一种植物抗旱增产剂制造技术

本发明专利技术属于农业生物学领域，涉及一种新型植物抗旱增产剂，所述的抗旱增产剂为胍丁胺，发明专利技术人利用模拟植物干旱环境，使其处于干旱胁迫状态，然后在植株上喷施胍丁胺，使植物的持绿期延长，通过维持其干旱胁迫下的正常光合作用，从而达到提高植物产量的目的。结果表明，胍丁胺能通过提高干旱胁迫下小麦的抗旱性抑制小麦衰老，增加了植株鲜重，进而提高了小麦的生物学产量，可作为新的植物抗旱增产剂广泛应用于粮食作物、经济作物、园林作物等植物的抗旱增产。旱增产。旱增产。

【技术实现步骤摘要】
一种植物抗旱增产剂


[0001]本专利技术属于农业生物学领域，涉及一种新型植物抗旱增产剂。

技术介绍

[0002]由于全球气候变化异常，水资源严重短缺，植物受干旱胁迫影响越来越重。受干旱胁迫影响，植物叶片往往出现萎蔫，导致光合作用效率下降，进而影响植物的产量。如何延缓植物干旱胁迫下的叶片萎蔫，延长叶片持绿期，以便更好的维持叶片的正常光合作用，从而减少干旱胁迫造成的损失，进而提高植物的产量，迫切需要寻找新的植物抗旱增产方法。
[0003]目前，生产上常用的抗旱剂为24
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诱抗素，但其作用效果并不明显。因此，能否找到一种能够提高干旱胁迫下小麦的抗旱性而且增产的抗旱剂，成为本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述情况，本专利技术的专利技术人提供了一种新型植物抗旱增产剂，所述的抗旱增产剂为胍丁胺，专利技术人利用模拟植物干旱环境，使其处于干旱胁迫状态，然后在植株上喷施胍丁胺，使植物的持绿期延长，从而达到提高植物产量的目的。结果表明，胍丁胺能通过上调ABA信号途径中关键基因的表达，进而通过提高干旱胁迫下小麦的抗旱性抑制小麦衰老，增加了植株鲜重，最终提高了小麦的生物学产量以及籽粒产量，而且其抗旱效果明显好于当前市场上常见的抗旱剂，因此可作为新的植物抗旱增产剂广泛应用于粮食作物、经济作物、园林作物等植物的抗旱增产。现有技术中，生物体内的胍丁胺(agmatine，AGM)是由细胞内线粒体膜上的精氨酸脱羧酶(argininedecarboxylase，ADC)催化精氨酸脱羧基转化而成的，其分子式为C5H
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N4，分子量为130.19，分子结构式如下所示：
[0005][0006]在生物体内，胍丁胺在胍基亚氨基水解酶和氨基甲酸甘油脂氨基酰胺水解酶的作用下形成腐胺，然后，通过添加氨丙基的亚精胺合成酶(Spermidinesynthase，spd)和精胺合成酶(Sperminesynthase，spm)将其转化为亚精胺和精胺，进而发挥一系列的生物学功能。在动物中，胍丁胺是一氧化氮合成的内源性调节物之一，它可以通过底物竞争性的方式抑制一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase，NOS)，减少病理状态下一氧化氮的生成，从而实现对血管的舒缩和抗炎作用。目前作为临床药物的胍丁胺主要用于调节人体血管舒缩、抗炎等作用，然而在农业领域还没有相关应用出现；
[0007]本专利技术研究发现，在植物上喷施胍丁胺，可以上调脱落酸(abscisicacid，ABA)信号途径中的ABA受体基因PYL2和控制气孔开关的SNF1相关蛋白激酶基因SnRK2(sucrose
non
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fermentingrelatedproteinkinase2)等两个关键基因的表达，由此证明，胍丁胺通过ABA信号途径来提高小麦的抗旱性。与此同时专利技术人还发现，在大田小麦拔节期喷施胍丁胺，可显著增加亩穗数，进而提高小麦的产量。本专利技术的专利技术人经过筛选和实验验证，首次提出了胍丁胺可在植物抗旱增产领域开发与应用。
[0008]本专利技术的具体技术方案是：
[0009]发现了胍丁胺在植物抗旱增产领域的新用途，进而提供了一种新型植物抗旱增产剂，所述的抗旱增产剂为胍丁胺，为了验证上述新用途，专利技术人具体采用了如下实验方案：
