一种水稻培养液以及水稻培养方法技术

本发明专利技术属于植物培育生物技术领域，具体涉及一种水稻培养液以及水稻培养方法。水稻培养液中加入一定量的褪黑素，解决了进一步提高水稻单产难度大的技术问题。通过在水稻培养液中加入褪黑素，可促使水稻的生长发育过程出现显著变化，包括促进水稻生物量的增加和促进第一分蘖芽和第二分蘖芽的伸长。褪黑素还可以解除较高浓度的氨基酸对水稻生长和分蘖芽伸长的抑制作用。褪黑素以及含有褪黑素的水培液可以应用于水稻栽培的农业实践活动中，进而有效地提高水稻单产。提高水稻单产。提高水稻单产。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻培养液以及水稻培养方法


[0001]本专利技术属于植物培育生物
，具体涉及一种水稻培养液以及水稻培养方法。

技术介绍

[0002]“民以食为天，食以稻为先”。水稻在我国粮食生产和消费中历来处于主导地位。因社会经济发展及城乡建设需要，我国农村耕地面积及人均耕地面积逐渐降低，水稻增产越来越依赖于单产的提高，因此提高水稻单产成为水稻增加产量的重要目标。水稻单产主要由有效穗数、穗粒数和千粒重三个基本要素构成(Sakamato T,Matsuoka M.Identifying and exploiting grain yield genes in rice[J].CurrOpin Plant Biol,2008,11(4):209-214.)。单株穗数是由植株产生分蘖的能力决定；每穗粒数取决于颖花数和结实率；粒重主要受到籽粒的大小，包括粒长、粒宽和粒厚，以及籽粒充实度的影响(Xing Y,Zhang Q.Genetic and molecular bases of rice yield[J].Annu Rev Plant Biol,2010,61:421-442.)。在这些影响因素之中，分蘖是决定单株有效穗数和产量的重要农艺性状之一(Liang WH,Shang F,Lin QT,et al.Tillering and panicle branching genes in rice[J].Gene,2014,537(1):1-5.)。分蘖的发生包括分蘖芽的起始和分蘖芽的伸长两个过程，适当的分蘖不仅扩大了群体，也扩大了根系的吸收范围，促进了地上部分的生长，也为水稻产量提高奠定了重要的基础。而在现有的水稻水培或者大田培养的实践操作用中，通过提高营养物质水平，尚不能充分提高水稻的株高和鲜重，也不能进一步有效促进水稻分蘖芽的伸长，对提高水稻单产造成了比较严重的阻碍。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种水稻培养液，克服了进一步提高水稻单产难度大的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案如下：
[0005]一种水稻培养液，包括褪黑素。
[0006]采用上述技术方案，技术原理以及有益效果如下：
[0007]褪黑素(Melatonin，MT)化学名称为N-乙酰基-5-甲氧基色胺，分子式为C
13
N2H
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O2，因其结构中的5-OCH3和N-Ac官能团的存在，决定了MT自身具有亲水性和高亲脂性，也决定了其与受体结合的特异性。褪黑素由于其亲水性，可以通过细胞质进入细胞核，发挥抗氧化作用。褪黑素由于其高亲脂性，可轻易通过生物膜，作为细胞内自由基清除剂，参与多种生物过程，包括抗氧化作用、生殖、昼夜节律和先天免疫。
[0008]在本方案中，在水稻水培液中加入了褪黑素，可以显著地提高水稻的生长水平。具体地体现在：通过在水稻培养液中加入褪黑素，可促使水稻的生长发育过程出现显著变化，包括促进水稻生物量的增加和促进第一分蘖芽和第二分蘖芽的伸长。专利技术人以ZH11水稻品种为对象，将ZH11水稻种子培养至3叶苗期，将不同浓度的褪黑素加入至培养液，后培养至5
