一种提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物制造技术

本发明专利技术一种提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，属于植物栽培领域。红麻具有生长周期短、生物量大(为树木的三到四倍)、抗重金属能力强、适应性广等特点，又因为是纤维作物，不易将重金属带入食物链。因此，红麻有望用于治理大面积受重金属污染的土壤，不仅能够治理土壤污染，还可以获得较高的经济效益。本发明专利技术的目的是提高幼苗期红麻耐受土壤隔胁迫的性能，为达到此目的，本发明专利技术公开了提高红麻幼苗期耐受镉性能的组合物。

Composition for improving cadmium resistance performance of Kenaf seedling stage

The invention discloses a composition for improving cadmium resistance performance of Kenaf seedling stage, belonging to the field of plant cultivation. Kenaf has the characteristics of short growth cycle, large biomass (three to four times as many as trees), strong resistance to heavy metals, and wide adaptability. It is also difficult to bring heavy metals into the food chain because it is a fiber crop. Therefore, kenaf is expected to be used to control soils contaminated by heavy metals. It can not only control soil pollution, but also obtain higher economic benefits. The purpose of the invention is to improve the performance of Kenaf seedlings in tolerance to soil segregation stress during seedling stage, and to achieve this aim, the invention discloses a composition for improving the tolerance of Kenaf seedlings to cadmium.

