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藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用.pdf

摘要
申請專利號:

CN201310200147.0

申請日:

2013.05.24

公開號:

CN103283346B

公開日:

2014.10.29

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A01C 1/06申請日:20130524|||公開
IPC分類號: A01C1/06 主分類號: A01C1/06
申請人: 廣東省農業科學院水稻研究所; 廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所
發明人: 劉軍; 張友勝; 周新橋; 付華; 高家東
地址: 510640 廣東省廣州市天河區五山路省農科院
優先權:
專利代理機構: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245 代理人: 楊曉松;張燕玲
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310200147.0

授權公告號:

103283346B||||||

法律狀態公告日:

2014.10.29|||2013.10.16|||2013.09.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于水稻種子引發技術研究領域,公開了一種藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用。所述藤茶提取物是指以藤茶為原料,通過溶劑提取、超聲提取或色譜分離方法提取得到的藤茶提取物產品,包括固體產品、液體產品和膏狀產品,優選固體產品。藤茶提取物系天然植物提取物,無任何毒性,價格低,用作水稻劣變種子的引發安全,無環境污染。藤茶提取物作為增強劑對于提高種子引發效果明顯。

權利要求書

權利要求書
1.   一種藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用。

2.   根據權利要求1所述的應用,其特征在于:所述藤茶提取物是指以藤茶為原料,通過溶劑提取、超聲提取或色譜分離方法提取得到的藤茶提取物產品。

3.   根據權利要求2所述的應用,其特征在于:所述藤茶提取物產品為固體產品、液體產品和膏狀產品。

4.   根據權利要求3所述的應用,其特征在于:所述藤茶提取物產品為固體產品。

5.   根據權利要求1所述的應用,其特征在于:所述應用包括以下操作步驟:
(1)將藤茶提取物和現有水稻劣變種子引發劑分別用水溶解后混合,或者將藤茶提取物和現有水稻劣變種子引發劑混合后用水溶解,制成溶液;
(2)在水稻劣變種子使用前0.5~1個月,將水稻劣變種子浸泡在步驟(1)所得溶液中,再將種子從溶液中拿出瀝干水,然后將種子回干至種子安全貯藏含水量進行貯藏,所述回干是將瀝干水后的種子置于陰涼干燥處自然干燥后曬干或置于35℃以下烘干;或者在水稻劣變種子浸種催芽前,將水稻劣變種子浸泡在步驟(1)所得溶液中,然后在35℃以下烘箱回干24~48小時,立即進入種子浸種催芽過程。

6.   根據權利要求5所述的應用,其特征在于:步驟(1)所述溶液中藤茶提取物的質量百分比為0.1~0.5%。

7.   根據權利要求5所述的應用,其特征在于:步驟(1)所述現有水稻劣變種子引發劑在溶液中的濃度為目前公知的加入量。

8.   根據權利要求5所述的應用,其特征在于:步驟(1)所述現有水稻劣變種子引發劑為PEG、PVA、KNO3、KH2PO4、CaCl2、赤霉素或水楊酸。

9.   根據權利要求5所述的應用,其特征在于:步驟(1)所述現有水稻劣變種子引發劑為PEG或KH2PO4;所述PEG的加入量為溶液質量百分比12.5%;所述KH2PO4的加入量為溶液質量百分比0.1%。

