[发明专利]一种褪黑素在提高油莎豆种子含油量中的应用

说明书

本发明公开了一种褪黑素在提高油莎豆种子含油量中的应用，其步骤是：A、将褪黑素与附加剂混合，制成50mmol/L的褪黑素母液；B、在种子形成初期植株高度80cm，在晴好天气的上午将所述的褪黑素水剂喷施于油莎豆叶面；C、成熟期测定油莎豆种子的含油量；D、与未喷施褪黑素水剂的油莎豆对照品种进行含油量比较分析；E、筛选出显著提高油莎豆种子含油量的褪黑素处理浓度。实验结果表明，喷施外源褪黑素后能够提高油莎豆对营养元素的吸收和代谢能力，进而提高了油莎豆含油量，改良了种子品质。

技术领域

本发明涉及油莎豆品种改良技术领域，更具体涉及一种利用褪黑素在提高油莎豆种子含油量中的用途。

背景技术

油料作物在世界作物生产中居于重要地位，我国是油脂生产和消费大国，随着国民经济的发展，人们对植物油的需求量、品种类型及质量要求等日益提高，我国油料、油脂进口比例和数量呈现逐年增加的态势，油料对外依存度近70％，远超国际公认的警戒线。在我国耕地面积有限、作物单产徘徊不前的现实情况下，扩大油料作物种质资源、发展适应性广、产油量高的植物具有重要意义。油莎豆(Cyperus esculentus L.)为莎草科一年生草本油料植物，原产于非洲地中海地区，我国于1952年从前苏联引进油莎豆,作为一年生作物栽培,现已在20多个省区种植。油莎豆因具有以下特点而使其成为极具开发潜力的油料作物之一：(1)具有较好的植物学性状。油莎豆播期长、生育期短，可与其它油料植物间套种，抗逆性强、适应性广，不会与大豆、花生、油菜等草本油料作物及水稻、玉米等主要粮油作物争地；(2)具有较高的经济价值。其种子含油量变异较大，介于15％～35％，亩产量很高，一般为800kg/亩，最高可达1200kg/亩，产油量约200kg/亩，是目前油料作物中最高的,被称为“油料作物之王”；(3)可制备生物柴油。油莎豆油的不饱和脂肪酸含量达80％以上，其中主要是油酸和亚油酸，是进行生物柴油生产的理想原料。因此,油莎豆具有作为主要油料植物开发的巨大潜力。2016年1月，湖北省将“油莎豆品种选育与改良”列入第二批现代农业产业技术体系攻关项目，2016年4月，农业部印发了《全国种植业结构调整规划(2016-2020年)》，明确指出“在适宜地区示范推广油莎豆，增加新油源”。上述项目与政策的制定与实施，标志着油莎豆作为新型油料作物得到国家层面的高度重视，开展油莎豆研究、推广与应用的时机已经到来。

油莎豆种子的含油量变幅很大，一般介于16％～30％，国外报道其含量最高可达50％以上。提高含油量，可以在不扩大种植面积的情况下提高产油量，进而显著提高其经济利用价值。因此，筛选高含油量种质资源，培育高含油量品种，已成为近10年来油料作物育种的研究热点。褪黑素(Melatonin，MT)是一种色氨酸的衍生物，是在动物体内广泛存在的一种小分子的神经内分泌激素，主要由松果体分泌，关于动物体内褪黑素生理作用机理的研究已有较多报道，其主要功能包括调节生物钟、增强机体免疫能力、抗氧化等。近几年来，在植物中也检测到褪黑素。研究表明，植物中的褪黑素具有清除自由基、调节光周期、保护叶绿素等生理功能，进而达到提高植株抗性、改良作物品质的作用。此外，褪黑素还能帮助植物抵御重金属污染、紫外及电离辐射等非生物胁迫。目前研究认为，褪黑素对植物抗逆的调节作用机理主要是协助清除植物体内的活性氧。迄今，在植物中有专利公开了褪黑素在提高耐酸铝胁迫(专利申请号：201610262044.0)、提高抗盐、冷、缺铁胁迫的能力(专利申请号：201510079841.0)、提高养分元素利用效率(专利申请号：201510905515.0；21610244221.2)、降低镉等有害重金属元素积累(专利申请号：201510171844.7；201510905350.7)等方面的应用。

关于褪黑素与品质间关系的研究大多集中于动物，植物中研究较少，杜天浩等以“金棚1号”番茄为材料，研究了不同浓度褪黑素对番茄果实品质的影响。结果表明：在施加50、100μmol/L褪黑素处理下，可以显著提高番茄果实中可溶性糖、可溶性固形物、VC、β-胡萝卜素含量，降低果实中有机酸和硝酸盐含量，果实品质更好。迄今为止，国内外未见关于褪黑素含量与油莎豆种子含油量间关系的文献报道，因此，探索施用外源褪黑素来提高油莎豆种子含油量，将为油莎豆品质改良提供理论依据。