CN110521327A - 一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，包括以下步骤：选取外表无伤痕、籽粒饱满的苦荞种子，在阳光下晾晒，然后采用消毒液进行消毒，最后用蒸馏水冲洗；将冲洗后的种子放入赤霉素溶液中浸没，恒温浸种；将浸种后的种子均匀平铺在滤纸上，置于无菌条件下遮光培养，得苦荞幼苗；选取长势整齐的壮苗，栽种至疏松平整的土壤，根部覆盖土壤，然后每株幼苗施加混合肥。本发明通过将苦荞种子在赤霉素溶液中的浸种，可以有效的提升铅胁迫条件下苦荞幼苗活力，以抵御重金属铅胁迫，提高苦荞种子的发芽率。

Description

一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法
技术领域
本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法。
背景技术
苦荞具有较高的营养价值，近年来农业、医学及食品营养学等方面的有关研究表明，苦荞其营养价值居所有粮食作物之首，不仅营养成分丰富、营养价值高，而且含有其他粮食作物不具有的特种微量元素及药用成分，对现代“文明病”及几乎所有中老年心脑血管疾病有预防和治疗功能，因而受到各国的重视。苦荞生产和保健食品开发呈现新的发展势头。
我国是苦荞的生产大国，苦荞耐贫瘠、耐冷冻以及生长周期短等栽培优点。然而苦荞亩产极低，无法满足日益增长的需求，想要提高苦荞总产量，增加种植面积至关重要。但是由于我国大部分土壤都受到了不同程度的重金属污染，土壤难以提供苦荞适宜的生长条件。想要提高苦荞的营养价值和产量，我们可以通过提高苦荞对重金属的抗逆性或者缓解重金属对苦荞生长胁迫，从而达到提高苦荞产量和营养价值。找寻缓解重金属污染对苦荞生长胁迫的方法可以为现代农业的发展起到至关重要的作用。
缓解植物重金属胁迫伤害的主要方法有矿质元素、植物生长调节剂、微生物等，植物生长调节剂通过调节植物的生长状况来提高抗逆性，如施加外源脱落酸，能够恢复重金属汞胁迫下种子萌发活力。赤霉素可以打破种子休眠期，促进种子的萌发和幼苗的生长，最明显的生物学效应就是促进细胞伸长来使的植物生长。赤霉素可以促进RNA和蛋白质的合成，降低吲哚乙酸氧化酶的活性，提高蛋白酶的活性，在植物侧根与不定根的发生过程在也有明显的抑制作用，赤霉素的这些功能都可以促进植物的生长发育，而赤霉素在缓解苦荞铅胁迫对种子萌发和幼苗生长发育伤害尚未可知。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，通过将苦荞种子在赤霉素溶液中的浸种，可以有效的提升铅胁迫条件下苦荞幼苗活力，以抵御重金属铅胁迫，提高苦荞种子的发芽率。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，包括以下步骤：
(1)选取外表无伤痕、籽粒饱满的苦荞种子，在阳光下晾晒2～3天，每天5～6h，然后采用消毒液进行消毒，最后用蒸馏水冲洗；
(2)将步骤(1)冲洗后的种子放入浓度5～100mg/L赤霉素溶液中浸没，在23～28℃温度下恒温浸种8～24h；
(3)将步骤(2)浸种后的种子均匀平铺在滤纸上，置于无菌条件下，20～25℃遮光培养8～10天，每天浇水2次，得苦荞幼苗；
(4)选取步骤(3)中长势整齐的壮苗，栽种至疏松平整的土壤，根部覆盖土壤3～4cm，然后每株幼苗施加0.3～1.2kg混合肥。
进一步，步骤(1)中消毒时，采用浓度为0.1wt％的消毒液消毒2h，再用蒸馏水冲洗3～5次。
进一步，消毒液为高锰酸钾、甲醛或双氧水溶液。
进一步，赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液10～15份、硝酸钠80～110份、硫酸铵90～150份、硫酸钾90～150份、过磷酸钙80～110份、钼酸铵15～20份和水1100～1400份。
进一步，赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液13份、硝酸钠90份、硫酸铵120份、硫酸钾120份、过磷酸钙90份、钼酸铵18份和水1300份。
进一步，赤霉素发酵液通过以下方法制备得到：将赤霉素在28～30℃条件下发酵2～3天，再浓缩后萃取，得赤霉素发酵液。
进一步，步骤(3)中所述混合肥为有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙按重量比30～60:0.1～0.4:2～6:3～7混合而成的肥料。
进一步，有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙的重量比为40:0.3:4:5。
综上所述，本发明具备以下优点：