10.   根據權利要求5所述的應用,其特征在于:步驟(2)所述浸泡的位置為溶液高出種子最頂部1~2cm,浸泡的時間為12~24小時。

說明書

說明書藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用
技術領域
本發明屬于水稻種子引發技術研究領域,特別涉及一種藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用。
背景技術
中國是一個擁有十幾億人口的發展中大國,糧食安全始終是關系經濟發展、社會穩定和國家安全的全局性重大戰略問題。水稻是我國的主要糧食作物,占全國糧食總產量一半以上,在糧食安全中具有極其重要的地位。我國水稻常年播種面積約3000萬公頃,年用種量相當龐大。由于水稻種子生產的復雜性和種子市場難預測性的影響,再加上全球氣候變化、極端氣候及自然災害頻現,常需要對大量水稻種子貯藏進行年度間調節。然而,每年因貯存方法不當導致水稻種子活力降低、發芽率下降而報廢,造成巨大的經濟損失,甚至嚴重影響到水稻產業的發展。據不完全統計,中國每年因稻谷儲藏過程中陳化變質、倉儲害蟲以及霉變影響造成的損失約占總儲存量的3%,達數百億斤,每年損失不低于200億元。由于常規稻和雜交稻種子儲藏造成的發芽率下降帶來的直接和間接經濟損失更是巨大。
目前,在提高水稻種子耐貯藏技術或種子活力保持技術方面的研究比較多,但在種子劣變后,對種子胚活力如何進行拯救的研究比較薄弱。因此,當伴隨著突發事件(如遇上新制種子歉收的年份或遭受災害年份等)發生時,通過水稻種子引發技術,拯救提高劣變種子的胚活力或恢復種子活力而將劣變種子應用于大田生產顯得尤為重要。
種子引發(Seed Priming)是提高種子活力的一種新技術,實質屬于種子胚活力拯救范疇。種子引發又稱為滲透調節(Osmo—conditioning),最早由Heydeker于1973年提出,它通過控制種子緩慢吸水,使其停留在吸漲的第二階段,讓種子進行預發芽,促進細胞膜、細胞器、DNA的修復和酶的活化,使之處于發芽的準備狀態但防止胚根的伸出。種子引發技術是基于種子萌發的生物學機制提出的,目的是促進種子萌發,并且提高萌發時間的穩定率和萌發整齊率,減小萌發時間的標準差,提高苗的抗性和素質、改善營養狀況。大量研究表明,經過引發的種子,活力明顯增強,發芽率、成苗率和抗逆性顯著提高,出苗快而齊,產量增加,品質也得到改善。
隨著科學技術的發展,種子引發研究不斷深入,引發的方法也不斷拓展,目前主要有液體引發、固體基質引發、滾筒引發、生物引發和膜引發等多種方式,主要通過滲透調節、溫度調節、氣體調節和激素調節等來達到目的。目前有關種子引發的研究大多集中在果樹、蔬菜、花卉等園藝作物或煙草、牧草等種子領域,其引發機理的研究受到了更多關注,應用途徑及前景也在不斷拓展。相比之下,近年來對水稻種子特別是雜交水稻種子引發的研究比較少。有關水稻種子引發方法主要有以下幾個:
一是采取水、PEG、PVA、KNO3、KH2PO4、CaCl2、赤霉素、水楊酸等進行滲透調節,其中又以PEG引發效果較好。PEG(化學名為聚乙二醇)是一種高分子聚合物,化學穩定性高,不透過細胞壁,因而不影響細胞的生化反應,PEG溶液通過膠體滲透勢來調控細胞吸水的程度和狀態,能使種子的吸水趨于穩定和同步化,最終提高萌發率和整齊率,比采用單一的水浸泡引發要有效的多。引發技術研究過程中,常用12.5~25%的PEG溶液對種子進行引發后檢查種子發芽率的變化數據作比效。
二是利用抗生素或者稀土元素La或Ce處理水稻種子,處理后種子活力明顯增加。
三是采用固體基質引發,如蛭石、頁巖、細沙等,通過固體基質控制種子吸水量從而達到引發目的。
盡管各種引發劑都有各自的特點,但是缺點也很明顯:PEG具有膠體的性質,其溶液能得到較低的水勢,而且其對種子無毒害作用,但是粘性較大,溶液中氧溶度低,且用量較大,成本高,種子表面帶菌量上升等。PVA作用機理與PEG類似,具有用量少,成本低的優點,但是引發效果不理想,達不到生產要求。
無機鹽離子一般都用量少,成本相對較低,但是無機鹽的離子可以在處理過程中滲入種子和在種子中積累,從而降低種子滲透勢,導致種子吸收更多水分而降低發芽率。水引發可能會引起種子吸濕不均導致種子吸脹傷害、種子表面帶菌量上升。
適當的激素(如赤霉素等)處理通常對新鮮種子的壽命、生活力或者發芽力有促進作用,但用激素處理劣變種子,除個別激素或濃度對種子活力的降低不明顯外,總體趨勢為用激素處理顯著抑制種子萌發,所以用激素處理劣變種子并不是一種復蘇和提高劣變種子活力的好方法。
水稻種子經抗生素、稀土元素La或Ce處理后,雖然種子活力明顯增加,但是藥劑的毒性及對環境污染的副作用等問題不容小覷,特別是稀土在農田土壤中容易積累,對作物甚至農田生態系統產生的負面效應會影響到農田生態系統的可持續利用。
固體基質引發存在種子和基質分離較難的問題。
其它利用高壓靜電場、模擬微重力處理等物理手段進行劣變種子活力復蘇的方法,需有專門設備、成本高,還有可能出現基因突變的可能。
藤茶是我國一種重要的類茶植物,植物分類學上屬于葡萄科蛇葡萄屬中顯齒蛇葡萄植物種,各地俗稱很多,如廣東廣西又稱“白茶”、“白茶餅”、“溪黃草茶”,湖南張家界又稱為“茅巖霉茶”。專著《藤茶學》對此作了詳細的論述(張友勝等著,廣東科技出版社2003年8月出版)。公開號CN1288747A、CN1288892A等已經公開了該提取物具有治療肝炎、保肝護肝、抗菌消炎、鎮痛、降血脂、祛痰和增強免疫系統免疫力的作用以及通過溶劑提取、超聲提取、色譜分離等方法提取分離二氫楊梅素及其組合物的方法。專利號ZL20041002778204已經公開了該提取物通過微波法進行提取的方法。專利號ZL2004100516327已經公開了該提取物可以用作天然果蔬及果蔬制品護色劑的用途。
