專利名稱：一種促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，屬于生化試劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，專用于提高植物光合能力，促進(jìn)植物生長發(fā)育，增加產(chǎn)量，增強(qiáng)抗逆性。
(二)技術(shù)背景植物生長發(fā)育經(jīng)常受到各種不良環(huán)境條件的制約，往往導(dǎo)致生長和產(chǎn)量下降。雖然通過改善農(nóng)業(yè)環(huán)境或者選育抗逆性強(qiáng)的作物品種可以達(dá)到增產(chǎn)增收的目的，但其成本高，年限長，還可能帶來其它副效應(yīng)。例如，自上世紀(jì)九十年代以來，我國農(nóng)業(yè)設(shè)施栽培技術(shù)越來越普及，雖然它改善了作物生長的部分環(huán)境因子，但所造成的弱光、次生鹽漬化等副作用迄今還無法解決，而且由于它多數(shù)是在冬季低溫季節(jié)進(jìn)行，夜晚的低溫脅迫常常會(huì)危及植物生命，降低生產(chǎn)能力。已經(jīng)有一些國家發(fā)明專利可以用于提高植物光合作用，增強(qiáng)抗逆性。但是，多半是將幾種大量或微量元素和(或)植物激素按一定比例配合。由于成份復(fù)雜，作用機(jī)理不明確，而且使用方法不易被生產(chǎn)者掌握，使用效果往往也不穩(wěn)定。也有一些研究提出使用植物激素脫落酸等物質(zhì)來提高植物抗寒性，但其代價(jià)是抑制植物生長，降低產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中使用植物激素增強(qiáng)抗逆效果不穩(wěn)定或降低產(chǎn)量的缺陷，提供一種同時(shí)促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，用于提高植物光合能力，促進(jìn)植物生長發(fā)育，增加產(chǎn)量，增強(qiáng)抗逆性。
技術(shù)方案一種促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，其特征在于，在種子萌發(fā)期用0.01～20mg/L鹽酸-5-氨基乙酰丙酸(ALA)浸種或在幼苗生長期用1～100mg/L鹽酸-5-氨基乙酰丙酸澆灌根系或噴布葉片，連續(xù)1～3天，每天1次。也可以在植物幼苗生長期用5-氨基乙酰丙酸的類似物乙酰丙酸(LA)50～500mg/L澆灌根系或噴布葉片，連續(xù)1～3天，每天1次。
有益效果本發(fā)明使用一種單一的生化試劑ALA及其類似物乙酰丙酸，通過提高植物的光合作用來促進(jìn)植物生長，通過提高呼吸作用來增強(qiáng)植物新陳代謝，增加植物葉綠素含量(特別是葉綠素b含量)，促進(jìn)氣孔開放，提高凈光合速率，降低光呼吸強(qiáng)度，增加可溶性糖和干物質(zhì)積累，因而不僅抗逆性明顯提高，而且能夠達(dá)到增產(chǎn)的目的。由于5-氨基乙酰丙酸本身為內(nèi)源代謝產(chǎn)物，能夠被生物降解，無殘留，無污染，對(duì)人體無毒性，可用于大田和設(shè)施農(nóng)業(yè)的無公害生產(chǎn)。
該方法操作簡便，效果穩(wěn)定，增效明顯。 ALA和LA的結(jié)構(gòu)通式生化試劑鹽酸-5-氨基乙酰丙酸和乙酰丙酸一般于用生物化學(xué)研究(分別見《(試劑手冊(cè)》第二版，中國醫(yī)藥公司上?；瘜W(xué)試劑采購供應(yīng)站編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984，第71頁和第733頁；《(化學(xué)試劑目錄手冊(cè)》北京化學(xué)試劑公司編，北京工業(yè)大學(xué)出版社，1993，第42頁和第416頁)。其中5-氨基乙酰丙酸是生物體內(nèi)四吡咯化合物包括葉綠素、亞鐵血紅素、光敏素、維生素B12等生物合成的關(guān)鍵前體，因而在四吡咯化合物生物合成研究過程中，曾經(jīng)對(duì)5-氨基乙酰丙酸的生物合成與生理代謝等進(jìn)行過大量研究。乙酰丙酸是生物體內(nèi)5-氨基乙酰丙酸脫氫酶的抑制劑，可以抑制ALA代謝，促進(jìn)ALA積累。但是它們直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還未見報(bào)道。
