乙硫氨酸在提高草坪草抗盐能力中的应用

摘要

本发明公开了乙硫氨酸在提高草坪草抗盐能力中的应用。乙硫氨酸在提高草坪草抗盐能力中的应用。优选向草坪草叶面喷施250‑300mg.L

说明书

技术领域

本发明属于草坪种植及养护管理领域，涉及乙硫氨酸在提高草坪草抗盐能力中的应用。

背景技术

乙硫氨酸(Ethionine)是一种含硫氨基酸，分子式C₆H₁₃NO₂S，分子量163.24。研究指出，乙硫氨酸不仅可以和氨基酸结合发生反应，也具有很强的还原性。在人类和动物上长期频繁使用，乙硫氨酸能使细胞的结构和功能发生变化，还原膜质过氧化，改变细胞膜对酯类物质的通透性。

乙硫氨酸被用于番茄抗冷性的诱导，对提高其抗冷性效果显著。以其最适浓度300mg.L^-1配制乙硫氨酸溶液，均匀喷洒番茄叶面后测定番茄的各项生理指标，如电解质渗漏率、过氧化物酶活性、叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性等，均表现出以诱导乙硫氨酸处理的番茄苗的抗冷性高于低温处理。也有研究表明，在土壤中施加一定量的乙硫氨酸，对番茄在逆境中释放乙烯有一定的正效应，调节植物内源激素水平，减缓衰老和死亡。乙硫氨酸与甲硫氨酸的结构相似，因此乙硫氨酸在细胞中会代替甲硫氨酸参与蛋白质合成，但尚未有关于该物质在草坪草上应用情况的报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足,提供乙硫氨酸在提高草坪草抗盐能力中的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

乙硫氨酸在提高草坪草抗盐能力中的应用。

所述的应用，优选向草坪草叶面喷施250-300mg.L^-1的乙硫氨酸；进一步优选向草坪草叶面喷施250mg.L^-1的乙硫氨酸。

一种提高草坪草耐盐性的生物制剂，包含250-300mg.L^-1的乙硫氨酸；优选包含250mg.L^-1的乙硫氨酸。

有益效果：

在盐胁迫下，对照处理的草坪质量最差。经叶面喷施不同浓度乙硫氨酸处理均表现出了优于对照的草坪质量。其中，叶面喷施浓度为200mg.L^-1、250mg.L^-1、300mg.L^-1、350mg.L^-1的乙硫氨酸均能提高高羊茅的耐盐性，但250mg.L^-1的乙硫氨酸对提高高羊茅的耐盐性效果最好。这表明，叶面喷施乙硫氨酸对高羊茅响应盐胁迫具有正效应。

盐胁迫下，叶表喷施250mg.L^-1的乙硫氨酸水溶液可以提高多年生高羊茅的耐盐性，具体表现在较高的叶片相对生长速率(RGR)、叶片相对含水量(RWC)、渗透势(OP)、光化学效率(Fv/Fm)，以及较低的电解质渗漏率(EL)和丙二醛(MDA)。说明，盐胁迫下对高羊茅喷施乙硫氨酸可以有效减少MDA的积累，降低膜脂过氧化的危害，保护细胞膜的完整性和稳定性。

附图说明

图1盐胁迫下喷施不同浓度乙硫氨酸对草坪质量的影响

图2盐胁迫下乙硫氨酸对叶片相对生长速率的影响

图3盐胁迫下乙硫氨酸对光化学效率的影响

图4盐胁迫下乙硫氨酸对叶片相对含水量的影响

图5盐胁迫下乙硫氨酸对电解质渗漏率的影响

图6盐胁迫下乙硫氨酸对渗透势的影响

图7盐胁迫下乙硫氨酸对丙二醛含量的影响

具体实施方式

实施例1

1试验材料

供试材料为高羊茅‘Arid3’(Festuca arundinacea cv.‘Arid3’)，采取营养繁殖的方法进行材料培养。于2015年4月15日挖取2年生的高羊茅草皮块，移植到装满全沙基质的PVC管(直径11cm，高度50cm)，沙为长江水洗中粗沙。草坪草在温室大棚内预培养，每2d浇水1次，并按照1/3原则进行修剪，保持高度约为5cm。预培养期间施复合肥一次，注意预防病虫害。

2试验设计

材料预培养至长势良好时开始试验处理。乙硫氨酸设4个浓度梯度，分别为200mg.L^-1、250mg.L^-1、300mg.L^-1、350mg.L^-1。不同处理浓度5个重复。0d开始进行叶面喷施，每隔7d喷施一次。

本试验采用随机区组设计，共计6个处理，分别是:

