一种适用于大豆结瘤的水培营养液及其制备和使用方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于大豆结瘤的水培营养液及其制备和使用方法，由硝酸钾、硝酸钙、氯化钙、硝酸铵、硫酸钾、硫酸镁、氯化镁、硫酸锰、硫酸铵、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵、硼酸钠、氯化钴、EDTA‑铁盐和磷酸二氢钾组成。本发明专利技术的水培营养液，与1/2 Hoagland营养液相比，能显著增加大豆的根瘤数量、根瘤重量、促进根瘤类菌体的发育，最终能够促进大豆生长，增加了大豆根系和地上部干重。本发明专利技术的水培营养液，在利用大豆水培体系研究地下部包括根系和根瘤等器官生长发育及开展相关生理与分子机理的试验具有一定优势，尤其包括大豆在内的豆科作物在植物营养学、根系发育及结瘤固氮作用等方面的研究提供可参考的培养配方和方法条件。

A hydroponic nutrient solution for soybean nodulation and its preparation and Application

The invention relates to a hydroponic nutrient solution suitable for soybean nodulation and its preparation and use method, which is composed of potassium nitrate, calcium nitrate, calcium chloride, ammonium nitrate, potassium sulfate, magnesium sulfate, magnesium chloride, manganese sulfate, ammonium sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, ammonium molybdate, sodium borate, cobalt chloride, EDTA ferrite and potassium dihydrogen phosphate. . Compared with 1/2 Hoagland nutrient solution, the hydroponic nutrient solution of the invention can significantly increase the number of nodules, the weight of nodules and the development of rhizobia of soybean, and ultimately promote the growth of soybean, and increase the dry weight of soybean root and shoot. The hydroponic nutrient solution of the invention has certain advantages in using the soybean hydroponic culture system to study the growth and development of underground organs including roots and nodules, and to carry out experiments on related physiological and molecular mechanisms, especially for legume crops including soybeans in plant nutrition, root development, nodulation and nitrogen fixation, etc. The training formula and method conditions can be referenced.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大豆结瘤的水培营养液及其制备和使用方法
本专利技术涉及一种适用于大豆结瘤的水培营养液其制备和使用方法，属于水培营养液

技术介绍
