摘 要:一种本发明公开了一种外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,包括在苎麻进行镉胁迫时,外施木葡聚糖寡糖进行处理。本发明有益效果在于:经过实验证明,通过外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苎麻半纤维素含量及抗氧化能力进而有效提高苎麻的镉耐性。
技术要点
1.一种外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,其特征在于,包括以下步骤:苎麻进行镉胁迫时,外施木葡聚糖寡糖进行处理。
2.根据权利要求1所述的外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,其特征在于,所述木葡聚糖寡糖浓度为20μg/L。
3.根据权利要求1或2所述的外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,其特征在于,所述木葡聚糖寡糖先溶于水后再添加到培养苎麻的1/2的Hoagland营养液。
4.根据权利要求3所述的外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,其特征在于,镉胁迫每7天更换一次营养液,培养时间为30天。
5.根据权利要求1或4所述的外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,其特征在于,镉胁迫的镉浓度为50μmol/L。
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法。
背景技术
苎麻是一种韧皮纤维作物,对镉具有较强的富集能力,且其生物量大?生长速度快,是一种具有较好前景的镉修复植物材料。
细胞壁在苎麻应对镉胁迫中发挥重要作用,苎麻细胞壁积累了48.2?61.9%的镉。构成细胞壁化学组分含量也可以在镉胁迫下发生变化。苎麻半纤维素多糖富集的镉含量占细胞壁富集镉总含量的56.46%以上,同时也发现增加半纤维素含量可以增强细胞壁的镉积累能力上。因此,通过外源物质的添加及生物工程等手段增加苎麻半纤维素的含量,是一种较好的增强苎麻细胞壁的镉积累的途径。
木葡聚糖寡糖是组成木葡聚糖的寡糖物质,在植物生长和发育调节中发挥作用。而木葡聚糖是半纤维素的重要组成部分,广泛存在于高等植物的中间层?初生壁和胶状壁层中,它在双子叶植物中约占细胞壁的20?25%,是苎麻中最为丰富的半纤维素成分。改变植物体内木葡聚糖的含量可以影响半纤维素含量。
外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苎麻半纤维素含量,进而有效提高苎麻的镉耐性。
发明内容
本发明旨在提供一种外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,经过实验表明,利用外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苎麻半纤维素含量,进而有效提高苎麻的镉耐性。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种外施木葡聚糖寡糖提高苎麻镉耐性的方法,包括以下步骤:苎麻进行镉胁迫时,外施木葡聚糖寡糖进行处理。
需要说明的是,所述木葡聚糖寡糖浓度为20μg/L。
需要说明的是,所述木葡聚糖寡糖先溶于水后再添加到培养苎麻的1/2的Hoagland营养液。
需要说明的是,镉胁迫每7天更换一次营养液,培养时间为30天。
需要说明的是,镉胁迫的镉浓度为50μmol/L。
本发明有益效果在于:经过实验证明,通过外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苎麻半纤维素含量及抗氧化能力进而有效提高苎麻的镉耐性。
附图说明
图1为本发明方法的外施木葡聚糖寡糖处理下苎麻主根长?株高及生物量的影响;
图1
图2为本发明方法的外施木葡聚糖寡糖对苎麻叶片色素和根系活力影响;
图2
图3为本发明方法的外施木葡聚糖寡糖对苎麻抗氧化系统的影响。
图3
图4为本发明方法的外施木葡聚糖寡糖对苎麻SOD?POD?CAT和APX酶活性的影响。
图4
图5为发明方法的外施木葡聚糖寡糖对苎麻半纤维素含量的影响。
图5
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述,需要说明的是,本实施例以本技术方案为前提,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围并不限于本实施例。