A.对照，浇灌水200mL，叶面喷施蒸馏水；

B.盐，浇灌250mM NaCl水溶液200mL，叶面喷施蒸馏水；

C.盐+200mg.L^-1乙硫氨酸，浇灌250mM>-1乙硫氨酸；

D.盐+250mg.L^-1乙硫氨酸，浇灌250mM>-1乙硫氨酸；

E.盐+300mg.L^-1乙硫氨酸，浇灌250mM>-1乙硫氨酸；

F.盐+350mg.L^-1乙硫氨酸，浇灌250mM>-1乙硫氨酸；

分别于试验第0d、7d、14d、21d、28d、35d时进行拍照记录和评价草坪质量(TQ)。每管喷施蒸馏水或溶液10mL，喷施时要求雾化良好，喷洒均匀，水滴不落入土壤。对照组以等量蒸馏水代替药液进行叶面喷施。为了避免盐激伤害，0-5天时按照每天每天递增50mM的盐浓度进行浇灌，即0、50、100、150、200、250mM直至达到最终盐浓度。之后每天用200mL 250mMNaCl水溶液浇灌。

草坪质量(Turf quality，TQ)：以美国NTEP评价标准为基础并加以改进，依据草坪草的质地、色泽、萎蔫度和枯死率等指标的变化进行1-9分制综合评分，9分为叶片色泽深绿、不皱缩、无萎蔫、无枯死的理想草坪，1分为完全枯黄甚至死亡的草坪，6分为正常视觉可接受的草坪。

3数据处理

将所得评价数据用Excel 2010进行整理，用SPSS程序分析软件(SPSS StatisticsV17.0)进行方差分析，平均数之间差异选择最小显著差异法(LSD)进行比较，显著水平P＝0.05。采用SigmaPlot 11.0软件作图。

4试验结果

由图1可知，正常浇水条件下，高羊茅的草坪质量并未出现明显变化，维持在8.4－8.6之间。

在盐胁迫下，高羊茅的草坪质量大幅度下降。盐胁迫发生35d时，高羊茅对照处理的草坪质量为1.0。分别喷施不同浓度的乙硫氨酸均可在不同程度上缓解盐害作用，一定程度上保持草坪质量。其中，250mg.L^-1乙硫氨酸处理的草坪质量为6.0，比对照高出5倍，且高于喷施其他浓度乙硫氨酸的处理的草坪质量。

实施例2

1试验材料

供试材料为高羊茅‘Arid3’(F.arundinacea cv.‘Arid3’)，采取营养繁殖的方法进行材料培养。于2015年10挖取2年生的高羊茅草皮块，移植到装满全沙基质的PVC管(直径11cm，高度50cm)，沙为长江水洗中粗沙。草坪草在温室大棚内预培养，每2d浇水1次，并按照1/3原则进行一次修剪，保持高度约为5cm。预培养期间施复合肥一次，注意预防病虫害。

2试验设计

材料预培养至长势良好时移至人工气候室，条件设置为：白天温度30℃，晚上温度25℃，光照时间14h，光照强度600μmol.m^-2.s^-1，相对湿度60％。适应两周后开始试验处理。根据前期浓度筛选结果，乙硫氨酸的喷施浓度选择250mg.L^-1，5个重复。0d开始对材料进行叶面喷施，每隔7d喷施1次。

采用随机区组设计，共4个处理，分别是:

A.对照，浇灌水200mL，叶面喷施蒸馏水；

B.对照+乙硫氨酸，浇灌水200mL，叶面喷施250mg.L^-1乙硫氨酸；

C.盐处理，浇灌250mM NaCl水溶液200mL，叶面喷施蒸馏水；

D.盐处理+乙硫氨酸，浇灌250mM>-1乙硫氨酸。

分别于试验第0d、7d、14d、21d、28d、35d时进行拍照记录和评价草坪质量(TQ)。每管喷施对应蒸馏水或溶液10mL，喷施时要求雾化良好，喷洒均匀，水滴不落入土壤。对照组以等量蒸馏水代替药液叶面喷施。为了避免盐激效应，0-5d时按照盐浓度每天递增50mM进行浇灌，分别以0、50、100、150、200、250mM直至达到最终盐浓度。之后每天用200mL 250mMNaCl水溶液浇灌。

3数据处理

数据使用SPSS软件(SPSS Statistics V17.0)进行方差分析，平均数之间差异选择Fisher的最小显著差异法(LSD)进行比较，显著水平P＝0.05，采用SigmaPlot 11.0软件作图。

4测定指标和结果

4.1相对生长速率(RGR)

对每个重复随机选取5株进行标记，在每次取样前分别测量被标记植株的株高，作为l₀记录；本次取样后再次测量五株被标记的高羊茅株高，作为l₁记录。计算公式：相对生长速率RGR(cm.d^-1)＝(本次取样前所测得l₀－上次取样后所测得l₁)/7d。由图2可知，在正常浇水情况下，乙硫氨酸处理与对照的RGR没有显著差异。盐处理使RGR迅速下降，但叶面喷施乙硫氨酸处理缓解了RGR的降低。盐胁迫28d时，喷施乙硫氨酸的RGR为比对照高出12.5倍。盐胁迫35d时，对照停止生长，但喷施乙硫氨酸的RGR为0.23cm.d^-1，显著高于对照(P<0.05)。4.2光化学效率(Fv/Fm)