本發(fā)明根據(jù)5-氨基乙酰丙酸(ALA)是植物葉綠素和亞鐵血紅素生物合成關(guān)鍵前體的原理，研究發(fā)現(xiàn)一定濃度的ALA處理能夠明顯提高植物葉片葉綠素含量，特別是葉綠素b的含量，因而可以增加弱光條件下植物葉片對(duì)光能的吸收，提高葉片表觀光量子效率和羧化效率，從而提高植物凈光合速率，增加干物質(zhì)積累，提高可溶性糖含量和細(xì)胞汁液濃度，同時(shí)還提高植物葉片或種子的暗呼吸強(qiáng)度，促進(jìn)新陳代謝，因而，可以從根本上增強(qiáng)植物抗低溫和鹽漬能力。此外，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，ALA處理在提高凈光合速率的同時(shí)還抑制光呼吸，這可能是ALA促進(jìn)植物光合作用的重要原因。
試驗(yàn)研究表明ALA能夠明顯提高弱光下生長的植物葉片光合能力，頂部葉片的飽和光合速率(Ps)比對(duì)照高出26-188％，基部葉片的飽和光合速率(Ps)比對(duì)照高出40-233％。葉片表觀量子效率分別比對(duì)照高出32-271％。ALA處理明顯提高了弱光下生長的甜瓜葉片同化CO2能力，葉片的羧化效率分別比對(duì)照高出55-210％。測(cè)定ALA處理植株的干重表明，10mg/LALA和100mg/LALA處理后植株干重分別比對(duì)照高出17.38％和26.91％，說明干物質(zhì)積累量增加。
本發(fā)明的創(chuàng)造性特點(diǎn)還在于，無論是適境還是逆境條件下，利用一定濃度的ALA浸泡種子或澆灌植物幼苗根系或噴布于葉片，都可以促進(jìn)植物種子萌發(fā)進(jìn)程和幼苗生長，提高幼苗葉片的凈光合速率和組織暗呼吸速率，增強(qiáng)抵抗弱光、低溫和鹽漬等逆境脅迫的能力。
使用本發(fā)明所述的促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，可明顯促進(jìn)植物光合作用，增加對(duì)逆境的適應(yīng)能力。由于它的作用機(jī)理在于提高植物光合作用和呼吸作用，通過增加植物干物質(zhì)積累和能量儲(chǔ)備，來促進(jìn)植物生長或抵御環(huán)境脅迫，因而對(duì)植物本身沒有任何副作用。以前曾提出利用植物激素脫落酸來增強(qiáng)植物抗寒性，但是由于脫落酸會(huì)明顯抑制葉片氣孔開度，因而，在植物抗寒性提高的同時(shí)也抑制了光合作用和干物質(zhì)積累。本發(fā)明所用的ALA能夠在正常條件下增大葉片氣孔開度，增加細(xì)胞間隙CO2濃度，提高凈光合速率；植物在經(jīng)受低溫脅迫后，可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)氣孔開度和光合作用，因而，有利于低溫脅迫后植物生長的恢復(fù)。由于所有生物體內(nèi)都含有5-氨基乙酰丙酸，農(nóng)田使用低濃度的ALA不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響，也不會(huì)引起人體健康安全問題，因而，是一種無毒無污染的技術(shù)。


圖1為經(jīng)8℃低溫處理6小時(shí)的甜瓜幼苗，示低溫傷害癥狀。左邊植株經(jīng)10mg/LALA預(yù)處理，僅有少量葉片葉緣失水卷曲，右邊植株為對(duì)照，幾乎所有葉片失水死亡。
具體實(shí)施方式
實(shí)例1.甜瓜(品種為西亞蜜1號(hào))幼苗培養(yǎng)于植物光照培養(yǎng)箱中，植株頂部的光照強(qiáng)度約150μmol·m-2·s-1。植株幼小時(shí)，從外觀上看不出有明顯不同。但是隨著植株葉片數(shù)量增加，植株基部葉片所能接受到的光強(qiáng)越來越少，結(jié)果導(dǎo)致下部葉片逐漸枯黃，葉片光合性能明顯下降。4葉齡時(shí)用CIRAS-1型便攜式植物光合儀測(cè)定的數(shù)據(jù)表明，頂部第1張葉片的飽和光合速率(Ps)為8μmol·m-2·s-1，其下葉片的Ps依次為5.7，2.7和0.9μmol·m-2·s-1。但是，如果葉片噴布10mg/L ALA，則3天后葉片的Ps值依次為10.1，9.0，7.8和2.3μmol·m-2·s-1，分別比對(duì)照高出26.25％，57.89％，188.89％和155.56％。如果葉片噴布100mg/LALA，則葉片Ps值依次為11.4，9.3，5.3和3.0μmol·m-2·s-1，分別比對(duì)照高出42.5％，63.16％，96.30％和233.3％。由于越是植株基部，其所獲得的光照越少，而ALA處理后，越是基部葉片，其Pn值增加的幅度越大，說明ALA能夠明顯提高弱光下生長的植物葉片光合能力(表1)。
