一种提高油菜抗旱性的方法

1.本发明涉及农业栽培领域，特别是涉及一种提高油菜抗旱性的方法。


背景技术：

2.油菜属于重要的油料作物之一，油菜生产对食用油供给安全和经济发展有着举足轻重的影响。然而，随着全球气候剧变，干旱胁迫已成为制约农业发展的重要因素，给油菜生产带来严重损失。为了应对干旱胁迫对农业生产的不利影响，科学家们采用了多种技术手段在植物抗旱机制、提高植物抗旱性等方面做出了大量研究，这些手段包括传统的筛选育种、杂交育种和新兴的基因工程育种、分子标记辅助育种等，但是上述手段存在操作繁琐、研究周期长及生产成本高等缺陷，不易于农田大面积推广应用。
3.种子引发是一项控制种子缓慢吸水和逐步回干的播前种子处理技术，它采用天然或合成的化合物处理种子，通过控制种子缓慢吸收水分使其停留在吸涨的第二阶段，使种子进行预发芽的生理生化代谢和修复，促进细胞膜、细胞器、dna的修复和酶的活化，使其处于准备发芽的代谢状态，可增强其对逆境的抵抗力及耐受力。目前，常用的种子引发方法有液体引发、固体基质引发、滚筒引发和生物引发等。固体基质引发通过种子与固体颗粒、水以一定比例混合在封闭的条件下控制种子吸胀达到一定的含水量，但防止种子胚根的伸出。该引发技术因成本低廉在植物种子处理上已广泛应用，如有报道，砂引发能显著改善无籽西瓜、荞麦和草坪草种子活力；1％含水量的砂基质能够提高谷子种子的活力
…
等。但是不同固体基质组分以及不同引发条件可能导致引发处理的植物种子萌发情况有显著差异，并且采用固体基质引发处理油菜种子提高抗旱性的研究尚未见报道。因此，本发明拟设计一种适宜油菜种子的固体基质引发方法，以提高其抗旱性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种提高油菜抗旱性的方法，以解决上述现有技术存在的问题，该方法采用茶渣和菌糠合理调配的固体基质引发油菜种子，原材料低廉易得、降低生产成本，在实现废弃资源综合利用的同时，且提高油菜抗旱性，为油菜大规模生产奠定基础。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
7.(1)原料选择与处理：取茶渣和菌糠清洗干净后风干，粉碎备用；选择饱满均一、无破损的油菜种子，消毒后洗净；
8.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比1-4:2-5混合均匀，再向其中加水，即得固体基质；
9.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质混匀，进行引发；
10.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量；
11.(5)播种引发处理后的种子，即可提高油菜抗旱性。
12.进一步地，步骤(1)所述粉碎的粒径为30-100目。
13.进一步地，步骤(2)所述加水量为茶渣和菌糠混合物重量的2-6％。
14.进一步地，步骤(3)所述种子和所述固体基质按质量比1：40-60混匀。
15.进一步地，所述引发条件为温度20-26℃，引发时间为0.5-3d。
16.进一步地，所述油菜种子包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜和白菜型油菜种子。
17.本发明公开了以下技术效果：
18.本发明采用茶渣和菌糠合理调配的固体基质引发油菜种子，不仅能改善种子活力，还能充分利用茶渣残留的茶多酚及菌糠真菌菌丝体分泌的有机酸和纤维素酶等成分，增加干旱胁迫下种子可溶性糖和蛋白质的含量，提高其发芽率和成苗率，进而提高其抗旱性。另外，本发明采用废弃生物质资源茶渣和菌糠作为固体基质引发剂，原材料低廉易得、降低生产成本，在实现废弃资源综合利用的同时，且提高油菜抗旱性，为油菜大规模生产奠定基础。
具体实施方式
19.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
20.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
21.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
22.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
23.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
24.实施例1
25.一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
26.(1)原料处理：取茶渣和菌糠，分别用水清洗干净后风干，过30目筛备用；选择甘蓝型油菜(川油9号)种子，消毒处理后用清水洗净，并吸干种子表面水分。
27.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比1:2混合均匀，再向其中加水至含水量为3wt％，即得固体基质。
28.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质按质量比1：60混匀，置于23℃恒温箱中引发1d。
29.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量。
30.实施例2
31.一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
32.(1)原料处理：取茶渣和菌糠，分别用水清洗干净后风干，过45目筛备用；选择芥菜型油菜(晋油6号)种子，消毒处理后用清水洗净，并吸干种子表面水分。
33.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比2:3混合均匀，再向其中加水至含水量为5wt％，即得固体基质。
34.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质按质量比1：45混匀，置于20℃恒温箱中引发1.5d。
35.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量。