發明內容
為了解決上述現有技術中存在的不足之處,本發明的目的在于提供一種藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用。
本發明的目的通過下述技術方案來實現:一種藤茶提取物作為水稻劣變種子引發增強劑的應用。
所述藤茶提取物是指以藤茶為原料,通過溶劑提取、超聲提取或色譜分離方法提取得到的藤茶提取物產品,包括固體產品、液體產品和膏狀產品,優選為固體產品。
所述應用包括以下操作步驟:
(1)將藤茶提取物和現有水稻劣變種子引發劑分別用水溶解后混合,或者將藤茶提取物和現有水稻劣變種子引發劑混合后用水溶解,制成溶液;
(2)在水稻劣變種子使用前0.5~1個月,將水稻劣變種子浸泡在步驟(1)所得溶液中,再將種子從溶液中拿出瀝干水,然后將種子回干至種子安全貯藏含水量進行貯藏,所述回干是將瀝干水后的種子置于陰涼干燥處自然干燥后曬干或置于35℃以下烘干;或者在水稻劣變種子浸種催芽前,將水稻劣變種子浸泡在步驟(1)所得溶液中,然后在35℃以下烘箱回干24~48小時,立即進入種子浸種催芽過程。
步驟(1)所述溶液中藤茶提取物的質量百分比為0.1~0.5%。
步驟(1)所述現有水稻劣變種子引發劑是指國內外公布的可以作為水稻種子引發的各種物質,包括PEG、PVA、KNO3、KH2PO4、CaCl2、赤霉素或水楊酸,優選為PEG或KH2PO4。
步驟(1)所述現有水稻劣變種子引發劑在溶液中的濃度為目前公知的加入量;例如PEG的加入量為溶液質量百分比12.5%,KH2PO4的加入量為溶液質量百分比0.1%。
步驟(2)所述浸泡的位置為溶液高出種子最頂部1~2cm,浸泡的時間為12~24小時。
上述水稻種子是指經國家相關部門批準在我國使用的各種水稻品種(系),優選雜交水稻組合(品系)。
本發明的原理是:藤茶提取物溶于水中可以改變溶液的水勢來降低細胞滲透勢,種子引發期間藤茶提取物作為一個滲透質不僅可調節種子吸收水分,同時還對種子代謝活動產生積極影響。在引發過程中,引發會產生生物膜系統的物理修補和生理生化修補。種子引發后超氧化物歧化酶(SOD),過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化系統活性提高、清除活性氧的能力增強、脂質過氧化減輕;脫氫酶和酸性磷酸酶等酶活性也提高;同時獲得了更高的淀粉酶活性、加速了碳水化合物的分解能力;可溶性蛋白含量顯著提高,種子浸出液電導率、MDA和可溶性糖含量顯著降低。滲透調節過程中種子內部發生了某些促進萌發的代謝過程,從而減少了種子萌發過程中這些代謝所需的時間。由于藤茶提取物具有很高的殺菌活性,可以通過殺滅種子原有的或者通過引發劑帶入的在引發過程中涉及的病原微生物,可以減少種子的腐爛,提高種子的萌發效果。
本發明相對現有技術,具有如下的優點及有益效果:
(1)藤茶提取物系天然植物提取物,無任何毒性,價格低,用作水稻種子的引發安全,無環境污染。
(2)藤茶提取物作為增強劑對于提高種子引發效果明顯。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述,但本發明的實施方式不限于此。
實施例1:
采用藤茶的新鮮莖葉,在溫度35~45℃條件下干燥后得到藤茶干燥原料;將藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液,再經噴霧干燥法得到藤茶提取物;所述乙醇提取法中藤茶干燥原料與乙醇的質量比例為1:10~12,乙醇的體積百分比濃度為85~95%。將上述所得的藤茶提取物用復合鋁袋包裝或罐裝后即得水稻劣變種子引發劑的增加劑。
實施例2
取市場上購買的普通藤茶(顯齒蛇葡萄)100.0g,加入500g水,置于家用微波爐內,提取2分鐘,紗布過濾,冷卻濾液10分鐘,藤茶提取物即沉淀于容器底部。干燥沉淀物,稱重為16.5g,即為藤茶提取物。將上述所得的藤茶提取物用復合鋁袋包裝或罐裝后即得水稻劣變種子引發劑的增加劑。
實施例3:水稻劣變種子經引發增強劑處理后的發芽情況
本實施例中的“引發處理”具體方法如下:CK為實驗對照,即取不經過任何處理的水稻劣變種子直接按“水稻種子發芽率測定方法”(GB/T3543)進行;“清水12h”處理為將水稻劣變種子在清水中浸泡12h后將種子回干按GB/T3543方法測定水稻種子的發芽率;“12.5%PEG12h”和“0.1%KH2PO412h”處理為分別取12.5公斤的PEG(聚乙二醇)和0.1公斤KH2PO4在清水中加熱溶解,然后加水將溶液定容至100公斤即得12.5%PEG和0.1%KH2PO4溶液,然后將水稻劣變種子放到其中浸泡12h將種子回干后測發芽率;“12.5%PEG+0.15%藤茶提取物”處理為取12.5公斤的PEG(聚乙二醇)和0.15公斤實施例1所得藤茶提取物同時用清水加熱溶解,然后加水將溶液定容至100公斤即得12.5%PEG+0.15%藤茶提取物”溶液,然后將水稻劣變種子放到其中浸泡12h將種子回干后測發芽率;“0.1%KH2PO4+0.15%藤茶提取物”處理為分別取0.1公斤的KH2PO4和0.15公斤實施例1所得藤茶提取物同時用清水加熱溶解,然后加水將溶液定容至100公斤即得“0.1%KH2PO4+0.15%藤茶提取物”溶液,然后將水稻劣變種子放到其中浸泡12h將種子回干后測發芽率。
下面表1和表2為兩個不同雜交水稻組合經引發增加劑處理后的數據變化(雜交水稻組合材料由廣東省金稻種業有限公司提供),從表1和表2中可以看出,加入0.15%藤茶提取物后12.5%PEG和0.15%藤茶提取物后0.1%KH2PO4對水稻種子的引發效果明顯提高,即藤茶提取物對引發劑PEG和KH2PO4具有促進引發的效果。
表1“天優998”水稻雜交組合經引發增加劑處理后發芽率的變化