實(shí)例2.利用CIRAS-1型便攜式植物光合儀在人為控制的低光強(qiáng)或低CO2條件下分別測(cè)定生長于頂部光強(qiáng)約150μmol·m-2·s-1培養(yǎng)箱中的甜瓜幼苗不同葉片的凈光合速率，然后根據(jù)光強(qiáng)-凈光合速率或細(xì)胞間隙CO2濃度-凈光合速率的直線關(guān)系計(jì)算出各自的表觀量子效率和羧化效率，結(jié)果表明，對(duì)照植株葉片的表觀量子效率隨著葉位的下降幾乎呈倍數(shù)(約兩倍)下降，說明甜瓜是一種極不耐蔭的植物。如果用10mg/LALA處理，3天后再測(cè)定光合速率，則第1葉表觀量子效率比對(duì)照高出40％，其下各葉分別高出53.75％，93.15％和21.05％。如果預(yù)先用100mg/LALA處理，則葉片表觀量子效率分別比對(duì)照高出32.98％，133.57％，271.23％和160.53％。說明ALA處理能夠明顯提高甜瓜葉片表觀量子效率(表2)。
與此類似，甜瓜幼苗葉片的羧化效率也隨著葉位的降低而下降，而ALA處理能明顯提高不同葉位葉片的羧化效率(表2)。其中經(jīng)10mg/L ALA處理葉片的羧化效率分別比對(duì)照高出65.70％，184.62％，59.70％和97.17％，經(jīng)100mg/LALA處理葉片的羧化效率分別比對(duì)照高出96.51％，210.77％，55.72％和172.64％。表明ALA處理明顯提高了弱光下生長的甜瓜葉片同化CO2能力。
此外，從葉片氣孔導(dǎo)度測(cè)定結(jié)果也可以看出，隨著植株葉位的降低，葉片氣孔開度下降。這一方面可能是光照不足導(dǎo)致氣孔功能退化的結(jié)果，另一方面也是葉片光合性能降低的原因。利用外源ALA處理可以明顯提高葉片氣孔導(dǎo)度，促進(jìn)光合速率的提高(表3)。
測(cè)定不同葉位葉片葉綠素含量結(jié)果表明，植株基部葉片葉綠素含量顯著低于較上部位的葉片(表3)，這與葉片黃化的外觀癥狀是一致的。而ALA處理可以明顯提高葉片葉綠素a、葉綠素b含量以及葉綠素總量，并且明顯提高葉綠素b與葉綠素a的比值，說明ALA對(duì)葉綠素b含量的促進(jìn)作用更大，因而有利于植株在弱光條件下更好地吸收光能。
實(shí)例3.將甜瓜幼苗培養(yǎng)于頂部光強(qiáng)約150μmol·m-2·s-1培養(yǎng)箱中，4葉齡時(shí)用10mg/LALA或100mg/LALA溶液處理，15天后測(cè)定不同葉位葉片可溶性糖含量以及植株干重，表明，ALA處理明顯提高了甜瓜植株葉片的可溶性糖含量，其中10mg/LALA處理使頂部第1葉的可溶性糖含量提高43.76％，其下葉片提高幅度分別為96.02％，38.32％和56.37％，總平均值為58.62％；100mg/LALA處理使葉片可溶性糖含量分別提高104.92％，132.05％，34.54％和35.79％，總平均值為76.83％。很顯然，ALA處理葉片可溶性糖含量增加與其光合速率提高有著密切關(guān)系。另外，測(cè)定ALA處理植株的干重表明，10mg/LALA和100mg/LALA處理后植株干重分別比對(duì)照高出17.38％和26.91％，說明干物質(zhì)積累量增加。
但是，植物干物質(zhì)積累增加并不是因?yàn)锳LA處理對(duì)暗呼吸作用的抑制。相反，測(cè)定葉片呼吸速率的結(jié)果表明，10mg/L ALA和100mg/L ALA處理均提高了甜瓜幼苗不同節(jié)位葉片的暗呼吸速率，平均增幅為40％，說明ALA處理后葉片新陳代謝活性增強(qiáng)。另一方面，測(cè)定葉片光呼吸速率結(jié)果表明，ALA處理降低了甜瓜葉片光呼吸速率。處理植株葉片的光呼吸只有對(duì)照的80％左右。由于植物光合作用和光呼吸都是由RuBP羧化加氧酶催化，ALA處理抑制了光呼吸強(qiáng)度必然增加該酶對(duì)CO2的親合力，所以盡管植物暗呼吸速率增加，但是凈光合速率仍然明顯受到促進(jìn)。
實(shí)例4.小白菜幼苗培養(yǎng)于頂部光強(qiáng)約150μmol·m-2·s-1的植物光照培養(yǎng)箱中，4葉齡時(shí)分別用10mg/LALA或50～500mg/L LA澆灌，每次5～10ml，連續(xù)3天，然后用200mmol/L NaCl溶液澆灌，每次10～20ml，連續(xù)7天，然后用CIRAS-1型便攜式光合儀測(cè)定植株頂部第2張展開葉片的光合速率。結(jié)果表明，200mmol/L NaCl處理顯著抑制了小白菜幼苗葉片光合作用，而外源ALA和LA處理明顯能提高鹽脅迫下小白菜葉片光合速率。
