摘 要:一種本發(fā)明公開(kāi)了一種外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,包括在苧麻進(jìn)行鎘脅迫時(shí),外施木葡聚糖寡糖進(jìn)行處理。本發(fā)明有益效果在于:經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,通過(guò)外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苧麻半纖維素含量及抗氧化能力進(jìn)而有效提高苧麻的鎘耐性。
技術(shù)要點(diǎn)
1.一種外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,其特征在于,包括以下步驟:苧麻進(jìn)行鎘脅迫時(shí),外施木葡聚糖寡糖進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,其特征在于,所述木葡聚糖寡糖濃度為20μg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,其特征在于,所述木葡聚糖寡糖先溶于水后再添加到培養(yǎng)苧麻的1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,其特征在于,鎘脅迫每7天更換一次營(yíng)養(yǎng)液,培養(yǎng)時(shí)間為30天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,其特征在于,鎘脅迫的鎘濃度為50μmol/L。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法。
背景技術(shù)
苧麻是一種韌皮纖維作物,對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力,且其生物量大?生長(zhǎng)速度快,是一種具有較好前景的鎘修復(fù)植物材料。
細(xì)胞壁在苧麻應(yīng)對(duì)鎘脅迫中發(fā)揮重要作用,苧麻細(xì)胞壁積累了48.2?61.9%的鎘。構(gòu)成細(xì)胞壁化學(xué)組分含量也可以在鎘脅迫下發(fā)生變化。苧麻半纖維素多糖富集的鎘含量占細(xì)胞壁富集鎘總含量的56.46%以上,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)增加半纖維素含量可以增強(qiáng)細(xì)胞壁的鎘積累能力上。因此,通過(guò)外源物質(zhì)的添加及生物工程等手段增加苧麻半纖維素的含量,是一種較好的增強(qiáng)苧麻細(xì)胞壁的鎘積累的途徑。
木葡聚糖寡糖是組成木葡聚糖的寡糖物質(zhì),在植物生長(zhǎng)和發(fā)育調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。而木葡聚糖是半纖維素的重要組成部分,廣泛存在于高等植物的中間層?初生壁和膠狀壁層中,它在雙子葉植物中約占細(xì)胞壁的20?25%,是苧麻中最為豐富的半纖維素成分。改變植物體內(nèi)木葡聚糖的含量可以影響半纖維素含量。
外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苧麻半纖維素含量,進(jìn)而有效提高苧麻的鎘耐性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,利用外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苧麻半纖維素含量,進(jìn)而有效提高苧麻的鎘耐性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種外施木葡聚糖寡糖提高苧麻鎘耐性的方法,包括以下步驟:苧麻進(jìn)行鎘脅迫時(shí),外施木葡聚糖寡糖進(jìn)行處理。
需要說(shuō)明的是,所述木葡聚糖寡糖濃度為20μg/L。
需要說(shuō)明的是,所述木葡聚糖寡糖先溶于水后再添加到培養(yǎng)苧麻的1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。
需要說(shuō)明的是,鎘脅迫每7天更換一次營(yíng)養(yǎng)液,培養(yǎng)時(shí)間為30天。
需要說(shuō)明的是,鎘脅迫的鎘濃度為50μmol/L。
本發(fā)明有益效果在于:經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,通過(guò)外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苧麻半纖維素含量及抗氧化能力進(jìn)而有效提高苧麻的鎘耐性。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明方法的外施木葡聚糖寡糖處理下苧麻主根長(zhǎng)?株高及生物量的影響;
圖1
圖2為本發(fā)明方法的外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻葉片色素和根系活力影響;
圖2
圖3為本發(fā)明方法的外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻抗氧化系統(tǒng)的影響。
圖3
圖4為本發(fā)明方法的外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻SOD?POD?CAT和APX酶活性的影響。
圖4
圖5為發(fā)明方法的外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻半纖維素含量的影響。
圖5
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述,需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例以本技術(shù)方案為前提,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于本實(shí)施例。
實(shí)施例1
1?試驗(yàn)材料