[0010](1)选取当年收获的籽粒饱满、大小一致的抗旱小麦“济麦379”种子，置于15cm*15cm*5cm的方形盒中，于温度22℃、日照16小时、黑暗8小时的恒温光照培养箱中萌发生长7天；
[0011](2)挑取10棵生长状态及大小一致的小麦幼苗，置于200cm3的透明塑料盒中进行液体培养；
[0012](3)小麦幼苗的干旱胁迫：利用20％g/mLPEG8000溶液，对小麦幼苗进行干旱胁迫；
[0013](4)小麦幼苗喷施实验：设置0μM(水)、10μM、30μM、50μM、70μM、100μM和500μM的胍丁胺水溶液浓度梯度；每组实验设3次重复，对每个塑料盒中的小麦植株，用喷壶对其茎叶部分进行均匀喷施相应浓度胍丁胺溶液5mL；
[0014]分别于每天上午9:00和下午16:00各喷施一次，在小麦幼苗生长过程中，观察干旱胁迫下的叶片表型变化，待其生长至96h时，测量根部以上植株鲜重；
[0015](5)与市场上常见的抗旱剂24
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诱抗素(海米优，农药登记证书PD20200242，四川海润作物科学技术有限公司)进行比较实验：设置水、6g/L24
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诱抗素(按照产品说明进行)、步骤(4)中70μM胍丁胺共3组实验，每组实验重复3次，分别喷施上述3种溶液；
[0016]分别于每天上午9:00和下午16:00各喷施一次，每次喷施溶液5mL，在小麦幼苗生长过程中，于72h后观察干旱胁迫下的叶片表型变化；
[0017](6)抗旱相关基因的表达分析：用步骤(4)中70μM胍丁胺水溶液进行6h(处于光照状态)、12h(处于黑暗状态)和24h(处于光照状态)不同时间的处理，每个处理3次重复；在每个时间点，取来自不同植株的两片叶用于RNA提取、cDNA合成以及qR
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PCR检测；
[0018]有关实验流程详见文章“李永波，崔德周，黄琛，隋新霞，樊庆琦，楚秀生.细胞自噬参与脱落酸介导的小麦耐盐作用.农业生物技术学报，2021，29(01)：1
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11.”[0019](7)大田小麦喷施实验：在大田中种植12行(行长2米)小麦材料济麦22，待其生长至拔节期时，喷施0μM(水)、100μM、200μM和500μM的胍丁胺水溶液。每个浓度喷施3行；待小麦生长至成熟时，每行各取1米材料用于统计亩穗数、穗粒数、千粒重及籽粒产量；通过图5可知，拔节期胍丁胺的最佳浓度为200μM。
[0020]结果如下：
[0021]由附图3可以看出，喷施常用抗旱剂24
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诱抗素的抗衰老效果明显不如胍丁胺，证明胍丁胺的抗旱效果明显好于常用抗旱剂；且优选胍丁胺水溶液的最低使用浓度为70μM。
[0022]综合上述结果可知，本专利技术使用的胍丁胺可通过上调PYL2、SnRK2基因的表达，进
而激活植物特有的ABA信号途径来发挥其抗旱机能，首次提出了胍丁胺在植物中的新用途，在植株上喷施胍丁胺，使植物的持绿期延长，通过维持其干旱胁迫下的正常光合作用，从而达到提高植物产量的目的。胍丁胺能通过提高干旱胁迫下小麦的抗旱性抑制小麦衰老，增加了植株鲜重，进而提高了小麦的生物学产量以及籽粒产量，其抗旱效果明显优于当前市场上销售的抗旱剂，可以作为新的植物抗旱增产剂，此外，在小麦拔节期喷施胍丁胺，可显著增加亩穗数，进而提高小麦籽粒产量，同时确定了拔节期的最佳浓度为200μM；所以本专利技术的抗旱增产剂胍丁胺可广泛应用于粮食作物、经济本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.胍丁胺在植物抗旱增产领域的用途，该用途为作为植物抗旱增产剂。2.一种植物抗旱增产剂，其特征在于：所述的抗旱增产剂为胍丁胺。3.根据权利要求2所述植物抗旱增产剂，其特征在于：当植株为小麦时，采用喷施...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书四页附图三页，
申请(专利权)人：山东省农业科学院作物研究所，
类型：发明
国别省市：