無論在光強(qiáng)-光合速率響應(yīng)曲線(表5)還是在CO2-光合速率響應(yīng)曲線(表6)中，ALA和LA的處理效應(yīng)都非常明顯。在光飽和條件下，NaCl處理植株葉片凈光合速率僅為對(duì)照的17.79％，而10mg/LALA處理植株葉片光合速率為對(duì)照的30.28％，500mg/LLA處理植株葉片為對(duì)照的42.31％，分別比單純NaCl處理植株高70.21％和137.83％。由于LA一方面可以阻斷植物體內(nèi)ALA代謝，另一方面又可以抑制亞鐵血紅素合成并因此促進(jìn)內(nèi)源ALA生成，因而，LA處理提高小白菜葉片光合速率可能與內(nèi)源ALA含量增加有關(guān)。
與此類似，當(dāng)入射光強(qiáng)一定時(shí)測(cè)定細(xì)胞間隙CO2不同時(shí)的凈光合速率也表明，ALA或LA處理明顯提高生長于弱光和鹽脅迫下的小白菜葉片光合能力(表6)。以細(xì)胞間隙CO2濃度為300μl·L-1時(shí)的光合速率為例，200mmol/LNaCl處理葉片的Pn值僅為對(duì)照的10.09％，而添加10mg/LALA后葉片Pn提高為對(duì)照的23.76％，50～500mg/L LA處理葉片的Pn值分別為對(duì)照的27.02％，29.19％，30.75％，31.68％和33.39％，均極顯著高于單純的鹽處理。
實(shí)例5.甜瓜幼苗培養(yǎng)于植物光照培養(yǎng)箱中，植株頂部光強(qiáng)約150μmol·m-2·s-1，培養(yǎng)溫度為25～30℃，每天光照12小時(shí)。4葉齡時(shí)，用10mg/LALA溶液澆灌其根系。三天后，將幼苗轉(zhuǎn)移到8℃中進(jìn)行低溫處理。雖然在低溫處理4小時(shí)后重新將幼苗轉(zhuǎn)移到常溫條件下，ALA處理植株與未處理對(duì)照間在外觀沒有明顯差異，但是在常溫下恢復(fù)2小時(shí)后測(cè)定的葉片光合速率表明，ALA預(yù)處理植株所有葉片的凈光合速率(Pn)都高于未處理對(duì)照，尤其是頂部第一張葉片的Pn值極顯著高于對(duì)照(表7)，說明ALA預(yù)處理植株能夠在一定程度上防止低溫對(duì)植物光合能力的傷害。當(dāng)?shù)蜏靥幚砗笾仓暝诔叵卤３?0小時(shí)后，則未經(jīng)ALA處理的植株葉片光合速率不足對(duì)照的50％，而ALA預(yù)處理過植株葉片Pn值已經(jīng)恢復(fù)到未經(jīng)低溫處理的對(duì)照水平，說明ALA預(yù)處理有利于低溫后植物光合性能的恢復(fù)。
若在8℃低溫中處理6小時(shí)，則對(duì)照葉片幾乎完全呈水漬狀，即葉肉細(xì)胞崩潰死亡，而ALA預(yù)處理植株幾乎完好無損(附圖)，表明ALA處理不僅有利于低溫后植物葉片光合性能的恢復(fù)，而且能夠顯著提高植物抗冷性。
實(shí)例6.將甜瓜幼苗培養(yǎng)于聚氯乙烯薄膜的塑料大棚中，光照強(qiáng)度大約為自然光強(qiáng)的60％，同樣也觀察到ALA處理對(duì)葉片光合作用的促進(jìn)作用。對(duì)照葉片在人為控光300μmol m-2s-1條件下測(cè)得的Pn值為5.9μmol m-2s-1，而10mg/L ALA處理的Pn值為7.1μmol m-2s-1，比對(duì)照高出20％(表8)。在1000μmol m-2s-1光強(qiáng)條件下測(cè)得的ALA處理植株P(guān)n值比對(duì)照高40％。另外，還觀察到ALA處理對(duì)羧化效率的促進(jìn)作用，但是在這種中等光強(qiáng)條件下沒有觀察到ALA處理對(duì)表觀量子效率的促進(jìn)作用。這與弱光條件下略有不同。ALA處理還降低葉片光呼吸速率和CO2補(bǔ)償點(diǎn)。ALA處理葉片的光呼吸僅為對(duì)照的75％。
實(shí)例7.在大棚甜瓜生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行ALA應(yīng)用試驗(yàn)，品種為西薄洛托，ALA使用濃度分別為10mg/L、50mg/L和100mg/L，試驗(yàn)小區(qū)面積為100m2。結(jié)果表明，ALA處理明顯促進(jìn)產(chǎn)量提高，并改善果實(shí)品質(zhì)。與對(duì)照相比，ALA處理小區(qū)平均單產(chǎn)分別增加17.98％，26.40％和33.15％，果實(shí)可溶性固形物增加11.29％，10.48％和12.90％(表9)。
