生物碱阿托品在缓解植物幼苗低温冻害胁迫中的应用

摘要

本发明公开了生物碱阿托品在缓解植物低温冻害胁迫中的应用，在寒害发生时，通过外源生物碱阿托品可以提高植物的抗寒能力。在低温胁迫条件下，可设置浓度为50‑150 nmol/株生物碱阿托品水溶液进行油菜幼苗根浸处理，对油菜冻害胁迫有缓解；在低温胁迫条件下，可设置浓度为10‑30 nmol/株生物碱阿托品水溶液进行拟南芥幼苗浇灌处理，对拟南芥冻害胁迫有缓解作用。本发明采取生物碱阿托品处理来缓解低温对植物苗期的伤害，为保障油菜幼苗安全越冬，开辟了一条新途径。

权利要求

1.生物碱阿托品在缓解植物幼苗冻害胁迫中的应用，其特征在于，所述的植物幼苗为油菜和拟南芥的幼苗。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，油菜幼苗采用50‑150 nmol/株的生物碱阿托品水溶液根浸处理。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，拟南芥幼苗采用10‑30 nmol/株的生物碱阿托品水溶液浇灌处理。

说明书

生物碱阿托品在缓解植物幼苗低温冻害胁迫中的应用

技术领域

[0001] 本发明属于农业类植物生产领域，更具体涉及生物碱阿托品在缓解植物低温冻害胁迫中的应用。

背景技术

[0002] 油菜是中国继水稻、小麦、玉米、大豆之后的第五大作物，它肩负着国内植物油供给的重任，因此油菜产业发展是我国农业生产的重要组成部分，而且对国家油料供应安全
也具有重要意义。

[0003] 在冬油菜主产区长江流域，目前生产上提倡轻简化栽培与机械化种植，油菜直播面积逐年扩大。但油菜直播种植方式并不能完全适应长江流域稻油轮作的种植模式，常与
水稻等作物发生茬口矛盾，导致播期从最适宜的10月中上旬推迟到10月下旬以后，种子萌
发及苗期生长过程的田间温光资源比适期播种时显著下降，油菜幼苗羸弱且抗性较差。由
于冬季气温持续偏低，油菜发生延迟性低温冷害，营养生长缓慢，生物量积累偏低，严重限
制油菜产量。因此，迟播条件下，低温逆境是制约我国油菜产量的重要因素之一。

[0004] 植物为了适应不同的环境变化，在长期进化过程中合成了多种代谢产物或次生代谢产物，用于抵御生物或非生物逆境胁迫。托品烷生物碱是一类主要分布在茄科植物中的
次生代谢产物，主要在根中合成存贮，也能转运到地上部分储存，是临床上广泛应用的抗胆
碱药物。截止目前，外源托品烷生物碱作为保护剂，对于油菜、拟南芥的非生物抗性是否具
有促进作用，仍不清楚。本研究采取外源生物碱阿托品来缓解低温对植物幼苗的伤害，为植
物抵御非生物逆境提供了一种新型保护剂。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供了生物碱阿托品在缓解植物幼苗冻害胁迫中的应用，采取生物碱阿托品来缓解低温对植物苗期的伤害，为保障植物(尤其是油菜)幼苗安全越冬，开
辟了一条新途径。

[0006] 所述生物碱阿托品的结构式为：

[0007]

[0008] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0009] 生物碱阿托品在缓解植物幼苗冻害胁迫中的应用，进一步地，所述的植物幼苗包括油菜和拟南芥的幼苗，具体方法如下：

[0010] 油菜幼苗采用50‑150nmol/株的生物碱阿托品水溶液根浸处理；

[0011] 拟南芥幼苗采用10‑30nmol/株的生物碱阿托品水溶液浇灌处理。

[0012] 在本发明的具体实施例中，将油菜幼苗根部浸入含有不同浓度(50，100，150nmol/株)生物碱阿托品的液体中，0℃低温胁迫1天，随后转移至正常生长条件恢复3天，每个处理
7‑10株，3次生物学重复。结果表明，对照组油菜幼苗表现出较为明显的叶片萎蔫现象，处理
组幼苗叶片仅有少部分出现轻微的皱缩现象，对照组叶片萎蔫数目显著高于处理组叶片萎
蔫数目，但在存活率上没有差异。表明浓度范围为50‑150nmol/株的阿托品水溶液能够对油
菜冻害有缓解作用。