大豆不仅是人类食品结构中重要的蛋白质和油脂来源，而且是典型的生物固氮作物。研究发现，豆科植物-根瘤菌形成的共生固氮约占生物固氮总量的60%以上，是固氮效率最高、固氮量最多的体系（Herridge,etal.,2008）。将大豆生物固氮作用应用于农业生产，能够改善作物氮营养、减少氮肥投入、促进根系生长而提高作物产量（Ferreiraetal.,2009）。在美国、巴西等大豆主产国，接种根瘤菌已成为大豆增产的主要措施之一。而我国将根瘤菌接种技术应用于农业生产，也取得了良好的效益（汤复跃等2011;Mendesetal.,2003;Sogut2006;deFreitasetal.,2012）。可见，研究大豆结瘤固氮的生理作用与分子调控机制、挖掘大豆生物固氮潜力对提高作物养分效率，以及推动生态农业的可持续发展等方面具有深远意义。大豆水培营养液培养，便于控制供给养分含量、观察地下部表型及获取地下部样品，是大豆植物营养学、根系生物学及结瘤固氮研究的重要方法体系。研究表明，营养液成分及含量的多少严重影响了大豆结瘤固氮。一般而言，低氮处理，能促进大豆结瘤、增加根瘤个数；而高氮处理，显著抑制了大豆结瘤及类菌体发育（Fujikakeetal.,2003）。已有的1/2Hoagland水培营养液培养的大豆根瘤个数相对较少，并非大豆生长发育及结瘤的最佳养分配方。因此，有必要配制出适用于大豆结瘤的专性水培营养液，进而为大豆结瘤固氮生理与分子的基础研究提供培养方法支撑和参考依据。
技术实现思路
基于上述研究背景，本专利技术所要解决的问题在于提供一种适合大豆结瘤，植株生长健壮的水培营养液。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于大豆结瘤的水培营养液，主要组分包括：硝酸钾0.15mM、硝酸钙0.12mM、氯化钙1.2mM、硝酸铵0.04mM、硫酸钾0.3mM、硫酸镁0.5mM、氯化镁0.025mM、硫酸锰0.0015mM、硫酸铵0.03mM、硫酸锌0.0015mM、硫酸铜0.0005mM、钼酸铵0.00015mM、硼酸钠0.0025mM、氯化钴0.0001mM、EDTA-铁盐0.04mM和磷酸二氢钾0.25mM。其中，所述营养液由以下8个母液（stock）配置而成：stock1包含硝酸钾、硝酸钙和硝酸铵；stock2包含硫酸铵；stock3包含硫酸镁、氯化镁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵和氯化钴；stock4包含硼酸钠；stock5包含EDTA-铁盐；stock6包含磷酸二氢钾；stock7包含硫酸钾；stock8包含氯化钙。在接种根瘤菌试验的营养液中，营养液的氮浓度为0.53mM，钾用stock7硫酸钾进行补充。如上所述的一种适用于大豆结瘤的水培营养液的制备方法包括：将stock1-stock8稀释1000倍，取stock1-stock8稀释1000倍后的液体混合，得到营养液。一种适用于大豆结瘤的水培营养液的使用方法：使用营养液培养大豆时，包括以下步骤：A，配置好的营养液，用0.5mMH2SO4或1mMKOH将pH调至5.7-5.9后，分装至培养箱；B，将生长7天的大豆幼苗接种根瘤菌，并移植至调整好pH后的营养液中，每小时通气10min，每三天调一次pH，使pH维持在5.7-5.9；生长14天时，在保证原0.3mM硫酸钾需求量的基础上，再补充硫酸钾，使营养液中含0.45mM硫酸钾；生长21天时，再补充硫酸钾，使营养液中含0.6mM硫酸钾量；生长28天时，再补充硫酸钾，使营养液中含0.9mM硫酸钾。本专利技术的有益之处在于：通过与已有的1/2Hoagland营养液比较，使用本专利技术提供的大豆水培营养液（氮浓度总量为0.53mM），能显著增加大豆根瘤数目、根瘤干重并促进根瘤类菌体发育，进而促进了大豆生长，增加了其地上部和根系干重。因此，利用本专利技术的大豆水培营养液配方，培养的大豆植株根瘤多且植株生长健壮，适宜利用此配方进行与植物营养、根系共生等相关试验。同时，利用此水培营养液系统便于观察地下部器官，如根系、根瘤等发育表型，为大豆结瘤固氮的研究提供了营养液培养方案及方法。附图说明图1为不同营养液条件下大豆根瘤生长的对较分析；图2为不同营养液处理对大豆根瘤发育及固氮酶活性的影响；图3为不同营养液条件下大豆生长的对比分析。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。