實(shí)例8.在小白菜種子萌發(fā)過程中，30℃條件下用蒸餾水浸種1天的小白菜種子萌發(fā)率為82％，而在150mmol/L NaCl溶液中僅為19％，如果在鹽溶液中添加0.05～20mg/LALA溶液，則種子萌發(fā)率隨著ALA濃度的增加而逐漸提高，其中20mg/L處理的比單純鹽處理的高84％。在種子萌發(fā)后第6天，測(cè)定鹽處理以及不同濃度ALA對(duì)小白菜幼苗生長的影響，發(fā)現(xiàn)鹽處理極顯著抑制了植株生長，而ALA處理明顯促進(jìn)了鹽脅迫下幼苗生長(表10)，其中10～20mg/L ALA處理的植株地上部鮮重已經(jīng)與未加鹽對(duì)照的沒有明顯差異，說明ALA處理能夠拮抗鹽分對(duì)種子萌發(fā)與幼苗生長的抑制作用。
實(shí)例9.以小白菜種子為材料，研究正常以及鹽脅迫條件下ALA對(duì)種子萌發(fā)過程中呼吸作用的影響，結(jié)果見表11和表12。
由于曾經(jīng)所用的30℃溫度較高，種子萌發(fā)進(jìn)程過快。當(dāng)改用25℃后，可以在3天內(nèi)看出種子萌發(fā)進(jìn)程。顯然，無論是正常條件下還是鹽脅迫中，ALA處理都促進(jìn)了小白菜種子萌發(fā)進(jìn)程。其中萌發(fā)的第1天效果最為明顯，以后隨著時(shí)間延長ALA的效應(yīng)逐漸減小，但是ALA處理的種子萌發(fā)率始終顯著高于未加ALA的鹽處理。
將上述條件下萌發(fā)1天的小白菜種子置于不同溫度條件下，然后測(cè)定呼吸強(qiáng)度，結(jié)果表明，隨著環(huán)境溫度的增加，種子呼吸強(qiáng)度逐漸提高。無論是在鹽脅迫中還是正常條件下，ALA處理的種子呼吸強(qiáng)度始終高于未添加的對(duì)照。在25℃下，未加鹽也未加ALA的單粒種子呼吸速率為15.93nmolCO2/小時(shí)，而添加0.5mg/L ALA的為27.00nmolCO2/小時(shí)，比對(duì)照高出69.49％；加入150mmol/LNaCl的單粒種子呼吸強(qiáng)度為4.5nmolCO2/小時(shí)，僅為對(duì)照的28.25％；而再添加ALA的為13.5nmolCO2/小時(shí)，恢復(fù)為對(duì)照的84.75％。顯然，ALA促進(jìn)植物種子萌發(fā)的功能與其對(duì)呼吸強(qiáng)度的促進(jìn)作用有著密切關(guān)系。
實(shí)例10.將0.5～20mg/LALA浸種催芽的小白菜幼苗轉(zhuǎn)移到菜地里，每處理10株，30天后測(cè)定單株鮮重，表明在正常條件下ALA處理也能促進(jìn)小白菜幼苗生長。其中20mg/LALA處理使植株地上部鮮重增加15～40％，地下部鮮重增加25～60％(表13)。很顯然，ALA的處理效應(yīng)是明顯的，而且對(duì)根系的促進(jìn)作用大于地上部。
表1.經(jīng)ALA處理3天的甜瓜幼苗不同葉位葉片凈光合速率對(duì)光強(qiáng)的響應(yīng)入射光量子通量密度(μmol·m-2·s-1)處理0 14 50 100 150 200 300 400 600 800 1000 1200 1400 1600對(duì)照 凈光合速率(μ mol·m-2·s-1)第1葉 -1.3 -0.6 0.5 2.3 3.4 4.1 5.4 677.2 7.4 7.7 88第2葉 -1.4 -0.6 0.4 1 1.4 1.6 2 2.6 3.1 3.4 3.6 4.4 5.4 5.7第3葉 -0.7 -0.2 0.4 0.6 0.8 0.9 1.1 1.4 1.5 1.7 2 2.2 2.5 2.7第4葉 -0.7 00.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.8 0.910mg/LALA第1葉 -1.2 -0.7 13 4.9 6.3 8.3 99.3 9.5 9.7 10.1 10.1 10.1第2葉 -0.8 0.1 1.4 3.1 4.6 5.6 6.9 7.8 8.3 8.4 8.5 8.7 8.8 9第3葉 -0.6 0.1 1.2 2.6 3.9 4.7 5.6 6.3 6.6 6.8 6.9 7.1 7.5 7.8第4葉 -0.4 -0.3 0.3 0.4 0.5 0.5 1.2 1.4 1.6 1.6 1.6 1.7 2.2 