【技术实现步骤摘要】
一种提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物
本专利技术属于植物栽培领域，具体涉及一种提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物。
技术介绍
红麻具有生长周期短、生物量大(为树木的三到四倍)、抗重金属能力强、适应性广等特点，又因为是纤维作物，不易将重金属带入食物链。因此，红麻有望用于治理大面积受重金属污染的土壤，不仅能够治理土壤污染，还可以获得较高的经济效益。祁建民等研究了红麻对重金属的吸收特征，筛选出了高耐、高富集镉的红麻品种，研究了红麻对重金属镉的吸收累积特征及其品种间的差异；比较了高耐品种和低耐品种的抗氧化系统对镉胁迫响应的差异以及镉胁迫对红麻根尖细胞结构的影响(红麻对重金属的吸收特征及外源GSH缓解镉毒的机理研究，福建农林大学博士学位论文，2013)。邓勇等研究发现红麻幼根丙二醛、AsA含量与胁迫时间和镉浓度呈现正相关。AsA和GSH含量及抗氧化酶活性的变化可能是红麻抵御镉毒害与抗性的重要生理基础(镉胁迫下红麻幼根的生理响应，中国麻业科学，2016)。李兰平通过研究铅、镉对红麻种子萌发生长的影响，将Cd≦20mg/kg的浓度作为区分红麻品种耐镉强弱的理想浓度。虽然红麻耐镉的特性得到了广泛的认可，然而将其作为修复植物广泛进行种植还未得到推广，专利技术人通过深入研究发现，红麻根部吸附土壤重金属镉的潜力还有提升空间，植物修复的关键部位是根系，Cd以共质体进入根尖并沉积在表皮细胞，再通过根系转运至其他部位。红麻优于其他经济作物的主要原因是发达的根系，为了增强红麻对重金属Cd的吸收能力，专利技术人做了各种尝试，例如延长红麻主根长度，增加须根数量等，但是收效甚微，如何激发红麻吸收土壤重金属Cd，是红麻发展成为重金属土壤修复作物的关键环节。专利技术人经过长期的研究和栽培实践，对红麻种子萌发和幼苗生长期间的镉胁迫进行了深入研究，发现红麻在整个生长期中，对镉胁迫最敏感的时期为幼苗期，尤其是播种或移栽后30-60天，一旦红麻幼苗顺利度过这一敏感期，相同浓度的镉胁迫对其生长发育的影响将不会导致其死亡，本专利技术就是为了进一步提高种子萌发期间和幼苗生长发育期间的镉耐受性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高红麻幼苗期耐受土壤隔胁迫的性能，为达到此目的，本专利技术提供了赋予红麻幼苗期高度耐受镉的组合物(简称组合物)。所述组合物由五类化合物组成，五类化合物分别是S-亚硝基化谷胱甘肽(GSNO)、纤维素衍生物、儿茶素类、表面活性剂和螯合剂。GSNO由亚硝酸盐(NO2-)和还原型谷胱甘肽(GSH)反应制得，GSNO稀释液在组合物中含量为1.0-1.5％。组合物中纤维素衍生物为：甲基纤维素(Mc)、羟甲基纤维素(HMc)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、甲基乙基纤维素(MEC)和甲基丙基纤维素(MPC)中的至少一种纤维素衍生物。纤维素衍生物在所述组合物中质量百分含量为65.5-95.5％。组合物中的儿茶素类是指儿茶素、没食子儿茶素、儿茶素没食子酸酯等非表型儿茶素类，以及表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯等表型儿茶素类中的至少一种。儿茶素类在所述组合物中质量百分含量为3.5-8.5％组合物中的表面活性剂,是指烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、烷基萘磺酸钠、2-萘磺酸钠、萘横酸的缩合物盐中的一种或多种。表面活性剂在所述组合物中质量百分含量为5.5-10.5％。组合物中的螯合剂是指氨基三乙酸(NTA)或柠檬酸(CA)等可降解有机酸。螯合剂在所述组合物中质量百分含量为1.5-2.5％。本专利技术提供的组合物的使用方法可以是水培红麻幼苗时添加，也可以在成熟期向土壤中施用，但是最优的使用方法是：水培幼苗时在营养液中添加一定浓度的S-亚硝基化谷胱甘肽(GSNO)，而在移栽至大田后，施加一定浓度的组合物。本专利技术的有益效果是，通过使用本方法，在镉胁迫下，红麻根系和地上部分的抑制明显得到缓解，叶片发育恢复正常，叶片黄化程度显著减弱，光合作用逐渐恢复，侧根开始恢复生长。具体实施方式实施例1GSNO母液制备GSNO母液的制备:等体积的10mmol/LNaNO2(在100mmol/LHCl中)与等体积的10mmol/LGSH(在100mmol/LpH7.的Na2HPO4－NaH2PO4磷酸缓冲液中)反应，即可形成5mmol/LGSNO(混合液包含5mmol/LGSNO)。实施例2GSNO稀释液制备GSNO母液贮存在冰上，使用时稀释十倍(即500μmol/L)待用。室温下，在100mmol/LpH7.4的磷酸缓冲液中(内含50μmol/LDTT)，GSNO就可以释放出NO，其中500μmol/L的GSNO30min约释放NO3.25μmol/L。组合物中除GSNO外，其余化合物均有市售。实施例3组合物的配制将78.5克羟甲基纤维素(HMc)、7.5克没食子儿茶素、10.5克2-萘磺酸钠和2.5克氨基三乙酸溶于200mL乙醇，向其中加入1克的GSNO稀释液(浓度为500μmol/L)，所得溶液为本专利技术提供的组合物。实施例4组合物的配制将86.5克羟丙基甲基纤维素(HPMC)、4.5克儿茶素没食子酸酯、6克烷基萘磺酸钠和1.5克氨基三乙酸溶于200mL乙醇后，向其中加入1.5克的GSNO稀释液(浓度为500μmol/L)，所得溶液为本专利技术提供的组合物。实施例5组合物的使用方法发芽试验:挑选饱满且胚完整的种子，用3％H2O2消毒15min，蒸馏水反复冲洗后在蒸馏水中浸泡过夜，使其充分吸胀。然后将种子搁在底部铺有湿润滤纸的培养皿中，培养皿放于25℃恒温暗培养48小时使种子发芽。幼苗培养：待芽长到2～3cm(约3～4d)后，置于光照培养间培养(光照强度为800μmol·m-1·S-1，光周期14h/10h，昼夜温度28℃/20℃，空气相对湿度70％)。自来水中适应培养3d后，将幼苗移栽至1/4Hoagland营养液中培养，并将上述合成的5mmol/LGSNO母液添加到Hoagland营养液中，使之形成125-300μmol/LGSNO浓度。Hoagland营养液配方为Ca(NO3)25.79mM,KNO38.02mM,NH4H2PO41.35mM,MgSO44.17mM,MnSO48.90μM，H3BO348.3μM,ZnSO40.94μM,CuSO40.20μM,(NH4)2MoO40.015μM,Fe-EDTA72.6μM,用NaOH调节pH6.5左右。移栽后管理：红麻幼苗按照常规方法移栽并管理，移栽后30天后向田间施用本专利技术的组合物。移栽后30天进行叶面喷施,组合物浓度优选150-1500ppm,进一步浓度优选350-500ppm。施用量为10-50Kg/亩土壤。移栽后60天再次进行叶面喷施,组合物浓度优选150-1500ppm,进一步浓度优选200-800ppm。施用量为20-60Kg/亩土壤。实施例6使用本组合物的红麻幼苗的指标测定1.测定幼苗地上部分的指标株高、茎粗、叶面积和全株生物质量，用于指征红麻的生长性能。不同组合物浓度(0-850ppm)处理下，对镉胁迫(试验设定的镉浓度为200mg/Kg土壤)下盆栽幼苗生理形态的影响，试验设定了对照组，对照组是无镉胁迫下，红麻幼苗的生长状况，所有测试植株的生长期均为30天，每组红麻的测试数量为20株；使用本组合物，土壤镉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，特征在于，所述组合物由GSNO、纤维素衍生物、儿茶素类、表面活性剂和螯合剂组成。

【技术特征摘要】
1.一种提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，特征在于，所述组合物由GSNO、纤维素衍生物、儿茶素类、表面活性剂和螯合剂组成。2.根据权利要求1所述的提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，特征在于，所述GSNO的制备方法如下:先制备GSNO母液：等体积的10mmol/LNaNO2与等体积的10mmol/LGSH,在100mmol/LpH7.4的Na2HPO4－NaH2PO4磷酸缓冲液中反应，即可形成5mmol/LGSNO，该混合液包含5mmol/LGSNO；GSNO母液贮存在冰上，使用时稀释十倍，形成浓度为500μmol/L的溶液待用，稀释后所得溶液为GSNO稀释液。3.根据权利要求2所述的提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，特征在于，GSNO稀释液在组合物中的质量百分比为1.0-1.5％。4.根据权利要求2所述的提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，特征在于，组合物中纤维素衍生物为：甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、甲基乙基纤维素和甲基丙基纤维素中的至少一种，纤维素衍生物在所述组合物中质量百分含量为65.5-86.5％。5.根据权利要求2所述的提高红麻幼苗期耐镉性能的组合物，特征在于，组合物中的儿茶素类是指儿...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭媛，王玉富，龙松华，邱财生，王慧，郝冬梅，
申请(专利权)人：中国农业科学院麻类研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43