36.实施例3
37.一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
38.(1)原料处理：取茶渣和菌糠，分别用水清洗干净后风干，过60目筛备用；选择白菜型油菜(皖油2号)种子，消毒处理后用清水洗净，并吸干种子表面水分。
39.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比3:5混合均匀，再向其中加水至含水量为4wt％，即得固体基质。
40.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质按质量比1：50混匀，置于25℃恒温箱中引发0.5d。
41.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量。
42.实施例4
43.一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
44.(1)原料处理：取茶渣和菌糠，分别用水清洗干净后风干，过80目筛备用；选择甘蓝型油菜种子(川油9号)，消毒处理后用清水洗净，并吸干种子表面水分。
45.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比1:3混合均匀，再向其中加水至含水量为6wt％，即得固体基质。
46.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质按质量比1：40混匀，置于22℃恒温箱中引发2d。
47.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量。
48.实施例5
49.一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
50.(1)原料处理：取茶渣和菌糠，分别用水清洗干净后风干，过100目筛备用；选择芥菜型油菜(晋油6号)种子，消毒处理后用清水洗净，并吸干种子表面水分。
51.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比2:5混合均匀，再向其中加水至含水量为2wt％，即得固体基质。
52.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质按质量比1：60混匀，置于26℃恒温箱中引发3d。
53.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量。
54.实施例6
55.一种提高油菜抗旱性的方法，包括以下步骤：
56.(1)原料处理：取茶渣和菌糠，分别用水清洗干净后风干，过50目筛备用；选择白菜
型油菜(皖油2号)种子，消毒处理后用清水洗净，并吸干种子表面水分。
57.(2)制备固体基质：将步骤(1)处理后的茶渣和菌糠按质量比4:5混合均匀，再向其中加水至含水量为3wt％，即得固体基质。
58.(3)种子引发处理：步骤(1)处理后的种子与固体基质按质量比1：55混匀，置于21℃恒温箱中引发2.5d。
59.(4)引发处理结束后，将种子从固体基质中筛出，室温风干至原含水量。
60.对比例1
61.与实施例1的区别在于，固体基质省略茶渣组分。
62.对比例2
63.与实施例1的区别在于，固体基质省略菌糠组分。
64.对比例3
65.与实施例1的区别在于，处理后的茶渣和菌糠质量比为2:1。
66.对比例4
67.与实施例1的区别在于，固体基质组分替换为干砂。
68.对比例5
69.与实施例1的区别在于，种子引发处理步骤中，种子与固体基质按质量比1：70混匀，置于28℃恒温箱中引发4d。
70.效果验证
71.以不经引发处理的甘蓝型油菜种子、芥菜型油菜种子和白菜型油菜种子分别设定为对照组1-3，将实施例1-6、对比例1-5及对照组1-3的种子进行培养皿发芽试验，具体为：培养皿内放置3层滤纸作为发芽床，向发芽床中加入15％peg 6000溶液以浸湿滤纸模拟干旱胁迫条件，将处理后的均匀饱满的种子放在滤纸上，摆放均匀，再加入15％peg 6000溶液以没过种子，每皿处理100粒种子，每组4次重复，盖上盖子，置于光照培养箱中进行发芽，光照/黑暗25℃/20℃,12h/12h。每2d换1次滤纸并记录1次发芽情况，试验第7天统计成苗数，试验结束后，计算各组油菜种子发芽率和成苗率：
72.种子发芽率(％)＝发芽种子数/供试种子总数
×
100％；
73.成苗率(％)＝正常幼苗数/供试种子总数
×
100％；结果见下表：
74.表1
75.组别发芽率(％)成苗率(％)实施例18982实施例29186实施例38781实施例49388实施例59795实施例69493对比例17266对比例27471对比例37873对比例46962
对比例56661对照组15337对照组25643对照组35139
76.从表1可以看出，采用本发明方法引发的油菜种子相比于未处理的对照组，能够明显提高其干旱胁迫下的发芽率和成苗率，其发芽率最高达97％，成苗率最高达95％。在将成苗的完整植株移栽温室后，通过跟踪观察统计，发现植株成活率最高达96％。而调整固体基质组分种类或配比及改变引发条件的对比例1-5，虽然相比于对照组种子发芽率和成活率有明显提升，但是与本发明相比，仍存在显著差异。可见，对比例1-5显著低于本发明所取得的效果。
77.根据上述实施例以及效果验证结果分析，所得优良技术效果主要基于茶渣和菌糠以1-4:2-5质量比调配的固体基质作为引发剂引发种子存在如下优势：
78.1、茶渣中残留的茶多酚具有很强的消除有害自由基的作用，能够抑制有害物质，利于提高种子活力；并且茶多酚能增加干旱胁迫下种子可溶性糖和蛋白质的含量，提高油菜种子抗旱性。
79.2、菌糠为载体材料，其具有高持水量和表面积，适宜作为种子引发的固体基质，另外菌糠中富含的真菌菌丝体能够分泌有机酸、纤维素酶类物质，能够促进种子萌发率和成苗率。
80.3、茶渣和菌糠以1-4:2-5质量比协同配合，在促进油菜种子慢慢水合的同时，进一步提高其活力，促进其干旱胁迫条件下的发芽率和成苗率，进而提高油菜抗旱性。
81.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。