2.3100mg/LALA第1葉 -1.5 -1.1 0.3 2.5 4.2 5.7 7.5 9.3 9.7 9.8 10.3 10.8 11.2 11.4第2葉 -1.2 -0.7 11.7 2.5 3.2 4.8 5.5 6.3 6.6 7.4 8.7 99.3第3葉 -0.8 0 0.6 1.3 1.8 2.2 2.6 3.1 3.7 44.2 4.6 4.8 5.3第4葉 -0.4 0 0.4 0.6 1.4 1.6 2 2.1 2.3 2.4 2.5 2.6 2.9 3表2.ALA處理對(duì)甜瓜幼苗光合表觀量子效率、羧化效率及葉片氣孔導(dǎo)度的促進(jìn)作用表觀量子效率 羧化效率氣孔導(dǎo)度Gs(mmolm-2s-1)葉位對(duì)照 10mg/L ALA 100mg/L ALA 對(duì)照 10mg/L ALA 100mg/L ALA 對(duì)照 10mg/L ALA 100mg/L ALA第1葉0.0282 0.0395 0.0375 0.03440.05700.0676 100.77 161.38 178.46第2葉0.0140 0.0215 0.0327 0.01950.05550.0606 30.3868.23 132.15第3葉0.0073 0.0141 0.0271 0.02010.03210.0313 16.6937.77 76.62第4葉0.0038 0.0046 0.0099 0.01060.02090.0289 10.2327.08 28.92
表3.ALA處理提高甜瓜葉片葉綠素含量葉綠素含量(mg/gFW)第一葉Chl a Chl b Chl a+b Chl b/a對(duì)照 0.9571 0.48711.4438 0.507910mg/LALA 1.2599 0.66181.9212 0.5256100mg/LALA 1.3866 0.78872.1747 0.5683第2葉對(duì)照 0.9784 0.48041.4585 0.484210mg/LALA 1.2118 0.63721.8485 0.5240100mg/LALA 1.2923 0.70601.9977 0.5462第3葉對(duì)照 1.0299 0.51231.5418 0.496810mg/LALA 1.2110 0.62841.8390 0.5188100mg/LALA 1.2106 0.63651.8466 0.5237第4葉對(duì)照 0.7927 0.39361.1863 0.496510mg/LALA 0.9167 0.46371.3801 0.5343100mg/LALA 1.0949 0.58901.6839 0.5379表4.ALA處理對(duì)甜瓜葉片可溶性糖積累、暗呼吸速率及光下呼吸速率的影響可溶性糖含量(mg/gFW) 暗呼吸速率(μmol·m-2·s-1) 光呼吸速率(μmol·m-2·s-1)葉位對(duì)照 10mg/LALA 100mg/LALA 對(duì)照 10mg/LALA 100mg/LALA 對(duì)照 10mg/LALA 100mg/LALA第1葉0.914 1.314 1.873 1.183 1.256 1.322 5.952 5.448 5.354第2葉0.855 1.676 1.984 0.801 1.113 1.220 4.621 3.732 3.519第3葉1.216 1.682 1.636 0.618 1.231 1.014 3.296 2.834 2.973第4葉1.084 1.695 1.472 0.363 0.562 0.607 3.042 2.023 1.935
表5.外源ALA或LA處理對(duì)鹽脅迫下小白菜葉片凈光合速率的影響(CO2濃度不變，入射光強(qiáng)為0～1000μmol·m-2·s-1)處理 入射光強(qiáng)(μmol·m-2·s-1)0 1450 100 200 300 400 600 800 1000對(duì)照 -0.80 -0.05 2.00 4.05 5.95 6.95 7.90 8.70 9.65 10.4200mmol/LNaCl-0.30 -0.15 0.50 1.20 1.50 1.55 1.65 1.76 1.85 1.8510mg/LALA+NaCl -0.35 -0.15 0.80 1.65 1.85 2.55 2.60 2.95 3.1 3.1550mg/L LA+NaCl -0.30 -0.10 0.55 1.32 1.63 1.74 1.82 2.05 2.10 2.23100mg/L LA+NaCl -0.35 -0.15 0.65 1.45 1.78 1.85 2.05 2.34 2.55 2.60200mg/L LA+NaCl -0.35 -0.15 0.70 1.65 1.80 2.15 2.40 2.75 2.90 3.03300mg/L LA+NaCl -0.33 -0.15 0.85 1.86 2.55 2.86 3.24 3.45 3.55 3.55500mg/L LA+NaCl -0.32 -0.15 1.00 2.00 2.85 3.2 3.55 3.65 4.35 4.40表6.