实施例1
1?试验材料
供试品种为苎麻栽培种‘中苎1号’。将株高?根长及茎粗等性状无明显差异的苎麻扦插苗定植在含珍珠岩的花盆中,每盆定3株,并以1/2的Hoagland营养液(pH=5.8?6.0)预培养10d后,然后再对苎麻进行以下处理:0(1/2的Hoagland营养液)?0+Xh(1/2的Hoagland营养液加20μg/L木葡聚糖寡糖)?Cd(1/2的Hoagland营养液加50μMCdCl2和Cd+Xh(1/2的Hoagland营养液1/2的Hoagland营养液加50μMCdCl2再加20μg/L木葡聚糖寡糖)。所有处理每7天更换一次营养液。
2?试验方法
2.1形态指标、叶片色素和根系活力的测定
处理30d后,测定植物株高?根长和不同组织的生物量。并测定叶片(顶部第5片完全展开叶)的相对叶绿素含量及叶绿素和类胡萝卜素含量的测定和根系活力。
2.2ROS和抗氧化酶活的测定
处理30d后将苎麻分为地上部和地下部两个部分,并分别地上部和地下部测定H2O2?丙二醛及脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)?过氧化氢酶(CAT)?过氧化物酶(POD)和抗坏血酸盐过氧化物酶(APX)酶活进一步评价苎麻对镉的耐性。
3?试验结果
3.1外施木葡聚糖寡糖对苎麻生长的影响
在不添加镉的情况下，各处理间的苎麻生长没有显著差异(p>0.05)。当添加镉与相应的无镉处理相比，苎麻的生长显著受到抑制(p<0.05)。在镉胁迫下，木葡聚糖寡糖的添加，显著增加了苎麻幼苗的株高，根长，分别增加了23.16％和19.15％，如图1a?图1b。当木葡聚糖寡糖的添加也可以缓解镉胁迫对苎麻根、茎及叶片的生物量的抑制，如图1b?图1c，鲜重分别提升86.07％、92.45％和157.58％，干重分别提升97.15％、80.04％和136.24％。
总之，镉处理明显抑制主根长度、株高和生物产量，而外施2μg/L的木葡聚糖寡糖可显著改善镉对苎麻的毒害(p<0.05)。
3.2外施木葡聚糖寡糖对叶片色素和根系活力的影响
进一步测定了叶片SPAD值、叶绿素含量和胡萝卜素含量，如图2a?图2c，结果发现与对照相比镉处理下叶片SPAD值、叶绿素a含量、叶绿素b含量和胡萝卜素含量显著下降(p<0.05)。木葡聚糖寡糖的添加可明显缓解镉对苎麻光合色素的损伤，叶片SPAD值、叶绿素a含量、叶绿素b含量和胡萝卜素含量分别提升19.75％、36.12％、30.95％和25.36％。根系活力测定发现，如图2d，与对照组相比，镉胁迫导致根系活性显著降低(p<0.05)。当镉胁迫同时添加木葡聚糖寡糖时可显著增加24.24％的根系活力。
3.3外施木葡聚糖寡糖对苎麻抗氧化的影响
对处理过的苎麻的H2O2、MDA及脯氨酸含量进行了评估，如图3，结果发现，0和0+Xh实验处理，苎麻的H2O2、MDA及脯氨酸含量差异不大。而在镉胁迫下(Cd和Cd+Xh)，苎麻地上部和地下部的H2O2、MDA及脯氨酸含量显著提高(p<0.05)。值得注意的是在镉处理下同时添加木葡聚糖寡糖，可使地上部和地下部H2O2、MDA和脯氨酸含量显著降低(p<0.05)。这表明木葡聚糖寡糖的添加可以调节ROS清除，缓解镉引起的膜脂过氧化，以减轻镉对苎麻的毒害作用。
同时我们还对苎麻中的主要抗氧化酶进行了测定，如图4。结果发现，单独添加Xh单独处理苎麻地上部和地下部中的SOD、CAT、APX和POD的酶活性没有明显差异(p>0.05)。与对照组相比，镉单独处理苎麻地上部和地下部中SOD、CAT、APX和POD的活性显著降低(p<0.05)，地上部中分别降低了37.04％、43.07％、38.36％和42.51％，地下部分别降低了37.85％、45.26％、37.42％和44.13％。值得注意的是，施用木葡聚糖寡糖对镉胁迫下的苎麻植物地上部和地下部中抗氧化酶的活性显著提升(p<0.05)，地上部分别提高了31.29％、34.68％、20.86％和27.76％，地下部分别降低了26.94％、35.35％、20.93％和33.39％。
3.4外施木葡聚糖寡糖对苎麻半纤维素含量的影响
测定半纤维素含量发现，如图5，外施加木葡聚糖寡糖显著增加了苎麻中的半纤维素含量(p<0.05)。
综上所述，外施木葡聚糖寡糖可以有效提高苎麻半纤维素含量，增强苎麻的抗氧化能力，进而有效提高苎麻的镉耐性。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
摘自国家发明专利,发明人:揭雨成 马玉申 揭红东 赵龙 何鹏亮,申请号: 202310851695.3,申请日:2023.07.12