表2“天優368”水稻雜交組合經引發后發芽率的變化

實施例4
取實施例1中得到的藤茶提取物1公斤和市售PEG(聚乙二醇)125公斤混合一起,得126公斤具有增強效果的水稻劣變種子引發劑,將上述所得的引發劑用復合鋁袋包裝或罐裝后即得具有增加效果的水稻劣變種子引發劑。在種子引發時,用水在加熱狀態下將上述126公斤具有增強效果的水稻劣變種子引發劑進行溶解,然后加水將溶液定容至1000公斤,即可對種子進行引發。引發實驗表明,在對“天優2168”、“博優998”和“天優368”3個不同組合(材料全部由廣東省金稻種業有限公司提供)水稻種子進行引發增強時,與單純使用PEG引發劑相比,發芽率增加了3~5%。
實施例5
取實施例2中得到的藤茶提取物5公斤和市售PEG(聚乙二醇)125公斤混合一起,得130公斤具有增強效果的水稻劣變種子引發劑,將上述所得的引發劑用復合鋁袋包裝或罐裝后即得具有增加效果的雜交水稻劣變種子引發劑。在種子引發時,用水在加熱狀態下將上述130公斤具有增強效果的雜交水稻劣變種子引發劑進行溶解,然后加水將溶液定溶至1000公斤,即可對種子進行引發。引發實驗表明,在對“秋優998”、“天優2168”、“博優998”和“天優368”4個不同組合(材料全部由廣東省金稻種業有限公司提供)的水稻種子進行引發增強時,與單純使用PEG引發劑相比,發芽率增加了3~5%”。
上述實施例為本發明較佳的實施方式,但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應為等效的置換方式,都包含在本發明的保護范圍之內。

關 鍵 詞:
提取物 作為 水稻 種子 引發 增強 應用
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