J.et al.Blocking Amino acid transporter OsAAP3 improves grain yield by promoting outgrowth buds and increasing tiller number in rice[J].Plant Biotechnology Journal,2018,16(10):1710-1722.)。由于水稻中OsAAP3基因的影响，当水稻生长环境中的氮源浓度升高，不但不能起到提供充足营养物质以供作物生长的作用，反而会抑制水稻的生长发育过程。亟需寻找一种解除高氮源浓度对水稻生长的抑制的方法，促进水稻充分利用环境中的营养物质，从而促进水稻分蘖芽伸长以及水稻的株高和鲜重增加。而在水稻培养液中加入褪黑素，不但可以消除高浓度的精氨酸和赖氨酸带来的抑制现象，还可以极大地提升水稻鲜重、第一和第二分蘖芽的长度(相对于不用氨基酸仅用褪黑素处理水稻的情况)。
[0019]综上，精氨酸和赖氨酸较低浓度促进水稻分蘖芽伸长，但是浓度稍高就抑制分蘖芽伸长并抑制植株生长，但是这两类氨基酸较高浓度配合褪黑素后就可以解除这种抑制作用，反而大大促进分蘖芽伸长和植株生长。
[0020]进一步，所述褪黑素浓度为1μmol/L。
[0021]采用上述技术方案，1μmol/L可有效解除精氨酸和赖氨酸的生长抑制。
[0022]进一步，一种水稻培养方法，包括褪黑素处理步骤：使用培养液培养水稻小苗，所述培养液为含有褪黑素的普通培养液。
[0023]采用上述技术方案，在水稻的培养液中添加一定浓度的褪黑素，可以进一步增加水稻的株高和鲜重，还促进水稻第一分蘖芽和第二分蘖芽伸长。
[0024]进一步，在褪黑素处理步骤中，将水稻小苗从3叶期培养至5叶期。
[0025]采用上述技术方案，3叶期到5叶期的水稻小苗对外源氨基酸以及褪黑素较为敏感，可有效地响应上述物质的刺激，从而有效地促进植株生长发育。
[0026]进一步，在褪黑素处理步骤之前还包括水培步骤：使用普通培养液培养处于3叶期的水稻小苗3天。
[0027]采用上述技术方案，水培步骤可使的水稻小苗适应培养环境，在适应了环境之后，再进行褪黑素的处理，减少其他因素影响水稻小苗生长，进而减小非褪黑素因素对实验过程的影响。
[0028]进一步，所述培养液还含有赖氨酸和精氨酸，褪黑素在培养液中的浓度为0.1-1μmol/ml。
[0029]采用上述技术方案，在含有赖氨酸和精氨酸的有机氮培养液中添加一定浓度的褪黑素，不仅解除了较高浓度的氨基酸对水稻生长和分蘖芽伸长的抑制作用，还大大增加了水稻的株高和鲜重，促进水稻第一分蘖芽和第二分蘖芽伸长。
附图说明
[0030]图1是实施例1的不同浓度褪黑素的加入下单株水稻小苗表型图(图中顺序依次为在褪黑素0μmol/L、0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L、1000μmol/L浓度处理后的水稻小苗)。
[0031]图2是实施例1的不同浓度褪黑素加入下单株水稻小苗株高柱状图(图中顺序依次为在褪黑素0μmol/L、0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L、1000μmol/L浓度处理后，水稻小苗株高平均值，mean
±
SD，n＝30)。
[0032]图3是实施例1的不同浓度褪黑素加入下单株水稻小苗鲜重柱状图(图中顺序依次为在褪黑素0μmol/L、0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L、1000μmol/L浓度处理后，水稻小苗鲜重平均值，mean
±
SD，n＝30)。
[0033]图4是实施例1的不同浓度褪黑素的加入下单株水稻小苗第一分蘖芽和第二分蘖芽表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻培养液，其特征在于，包括褪黑素。2.根据权利要求1所述的一种水稻培养液，其特征在于，还包括氨基酸。3.根据权利要求2所述的一种水稻培养液，其特征在于，所述褪黑素的浓度为0.1-10μmol/L。4.根据权利要求3所述的一种水稻培养液，其特征在于，所述褪黑素的浓度为0.1-1μmol/L。5.根据权利要求4所述的一种水稻培养液，其特征在于，所述氨基酸包括赖氨酸和精氨酸。6.根据权利要求5所述的一种水稻培养液，其特征在于，所述褪黑素浓度为1μmol/L。7.一种水稻培养方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：方中明，杨过，韦启浪，杭俊楠，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：