随机选择完全展开的高羊茅叶片，用叶夹夹好，暗适应30min。将测量探头置于叶绿素荧光效能分析仪叶夹上，打开叶夹的遮光片，使暗适应后的部位暴露在由600nm固态光源提供的激发光下，测量叶片光化学效率值。由图3可知，正常浇水的条件下，从0d到35d高羊茅有无喷施乙硫氨酸的处理之间Fv/Fm无显著性差异，但盐处理使Fv/Fm随着处理时间的延长逐渐下降。在盐处理35d时，喷施乙硫氨酸的盐处理的Fv/Fm显著高于单独盐处理(P<0.05)。

4.3叶片相对含水量(RWC)

剪取完全展开叶片0.2g左右，立即称取鲜重(FW)，然后将叶片用吸水纸包好，浸泡于蒸馏水中，24h后取出叶片，擦干表面水分，立刻称取叶片饱和吸水重(TW)；随后将叶片放入80℃烘箱内烘干72h，称取其干重(DW)，按以下公式计算：叶片相对含水量RWC(％)＝(FW－DW)/(TW－DW)×100。

由图4可知，正常浇水的条件下，有无乙硫氨酸处理的叶片相对含水量无显著性差异，盐胁迫使RWC急剧下降，但叶面喷施乙硫氨酸使叶片水分流失减少，自14d开始，叶面喷施乙硫氨酸的盐处理显著高于单独盐处理的RWC；处理35d时，单独盐胁迫处理的RWC为68.6％，而叶面喷施乙硫氨酸的RWC为83％，比对照高出20％(P<0.05)。

4.4叶片电解质渗漏率(EL)

随机取大约0.2g新鲜叶片，用去离子水冲洗叶表，至叶表不附带脏污。冲洗干净后用吸水纸包裹叶片置于装有30mL去离子水的50mL离心管中，密封并置于摇床，以震速180r/min在室温下震荡。24h后用电导率仪测定溶液初始电导率值C₀，再将离心管放入灭菌锅中120℃高压灭菌20min，再置于摇床上震荡24h，取出测定其溶液电导率值C₁。计算公式：电解质渗漏率EL(％)＝C₀/C_l×l00。

由图5可知，正常浇水条件下，喷施乙硫氨酸处理与对照之间电解质渗漏率没有差异，盐胁迫使EL迅速升高。盐胁迫发生的第28d，单独盐处理的EL(37％)显著高于叶面喷施乙硫氨酸的盐处理的EL(29％)。盐胁迫35d时，喷施蒸馏水高羊茅电解质渗漏率为43％，乙硫氨酸处理的高羊茅电解质渗漏率分别为21％。对照与乙硫氨酸处理间具有显著差异(P<0.05)。

4.5渗透势(OP)

随机选取0.5g新鲜叶片，清洁叶表脏污后，用吸水纸包裹叶片并置于装有去离子水的50ml离心管中。浸泡4-8小时。浸泡后取出叶片，用吸水纸吸去叶表浮水，随即将叶片装入1.5mL离心管中。放入液氮中1h。取出后将离心管放在冰上，将叶片捣碎，取汁液，用渗透压计测定摩尔渗透压浓度(mmol.kg^-1)，由摩尔渗透压浓度计算得到渗透势值。计算公式：OP(MPa)＝-C×2.58×10^-3。

由图6可知，正常浇水条件下，从0d到35d有无叶面喷施乙硫氨酸的处理之间OP无显著差异，盐胁迫下，OP随着处理时间的增加而逐渐降低，28d时，叶面喷施乙硫氨酸的盐处理的OP开始显著高于单独盐处理(P<0.05)。

4.6丙二醛(MDA)含量

MDA含量测定：加2mL反应液和1mL酶液，对照为2mL反应液和1mL蒸馏水。在95℃水浴锅30min，立即放入冰上冷却至室温。匀浆在4℃下12000r/min离心10min。测量上清液在450、532和600nm的光吸收值。

MDA浓度C(μmol/L)＝6.45×(A₅₃₂-A₆₀₀)-0.56×A450

MDA含量(μmol.g^-1FW)＝C(μmol/L)×稀释倍数×提取液总体积/样品鲜重

由图7可知，正常浇水条件下，叶面喷施乙硫氨酸对高羊茅MDA含量没有影响，但盐胁迫使MDA含量升高，单独盐处理的MDA含量为26.8μmol.g^-1FW，叶面喷施乙硫氨酸处理的MDA含量为22.1μmol.g^-1FW，显著低于前者(P<0.05)。