供試品種為苧麻栽培種‘中苧1號(hào)’。將株高?根長(zhǎng)及莖粗等性狀無(wú)明顯差異的苧麻扦插苗定植在含珍珠巖的花盆中,每盆定3株,并以1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液(pH=5.8?6.0)預(yù)培養(yǎng)10d后,然后再對(duì)苧麻進(jìn)行以下處理:0(1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液)?0+Xh(1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液加20μg/L木葡聚糖寡糖)?Cd(1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液加50μMCdCl2和Cd+Xh(1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液1/2的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液加50μMCdCl2再加20μg/L木葡聚糖寡糖)。所有處理每7天更換一次營(yíng)養(yǎng)液。
2?試驗(yàn)方法
2.1形態(tài)指標(biāo)、葉片色素和根系活力的測(cè)定
處理30d后,測(cè)定植物株高?根長(zhǎng)和不同組織的生物量。并測(cè)定葉片(頂部第5片完全展開(kāi)葉)的相對(duì)葉綠素含量及葉綠素和類胡蘿卜素含量的測(cè)定和根系活力。
2.2ROS和抗氧化酶活的測(cè)定
處理30d后將苧麻分為地上部和地下部?jī)蓚€(gè)部分,并分別地上部和地下部測(cè)定H2O2?丙二醛及脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)?過(guò)氧化氫酶(CAT)?過(guò)氧化物酶(POD)和抗壞血酸鹽過(guò)氧化物酶(APX)酶活進(jìn)一步評(píng)價(jià)苧麻對(duì)鎘的耐性。
3?試驗(yàn)結(jié)果
3.1外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻生長(zhǎng)的影響
在不添加鎘的情況下，各處理間的苧麻生長(zhǎng)沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。當(dāng)添加鎘與相應(yīng)的無(wú)鎘處理相比，苧麻的生長(zhǎng)顯著受到抑制(p<0.05)。在鎘脅迫下，木葡聚糖寡糖的添加，顯著增加了苧麻幼苗的株高，根長(zhǎng)，分別增加了23.16％和19.15％，如圖1a?圖1b。當(dāng)木葡聚糖寡糖的添加也可以緩解鎘脅迫對(duì)苧麻根、莖及葉片的生物量的抑制，如圖1b?圖1c，鮮重分別提升86.07％、92.45％和157.58％，干重分別提升97.15％、80.04％和136.24％。
總之，鎘處理明顯抑制主根長(zhǎng)度、株高和生物產(chǎn)量，而外施2μg/L的木葡聚糖寡糖可顯著改善鎘對(duì)苧麻的毒害(p<0.05)。
3.2外施木葡聚糖寡糖對(duì)葉片色素和根系活力的影響
進(jìn)一步測(cè)定了葉片SPAD值、葉綠素含量和胡蘿卜素含量，如圖2a?圖2c，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照相比鎘處理下葉片SPAD值、葉綠素a含量、葉綠素b含量和胡蘿卜素含量顯著下降(p<0.05)。木葡聚糖寡糖的添加可明顯緩解鎘對(duì)苧麻光合色素的損傷，葉片SPAD值、葉綠素a含量、葉綠素b含量和胡蘿卜素含量分別提升19.75％、36.12％、30.95％和25.36％。根系活力測(cè)定發(fā)現(xiàn)，如圖2d，與對(duì)照組相比，鎘脅迫導(dǎo)致根系活性顯著降低(p<0.05)。當(dāng)鎘脅迫同時(shí)添加木葡聚糖寡糖時(shí)可顯著增加24.24％的根系活力。
3.3外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻抗氧化的影響
對(duì)處理過(guò)的苧麻的H2O2、MDA及脯氨酸含量進(jìn)行了評(píng)估，如圖3，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0和0+Xh實(shí)驗(yàn)處理，苧麻的H2O2、MDA及脯氨酸含量差異不大。而在鎘脅迫下(Cd和Cd+Xh)，苧麻地上部和地下部的H2O2、MDA及脯氨酸含量顯著提高(p<0.05)。值得注意的是在鎘處理下同時(shí)添加木葡聚糖寡糖，可使地上部和地下部H2O2、MDA和脯氨酸含量顯著降低(p<0.05)。這表明木葡聚糖寡糖的添加可以調(diào)節(jié)ROS清除，緩解鎘引起的膜脂過(guò)氧化，以減輕鎘對(duì)苧麻的毒害作用。
同時(shí)我們還對(duì)苧麻中的主要抗氧化酶進(jìn)行了測(cè)定，如圖4。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)添加X(jué)h單獨(dú)處理苧麻地上部和地下部中的SOD、CAT、APX和POD的酶活性沒(méi)有明顯差異(p>0.05)。與對(duì)照組相比，鎘單獨(dú)處理苧麻地上部和地下部中SOD、CAT、APX和POD的活性顯著降低(p<0.05)，地上部中分別降低了37.04％、43.07％、38.36％和42.51％，地下部分別降低了37.85％、45.26％、37.42％和44.13％。值得注意的是，施用木葡聚糖寡糖對(duì)鎘脅迫下的苧麻植物地上部和地下部中抗氧化酶的活性顯著提升(p<0.05)，地上部分別提高了31.29％、34.68％、20.86％和27.76％，地下部分別降低了26.94％、35.35％、20.93％和33.39％。
3.4外施木葡聚糖寡糖對(duì)苧麻半纖維素含量的影響
測(cè)定半纖維素含量發(fā)現(xiàn)，如圖5，外施加木葡聚糖寡糖顯著增加了苧麻中的半纖維素含量(p<0.05)。
綜上所述，外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苧麻半纖維素含量，增強(qiáng)苧麻的抗氧化能力，進(jìn)而有效提高苧麻的鎘耐性。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)以上的技術(shù)方案和構(gòu)思，給出各種相應(yīng)的改變和變形，而所有的這些改變和變形，都應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
摘自國(guó)家發(fā)明專利,發(fā)明人:揭雨成 馬玉申 揭紅東 趙龍 何鵬亮,申請(qǐng)?zhí)?/font>: 202310851695.3,申請(qǐng)日:2023.07.12