外源ALA或LA處理對(duì)鹽脅迫下小白菜葉片凈光合速率的影響(入射光強(qiáng)為400μmol·m-2·s-1，細(xì)胞間隙CO2為25～800μl·L-1)處理 細(xì)胞間隙CO2(μl·L-1)2550 100 150200 300 400 600 800對(duì)照 -2.50 -1.10 1.25 2.84 4.53 6.44 8.25 9.74 10.23200mmol/L NaCl-1.40 -0.75 -0.45 -0.45 0.16 0.65 1.25 1.60 2.0010mg/L ALA+NaCl -1.15 -0.90 -0.50 0.35 0.67 1.53 2.36 2.67 2.9350mg/L LA+NaCl-1.25 -0.75 -0.36 0.55 0.98 1.74 2.43 2.95 3.44100mg/L LA+NaCl -1.36 -0.65 -0.25 0.75 1.23 1.88 2.56 3.15 3.67200mg/L LA+NaCl -1.35 -0.70 -0.12 0.80 1.34 1.98 2.75 3.45 3.89300mg/L LA+NaCl -1.40 -0.66 0.22 0.95 1.45 2.04 2.96 3.66 4.21500mg/L LA+NaCl -1.45 -0.70 0.4 1.10 1.55 2.15 3.05 3.80 4.35表7.經(jīng)8℃低溫處理4小時(shí)的甜瓜幼苗在常溫中恢復(fù)2小時(shí)與20小時(shí)后不同葉位葉片的凈光合速率，示ALA預(yù)處理恢復(fù)葉片光合性能的效應(yīng)常溫中恢復(fù)2小時(shí)的凈光合速率 常溫中恢復(fù)20小時(shí)的凈光合速率葉位對(duì)照 10mg/LALA 低溫處理 ALA+低溫對(duì)照 10mg/LALA 低溫處理 ALA+低溫第1葉 6.209.35 1.00 2.40 8.159.13 3.85 8.20第2葉 6.309.50 0.90 1.60 4.657.63 1.85 3.90第3葉 3.235.05 0.65 1.00 2.954.77 1.35 2.65第4葉 2.503.65 0 .30 0.55 2.052.67 0.80 1.55
表8.大棚甜瓜幼苗在人為控制光強(qiáng)(0～1000μmol m-2s-1)下所測(cè)得的凈光合速率(Pn)入射光強(qiáng)(μmol m-2s-1)處理0 1550 100 150 200 300 400 500 600 700 800 90 0 1000對(duì)照 -1.3 -0.5 1.5 2.7 4.0 4.9 5.9 6.6 7.5 7.6 8.5 8.9 9.0 9.610mg/L ALA -2.0 -0.8 1.4 3.1 4.4 5.0 7.1 8.7 9.8 10.7 11.7 12.5 12.7 13.5表9.ALA處理對(duì)甜瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響畝產(chǎn)(kg/666.7m2)可溶性固形物％對(duì)照890 12.410mg/LALA 1050 13.850mg/LALA 1125 13.7100mg/LALA1185 14.0表10.不同濃度ALA溶液對(duì)鹽脅迫下小白菜種子萌發(fā)與幼苗生長的促進(jìn)作用150mmol/L NaCl+0.05 NaCl+0.07 NaCl+0.1 NaCl+0.3 NaCl+1mg NaCl+5 NaCl+10 NaCl+20處理對(duì)照NaClmg/LALAmg/LALA mg/LALAmg/LALA/LALA mg/LALA mg/ALAmg/LALA種子萌發(fā)率 82％19％ 25％ 37％ 38％ 38％ 38％ 41％ 43％ 54％地上鮮重0.1974 0.12530.1567 0.16550.1751 