1、在铅胁迫条件下，采用本方法进行苦荞种子的浸种育苗处理，可有效缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长的伤害，提高苦荞铅胁迫下的种子发芽率、发芽势和发芽指数，赤霉素浸种后可以显著提高发芽率；降低不定根数量、游离氨基酸含量与超氧化物歧化酶活性从而达接近正常值。其中40mg/L赤霉素浸种过后的苦荞长势和生理指标最接近正常萌发苦荞种子，苦荞种子发芽率提高9％，不定根数量减少20％，超氧化物歧化酶活性减少76％，游离氨基酸含量减少29％。
2、赤霉素可以打破种子休眠期，促进种子的萌发和幼苗的生长，最明显的生物学效应就是促进细胞伸长来使的植物生长。赤霉素可以促进RNA和蛋白质的合成，降低吲哚乙酸氧化酶的活性，提高蛋白酶的活性，在植物侧根与不定根的发生过程在也有明显的抑制作用，赤霉素的这些功能都可以促进植物的生长发育。赤霉素浸种后显著提高发芽率；降低不定根数量、游离氨基酸含量与超氧化物歧化酶活性从而达接近正常值。
3、本发明中还对幼苗施加混合肥，以提供幼苗生产过程中有机物质和氮磷钾等微量元素，促进幼苗的生长，缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长的伤害，以适应幼苗后续的生长。
附图说明
图1为赤霉素溶液浸种对发芽率影响示意图；
图2为赤霉素溶液浸种对根长影响示意图；
图3为赤霉素溶液浸种对茎长影响示意图；
图4为赤霉素溶液浸种对可溶性蛋白含量影响示意图；
图5为赤霉素溶液浸种对丙二醛含量影响示意图；
图6为赤霉素溶液浸种对游离脯氨酸含量影响示意图；
图7为赤霉素溶液浸种对超氧化物歧化酶活性影响示意图。
具体实施方式
实施例1
一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，包括以下步骤：
(1)选取外表无伤痕、籽粒饱满的苦荞种子，在阳光下晾晒2～3天，每天5～6h，然后采用浓度为0.1wt％的甲醛消毒2h，再用蒸馏水冲洗3～5次；
(2)将步骤(1)冲洗后的种子放入浓度20mg/L赤霉素溶液中浸没，在23～28℃温度下恒温浸种8h；其中，赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液10份、硝酸钠80份、硫酸铵90份、硫酸钾900份、过磷酸钙80份、钼酸铵15份和水1100份；
(3)将步骤(2)浸种后的种子均匀平铺在滤纸上，置于无菌条件下，20～25℃遮光培养8～10天，每天浇水2次，得苦荞幼苗；
(4)选取步骤(3)中长势整齐的壮苗，栽种至疏松平整的土壤，根部覆盖土壤3～4cm，然后每株幼苗施加0.3kg混合肥。其中，混合肥为有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙按重量比30:0.1:2:3混合而成的肥料。
实施例2
一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，包括以下步骤：
(1)选取外表无伤痕、籽粒饱满的苦荞种子，在阳光下晾晒2～3天，每天5～6h，然后采用浓度为0.1wt％的高锰酸钾消毒2h，再用蒸馏水冲洗3～5次；
(2)将步骤(1)冲洗后的种子放入浓度40mg/L赤霉素溶液中浸没，在23～28℃温度下恒温浸种16h；其中，赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液13份、硝酸钠90份、硫酸铵120份、硫酸钾120份、过磷酸钙90份、钼酸铵18份和水1300份；
(3)将步骤(2)浸种后的种子均匀平铺在滤纸上，置于无菌条件下，20～25℃遮光培养8～10天，每天浇水2次，得苦荞幼苗；
(4)选取步骤(3)中长势整齐的壮苗，栽种至疏松平整的土壤，根部覆盖土壤3～4cm，然后每株幼苗施加0.8kg混合肥。其中，混合肥为有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙按重量比40:0.3:4:5混合而成的肥料。
实施例3
一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，包括以下步骤：
(1)选取外表无伤痕、籽粒饱满的苦荞种子，在阳光下晾晒2～3天，每天5～6h，然后采用浓度为0.1wt％的双氧水消毒2h，再用蒸馏水冲洗3～5次；
(2)将步骤(1)冲洗后的种子放入浓度100mg/L赤霉素溶液中浸没，在23～28℃温度下恒温浸种24h；其中，赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液15份、硝酸钠110份、硫酸铵150份、硫酸钾150份、过磷酸钙110份、钼酸铵20份和水1400份；