[0013] 在本发明的具体实施例中，将拟南芥幼苗浇灌不同浓度的(10，30nmol/株)生物碱阿托品水溶液，然后将幼苗放入‑4℃培养箱处理4小时，随后转移至正常生长条件恢复3天，
统计存活率。结果表明，对照组叶片干枯黄化或者死亡，处理组的株南芥植株冻害症状有明
显缓解，存活率显著高于对照组，其中10nmol/株处理组效果最佳，存活率为95.0％。

[0014] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

[0015] 本发明将生物碱阿托品用于缓解拟南芥和油菜冻害胁迫中，使用方法简单易行，可操作性强，能显著的提高拟南芥和油菜幼苗抗冻能力。

附图说明

[0016] 图1为油菜幼苗低温胁迫后经不同浓度的生物碱阿托品处理后的生长情况图。

[0017] 图2为拟南芥幼苗低温胁迫后经不同浓度的生物碱阿托品处理后的生长情况。

具体实施方式

[0018] 实施例1

[0019] 生物碱阿托品在缓解油菜幼苗冻害中的应用，具体方法如下：

[0020] 1、在长方形塑料盒附上一层尼龙网，用橡皮筋将其绷紧，置于装有1/4霍格兰培养液的水培箱中，液面接触到尼龙网，选饱满的种子，排列于尼龙网上，置于25℃培养室中，培
养1周(16小时光照/8小时黑暗)，然后挑选长势一致的油菜苗，卡入带孔的塑料板中，将根
部浸入培养液中继续培养一周；

[0021] 2、按照表1制备含有生物碱阿托品的水溶液，阿托品购于上海摩楷生物科技有限公司，货号M18261，纯度99％；

[0022] 3、将幼苗根部浸入含有不同浓度生物碱阿托品的液体中，0℃低温胁迫1天，随后转移至正常生长条件恢复3天，每个处理7‑10株，3次生物学重复。结果发现，油菜幼苗在寒
害处理后，相比处理组1、处理组2与处理组3，对照组叶片萎蔫明显，萎蔫叶片数目较多，而
处理组1和处理组2的幼苗叶片未出现皱缩，处理组3的幼苗仅有少部分出现轻微的皱缩现
象，对照组的叶片萎蔫数目高于对照组(表2)，表明浓度范围为50‑150nmol/株的阿托品水
溶液能够对油菜冻害有不同程度的缓解作用，其中50nmol/株阿托品的缓解作用最明显。

[0023] 表1生物碱阿托品处理浓度

[0024]

[0025] 表2油菜幼苗叶片萎蔫数目统计表

[0026]

[0027] 实施例2

[0028] 生物碱阿托品在缓解拟南芥低温冻害胁迫中的应用，具体方法如下是：

[0029] 1、将收获的拟南芥种子消毒，之后于4℃冰箱中春化3天；

[0030] 2、将拟南芥种子播于1/2MS固体培养基中，放入光照培养箱中，发芽后转移至培养基质(蛭石：营养土为1：1体积比混合)，培养1个月；

[0031] 3、按照表3制备对照组和处理组1、处理组2，选取长势一致的幼苗，在每株幼苗根部位置一次性浇灌不同浓度的生物碱水溶液，培养过夜，每个处理3钵，3次生物学重复；

[0032] 4、将幼苗放入‑4℃培养箱处理4小时，随后转移至正常生长条件恢复3天。

[0033] 结果发现，对照拟南芥在寒害处理后，表现出较为明显的萎蔫现象，恢复3天后，对照组叶片干枯黄化或者死亡，处理组1和处理组2的株南芥植株冻害症状明显有所缓解。由
表4可知，恢复3天后处理组1和处理组2存活率显著高于对照组，其中处理组1效果最佳，存
活率为95.0％。以上表明浓度范围为10‑30nmol/株的阿托品水溶液能够对拟南芥冻害胁迫
有缓解作用。

[0034] 表3生物碱阿托品处理浓度

[0035]

[0036] 表4拟南芥存活率统计表

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