0.17600.18910.19010.19630.1987(mg/株)(100％) (63.78％) (79.38％) (83.84％) (88.70％) (89.16％) (95.80％) (96.30％) (99.44％) (100.66％)地上鮮重0.0529 0.02800.0278 0.02920.0316 0.03410.03370.03510.03600.0348(mg/株)(100％) (52.93％) (52.55％) (55.20％) (59.74％) (64.46％) (63.71％) (66.35％) (68.05％) (65.78％)表11.0.5mg/LALA處理對(duì)小白菜種子萌發(fā)進(jìn)程的影響(25℃)種子萌發(fā)率(％)處理第1天 第2天第3天對(duì)照65.00 89.0093.25150mmol/L NaCl 18.33 63.3368.500.5mg/L ALA 77.50 92.5095.20NaCl+ALA35.00 76.2582.33
表12.ALA對(duì)不同溫度條件下萌發(fā)的小白菜種子呼吸強(qiáng)度的影響(nmolCO2/h)處理 13℃ 18℃ 20℃21℃ 22℃ 23℃24℃25℃對(duì)照 8.10 10.35 11.25 12.33 12.60 13.50 14.40 15.930.5mg/LALA 13.05 16.2 17.73 19.53 21.33 22.77 24.57 27.00150mmol/L NaCl 1.80 2.70 2.973.33 4.23 4.504.504.50ALA+NaCl 8.35 9.23 9.6310.35 10.8 11.48 12.38 13.50表13.不同濃度ALA處理對(duì)正常田間條件下小白菜幼苗生長的促進(jìn)效應(yīng)處理 對(duì)照 0.5mg/LALA 1mg/LALA 10mg/LALA 20mg/LALA地上部鮮重15.0015.26 15.4815.59 17.32(g/株) (100％) (101.73％)(103.20％)(103.93％) (115.47％)試驗(yàn)1地下部鮮重3.28 3.83 3.75 4.144.11(g/株) (100％) (116.77％) (114.33％)(126.22％) (125.30％)地上部鮮重10.66 11.61 12.88 13.74 14.82(g/株) (100％) (108.91％) (120.83) (128.89％) (139.02％)試驗(yàn)2地下部鮮重3.87 5.01 5.55 5.766.15(g/株) (100％) (129.46％) (143.41％)(148.84％) (158.91％)
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，其特征在于，在種子萌發(fā)期用0.01～20mg/L鹽酸-5-氨基乙酰丙酸浸種或在幼苗生長期用1～100mg/L鹽酸-5-氨基乙酰丙酸澆灌根系或噴布葉片，連續(xù)1～3天，每天1次。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，其特征在于，在植物幼苗生長期用5-氨基乙酰丙酸的類似物乙酰丙酸50～500mg/L澆灌根系或噴布葉片，連續(xù)1～3天，每天1次。
全文摘要
本發(fā)明一種促進(jìn)植物生長與增強(qiáng)抗逆性的方法，屬于生化試劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用領(lǐng)域，用0.01～100mg/L鹽酸－5－氨基乙酰丙酸或用乙酰丙酸50～500mg/L浸種或澆灌根系或噴布葉片，連續(xù)1～3天，每天1次。使用本發(fā)明的效果在于增加植物葉綠素含量，促進(jìn)氣孔開放，提高凈光合速率，降低光呼吸強(qiáng)度，增加可溶性糖和干物質(zhì)積累，從而提高植物抗逆性，并提高產(chǎn)量。由于5－氨基乙酰丙酸本身為內(nèi)源代謝產(chǎn)物，能夠被生物降解，無殘留，無污染，對(duì)人體無毒性，可用于大田和設(shè)施農(nóng)業(yè)的無公害生產(chǎn)。圖為經(jīng)8℃低溫處理6小時(shí)的甜瓜幼苗(左為處理，右為對(duì)照)。
文檔編號(hào)A01N37/46GK1409962SQ02138598
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者汪良駒, 姜衛(wèi)兵, 黃保健 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)