(3)将步骤(2)浸种后的种子均匀平铺在滤纸上，置于无菌条件下，20～25℃遮光培养8～10天，每天浇水2次，得苦荞幼苗；
(4)选取步骤(3)中长势整齐的壮苗，栽种至疏松平整的土壤，根部覆盖土壤3～4cm，然后每株幼苗施加1.2kg混合肥。其中，混合肥为有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙按重量比60:0.4:6:7混合而成的肥料。
实验例
以干旱敏感性抗逆性弱的“川荞一号”作为供试材料，挑选若干颗粒均匀饱满种子，使用浓度为0.1wt％的高锰酸钾溶液浸泡消毒2h，再用蒸馏水冲洗3次；将种子萌发盒通过酒精擦拭消毒，然后放入双层滤纸，空白对照的CK组萌发盒使用纯水浸润，其他6个实验组萌发盒均采用浓度为800mg/L的乙酸铅水溶液浸润，各组处理方式见表1；再将赤霉素溶液泡种12h后的种子放在滤纸上，每盒120颗，盖上盒盖后放入25℃的遮光培养箱中，每天浇水2次，且每个处理设3次重复；6天后，种子连续两天没有发芽，记为发芽停止，处理所记录的数据；第6、9、11天分别抽样测量根长茎长一级不定根数量。测定发芽率、根长、茎长、可溶性蛋白含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性，其结果分别见图1～7。其中，培养液的量为倾斜溶液不流动，表面泛水光为标准培养。
表1各组苦荞种子浸种处理与铅胁迫培养统计表
从图1～7可以看出，赤霉素溶液浸种后发芽率显著提高；不定根数量、游离氨基酸含量和超氧化物歧化酶活性降低从而达接近正常值。其中40mg/L浓度的赤霉素浸种过后的苦荞长势和生理指标最接近CK组，相比于没加赤霉素的G0+Pb组发芽率提高9％，不定根数量减少20％，超氧化物歧化酶活性减少76％，游离氨基酸含量减少29％。故本实验得出缓解铅胁迫的赤霉素浸种浓度最佳为40mg/L。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选取外表无伤痕、籽粒饱满的苦荞种子，在阳光下晾晒2～3天，每天5～6h，然后采用消毒液进行消毒，最后用蒸馏水冲洗；
(2)将步骤(1)冲洗后的种子放入浓度5～100mg/L赤霉素溶液中浸没，在23～28℃温度下恒温浸种8～24h；
(3)将步骤(2)浸种后的种子均匀平铺在滤纸上，置于无菌条件下，20～25℃遮光培养8～10天，每天浇水2次，得苦荞幼苗；
(4)选取步骤(3)中长势整齐的壮苗，栽种至疏松平整的土壤，根部覆盖土壤3～4cm，然后每株幼苗施加0.3～1.2kg混合肥。
2.如权利要求1所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，步骤(1)中消毒时，采用浓度为0.1wt％的消毒液消毒2h，再用蒸馏水冲洗3～5次。
3.如权利要求2所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，所述消毒液为高锰酸钾、甲醛或双氧水溶液。
4.如权利要求1所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，所述赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液10～15份、硝酸钠80～110份、硫酸铵90～150份、硫酸钾90～150份、过磷酸钙80～110份、钼酸铵15～20份和水1100～1400份。
5.如权利要求4所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，所述赤霉素溶液包括以下重量份组分：赤霉素发酵液13份、硝酸钠90份、硫酸铵120份、硫酸钾120份、过磷酸钙90份、钼酸铵18份和水1300份。
6.如权利要求5所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，所述赤霉素发酵液通过以下方法制备得到：将赤霉素在28～30℃条件下发酵2～3天，再浓缩后萃取，得赤霉素发酵液。
7.如权利要求1所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，步骤(3)中所述混合肥为有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙按重量比30～60:0.1～0.4:2～6:3～7混合而成的肥料。
8.如权利要求7所述的缓解铅胁迫对苦荞种子萌发和幼苗生长伤害的方法，其特征在于，有机肥、尿素、氧化钾和过磷酸钙的重量比为40:0.3:4:5。
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