实施例1：适用于大豆结瘤水培营养液的配置本专利技术提供的一种适用于大豆结瘤的水培营养液，主要组分包括：硝酸钾0.15mM、硝酸钙0.12mM、氯化钙1.2mM、硝酸铵0.04mM、硫酸钾0.3mM、硫酸镁0.5mM、氯化镁0.025mM、硫酸锰0.0015mM、硫酸铵0.03mM、硫酸锌0.0015mM、硫酸铜0.0005mM、钼酸铵0.00015mM、硼酸钠0.0025mM、氯化钴0.0001mM、EDTA-铁盐0.04mM和磷酸二氢钾0.5mM。所述营养液由以下8个母液（stock）配置而成：stock1包含硝酸钾、硝酸钙和硝酸铵；stock2包含硫酸铵；stock3包含硫酸镁、氯化镁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵和氯化钴；stock4包含硼酸钠；stock5包含EDTA-铁盐；stock6包含磷酸二氢钾；stock7包含硫酸钾；stock8包含氯化钙。分别称取不同质量的上述试剂，溶解于双蒸水，定容后转移至预先准备的蓝盖瓶，制备stock液，stock液中各成分的浓度均为终浓度（营养液）的1000倍。其中，stock5包含EDTA-铁盐需要避光保存，或储存于棕色瓶中。取stock1-stock8稀释1000倍后的液体混合，得到营养液。实施例2：不同营养液条件下大豆根瘤生长的对较分析大豆种子HN66在蛭石中催芽萌发7天，接种根瘤菌1小时后分别转移至1/2Hoagland和大豆营养液（pH=5.7-5.9）中处理。其中氮总量均为：0.53mM（NH4NO3+KNO3+Ca(NO3)2·4H2O）。每小时通气10min，每三天调一次pH，使pH维持在5.7-5.9。大豆生长14天时，在保证原0.3mM硫酸钾需求量的基础上，再补充硫酸钾，使营养液中含0.45mM硫酸钾；生长21天时，再补充硫酸钾，使营养液中含0.6mM硫酸钾量；生长28天时，再补充硫酸钾，使营养液中含0.9mM硫酸钾。本次试验，大豆生长28天时，收获并比较分析不同营养液培养条件下的表型。图1为不同营养液条件下大豆根瘤生长的对比分析。其中：图1中（A）为根瘤生长表型；图1中（B）为根瘤数量；图1中（C）为根瘤干重。图中数据是4个生物学重复的平均值和标准误差。星号表示1/2Hoagland和大豆营养液条件下同一性状之间的显著性差异：*表示显著水平0.01<ρ≤0.05时，差异显著；**表示显著水平0.001<ρ≤0.01时，差异显著性介于显著与极显著之间；***表示显著水平ρ≤0.001时，差异极显著。结果表明：与1/2Hoagland营养液相比较，利用大豆营养液能明显增加大（直径≥2mm）、小（直径<2mm）根瘤个数，参见图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于大豆结瘤的水培营养液，其特征在于，营养液成分包括以下组分：硝酸钾0.15 mM、硝酸钙0.12 mM、氯化钙1.2 mM、硝酸铵0.04 mM、硫酸钾0.3 mM、硫酸镁0.5 mM、氯化镁0.025 mM、硫酸锰0.0015 mM、硫酸铵0.03 mM、硫酸锌0.0015 mM、硫酸铜0.0005 mM、钼酸铵0.00015 mM、硼酸钠0.0025 mM、氯化钴0.0001 mM、EDTA‑铁盐0.04 mM和磷酸二氢钾0.25 mM。

【技术特征摘要】
1.一种适用于大豆结瘤的水培营养液，其特征在于，营养液成分包括以下组分：硝酸钾0.15mM、硝酸钙0.12mM、氯化钙1.2mM、硝酸铵0.04mM、硫酸钾0.3mM、硫酸镁0.5mM、氯化镁0.025mM、硫酸锰0.0015mM、硫酸铵0.03mM、硫酸锌0.0015mM、硫酸铜0.0005mM、钼酸铵0.00015mM、硼酸钠0.0025mM、氯化钴0.0001mM、EDTA-铁盐0.04mM和磷酸二氢钾0.25mM。2.根据权利要求1所述的一种适用于大豆结瘤的水培营养液，其特征在于：所述营养液由以下8个stock配置而成，其中，stock1包含硝酸钾、硝酸钙和硝酸铵；stock2包含硫酸铵；stock3包含硫酸镁、氯化镁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵和氯化钴；stock4包含硼酸钠；stock5包含EDTA-铁盐；stock6包含磷酸二氢钾；stock7包含硫酸钾；stock8包含氯化钙。3.根据权利要求1或2所述的一种适用于大豆结瘤的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖红，李欣欣，艾文琴，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建,35