[發明專利]一種促進酸銅脅迫下紫花苜蓿種子萌發和根系健康生長的方法

有效

• 申請號: 201810533775.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108713368B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 張志飛;龔梨霞;曾寧波;付春祥;胡龍興;陳桂華;穆麟
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學;中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: A01C1/06
• 分類號: A01C1/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;周棟

本發明公開了一種促進酸銅脅迫下紫花苜蓿種子萌發和根系健康生長的方法。本方法包括：①紫花苜蓿種子消毒；②原花青素拌種處理紫花苜蓿種子；③人工模擬自然環境下處理后的種子在酸銅脅迫條件下萌發、生長。本發明可顯著提高紫花苜蓿種子發芽率、發芽勢，根系生長速度快且健康。原花青素(Proantho Cyanidins，PC)，屬多酚類物質，具有超強的抗氧化能力，無毒無害。原花青素拌種處理簡單易行，見效快，經濟實用，還可衍生為種子包衣制劑，為紫花苜蓿在南方酸性土壤中銅污染地區的推廣種植提供技術保障。

技術領域

本發明涉及紫花苜蓿栽培技術領域，具體涉及一種促進酸銅脅迫下紫花苜蓿種子萌發和根系健康生長的方法。

背景技術

添加高劑量的銅(Cu)元素對單胃動物(豬、禽)具有明顯的促生長和提高飼料利用率的作用，飼料工業中添加高銅制劑的現象相當普遍，隨之帶來的畜禽糞污染也日趨嚴重。目前，銅已經成為我國養殖場周邊沼肥澆灌土地或頻繁使用波爾多液、代森錳鋅等含銅殺菌劑的土壤超標最嚴重的重金屬元素。

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是豆科多年生優質牧草，素有“牧草之王”的稱號，是家畜重要的蛋白質粗飼料來源。隨著草牧業在南方的推進，紫花苜蓿在我國南方的種植面積逐年擴大。

南方土壤多呈酸性，土壤pH≤5.5環境下，Cu²⁺移動增強，Cu²⁺生物有效性和毒性亦增強；同時銅污染亦會加劇土壤酸化。因此，提高酸銅土壤地區紫花苜蓿種子萌發率，增強紫花苜蓿根系對酸銅脅迫的適應能力對于促進南方種養循環農業的發展，擴大紫花苜蓿種植面積非常迫切。

銅是植物生長所必需的微量營養元素之一，作為細胞色素氧化酶、Cu/Zn超氧化物歧化酶、多酚氧化酶等胞內酶所必需的組分或輔酶，參與植物體內光合、呼吸、抗氧化、細胞壁代謝等多種生理生化反應。但土壤中過量的銅會抑制植物種子萌發，造成根系生長畸形，阻礙植株光合作用及色素合成，破壞細胞膜結構的完整性，最終造成植物代謝功能紊亂，生長發育受到嚴重影響。

前期研究表明Cu²⁺超過10mg·L^-1后，紫花苜蓿根系受損較嚴重，胚根呈褐色且粗短，根毛變少。隨著Cu²⁺脅迫濃度增加下，紫花苜蓿種子萌發受阻，發芽率下降。紫花苜蓿胚根較胚芽對酸銅毒害更敏感，當Cu²⁺脅迫濃度超過400mg·L^-1，紫花苜蓿僅有發黃的胚芽生長，而胚根不能長出。

人們在植物耐銅抗性機理以及提高耐銅性等方面積累了一些研究成果。抗壞血酸(Ascorbic acid，AsA)、外源NO(硝普鈉供體)、2，4-表油菜素內酯(2，4-EBR，簡稱EBR)、脫落酸(Abscisic acid，ABA)、水楊酸(Salicylic acid，SA)、L-半胱氨酸(L-Cys)、β-氨基丁酸(BABA)、硅(Si)、硒(Se)、鑭(La)、生物碳等外源物質和農事操作可提高植物耐銅性：通過促進植物體內超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)、過氧化氫酶(Catalase，CAT)、過氧化物酶(Peroxidase，POD)等抗氧化酶，以及維生素E、維生素A、輔酶Q和谷胱甘肽等非酶抗氧化物升高，來降低植物體內銅脅迫下活性氧自由基(Reactive Oxygen Species，ROS)的積累量，增強植物的耐銅脅迫能力。

綜上，盡管目前已有一些技術方案或研究表明可以通過外源添加或農事操作提高植物耐銅性，但目前尚無技術或研究表明任何技術方案可以提高紫花苜蓿種子在酸銅脅迫條件下發芽率和生根率。因此，開發一種簡單、經濟、高效的促進酸銅脅迫下紫花苜蓿種子萌發、幼苗生長的新技術方法十分必要。