的碎石和植物根系后，自然风干敲碎后，装于便于搬运且底部不漏水的栽培容器内，土本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高红树植物秋茄抗寒能力的方法，包含下述步骤：(a)、在河口或海岸带的滩涂上挖取海泥，除去海泥中的碎石和植物根系后，自然风干敲碎后，装于便于搬运且底部不漏水的栽培容器内，取无损成熟秋茄胚轴插入栽培容器内，浇灌NaCl浓度为10‰的营养液，保持桶内水层1‑2cm；(b)、把插有秋茄胚轴的栽培容器放入人工气候箱，调整人工气候箱的参数为：温度13～15℃(昼)/9～10℃(夜)、相对湿度控制在50％‑70％、光照强度大于或等于600μmol·m‑2s‑1，每天昼光照11～13h，培育2～3天，然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)、光照时间、强度和相对湿度均不变；(c)、当秋茄胚轴长出两叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，培育2～3天，光照和相对湿度均不变，然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光照和相对湿度仍均不变；(d)、当秋茄胚轴长到四叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度均不变，培育2～3天，然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照和相对湿度均不变，培育3～4天，然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光照和相对湿度不变；(e)、当秋茄胚轴长到六叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～5天，然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～5天，然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光照和相对湿度不变；(f)、当秋茄胚轴长到八叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～6天，然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～6天，然后调整人工气候箱的参数为：温度9～11℃(昼)/5～6℃(夜)，期间光照强度和相对湿度均不变，培育4～6天，其中(b)、(c)、(d)、(e)、(f)每个步骤的管理流程均是：及时补充不含NaCl的营养液，保持水层1‑2cm，期间并保证栽培容器晾干2～3天。其中的营养液包含：1.18g/L的Ca(NO3)2·4H2O溶液，0.51g/L的KNO3溶液，0.49g/L的MgSO4·7H2O溶液，0.14g/L的KH2PO4溶液，2.86mg/L的H3BO3溶液，0.22mg/L的MnCl2·4H2O溶液，0.22mg/L的ZnSO4·7H2O溶液，0.08mg/L的CuSO4·5H2O溶液，0.02mg/L的H2MoO4·H2O溶液，2mL/L的FeEDTA溶液。...

【技术特征摘要】
1.提高红树植物秋茄抗寒能力的方法，包含下述步骤：
(a)、在河口或海岸带的滩涂上挖取海泥，除去海泥中的碎石和植物根系
后，自然风干敲碎后，装于便于搬运且底部不漏水的栽培容器内，取无损成熟
秋茄胚轴插入栽培容器内，浇灌NaCl浓度为10‰的营养液，保持桶内水层1-2
cm；
(b)、把插有秋茄胚轴的栽培容器放入人工气候箱，调整人工气候箱的参
数为：温度13～15℃(昼)/9～10℃(夜)、相对湿度控制在50％-70％、光照强
度大于或等于600μmol·m-2s-1，每天昼光照11～13h，培育2～3天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)、光
照时间、强度和相对湿度均不变；
(c)、当秋茄胚轴长出两叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～
21℃(昼)/13～16℃(夜)，培育2～3天，光照和相对湿度均不变，
然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光
照和相对湿度仍均不变；
(d)、当秋茄胚轴长到四叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～
21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度均不变，培育2～3天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照
和相对湿度均不变，培育3～4天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光
照和相对湿度不变；
(e)、当秋茄胚轴长到六叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～
21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～5天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照

\t和相对湿度不变，培育4～5天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度28～30℃(昼)/24～26℃(夜)，光
照和相对湿度不变；
(f)、当秋茄胚轴长到八叶一心时，调整人工气候箱的参数为：温度18～
21℃(昼)/13～16℃(夜)，光照和相对湿度不变，培育4～6天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度14～16℃(昼)/9～10℃(夜)，光照
和相对湿度不变，培育4～6天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度9～11℃(昼)/5～6℃(夜)，期间光
照强度和相对湿度均不变，培育4～6天，
其中(b)、(c)、(d)、(e)、(f)每个步骤的管理流程均是：及时补充不含
NaCl的营养液，保持水层1-2cm，期间并保证栽培容器晾干2～3天。
其中的营养液包含：1.18g/L的Ca(NO3)2·4H2O溶液，0.51g/L的KNO3溶
液，0.49g/L的MgSO4·7H2O溶液，0.14g/L的KH2PO4溶液，2.86mg/L的H3BO3溶液，0.22mg/L的MnCl2·4H2O溶液，0.22mg/L的ZnSO4·7H2O溶液，0.08mg/L
的CuSO4·5H2O溶液，0.02mg/L的H2MoO4·H2O溶液，2mL/L的FeEDTA溶液。
2.根据权利要求1所述的提高红树植物秋茄抗寒能力的方法，其特征在于：
所述步骤(b)、把插有秋茄胚轴的栽培容器放入人工气候箱，调整人工气
候箱的参数为：温度15℃(昼)/10℃(夜)、相对湿度控制在60％、光照强度
大于或等于600μmol·m-2s-1，每天昼光照12h，培育2天，
然后调整人工气候箱的参数为：温度30℃(昼)/25℃(夜)、光照时间、
强度和相对湿度均不变。
3.根据权利要求1或2所述的提高红树植物秋茄抗寒能力的方法，其特征
在于：
所述步骤(c)、当...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑春芳，刘伟成，仇建标，陈琛，陈继浓，陈少波，黄丽，
申请(专利权)人：浙江省海洋水产养殖研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33