[发明专利]一种提高枇杷幼苗抵抗干旱或/和寒冷胁迫能力的方法

说明书

本发明提供一种提高枇杷幼苗抵抗干旱或/和寒冷胁迫能力的方法，在枇杷幼苗遭受干旱或/和寒冷胁迫前采用特定浓度的褪黑素溶液浇灌处理，结果表明：褪黑素处理显著提高了枇杷幼苗叶片中的内源褪黑素含量和荧光参数；显著增强了枇杷幼苗叶片内的SOD、POD、CAT、APX含量，同时降低了MDA含量，以及维持叶片组织结构的完整性。研究发现，特定浓度的褪黑素溶液不仅可以提高枇杷幼苗抵抗干旱胁迫能力，还可以提高枇杷幼苗抵抗寒冷胁迫能力，种植过程投入成本低，幼苗的成活率高，从而有助于提高新品种推广的速度和效率以及提高杂交育种过程中的后代的成活率，加速育成新品种的进程和效率，对我国枇杷产业的可持续发展具有重要战略意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及枇杷幼苗抵抗干旱或/和寒冷胁迫能力过程中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等生物酶的研究，具体涉及一种提高枇杷幼苗抵抗干旱或/和寒冷胁迫能力的方法。

背景技术

枇杷(Eriobotryajaponica Lindl.)是蔷薇科、枇杷属植物，是多年生木本常绿小乔木，高可达10米；小枝粗壮，黄褐色，密生锈色或灰棕色绒毛。枇杷起源于我国，已有上千年的栽培历史。它的果实成熟于春末夏初的水果淡季，是我国重要的经济果树。目前，我国枇杷的自主选育品种在市场上的占有率很高，具有极高的市场潜力。

枇杷大多种植在保水能力弱，灌溉条件差的山坡地带，且种植区域在冬季常受到霜冻天气的侵扰。研究表明，从超微结构上讲，枇杷幼苗叶片在-5℃低温胁迫下，12h时就出现细胞质膜破裂，叶绿体完全解体，线粒体膜结构丧失，嵴消失；而枇杷幼苗根系在0℃胁迫下，原生质膜已经受到破坏，变得模糊不清，液泡膜结构皱缩；在-5℃低温胁迫下，根系原生质膜、液胞膜均受到严重破坏，原生质体浓缩为一团，很难再恢复到细胞正常结构状态。从生理代谢上看，枇杷幼苗叶片在-5℃胁迫的MDA含量大幅度增加，保护酶活性受到严重的抑制，说明地上部的光合作用受低温胁迫下降，消耗增多；枇杷幼苗根系在-5℃胁迫下MDA含量呈现一直增大，保护酶活性受到抑制，脯氨酸、蛋白质含量一直升高；表明地上部光合作用降低，根部受低温胁迫，向上运输N源功能受阻(参见张玉荣，低温胁迫对枇杷幼苗地下部与地上部生长发育的影响，福建农林大学硕士论文，2008年)。可见，枇杷幼苗叶片在-5℃低温胁迫下会受到较为严重的冻害，是不可逆的，很难再恢复到正常状态。

此外，干旱对枇杷的生长也有很大的影响。枇杷幼苗叶片遭受干旱胁迫，叶片机体膜脂过氧化作用加剧，细胞膜系统受到破坏。而且，干旱还会引起活性氧的产生，同时增强植物抗氧化酶系统。该系统是植物抗逆境胁迫的生理基础，其活性的高低可以反映今后植物对不良环境的抵抗能力，酶活性越大，植物的抗逆能力越强。其中，SOD是膜脂过氧化防御系统的主要保护酶，较高的SOD活性是植物抵抗逆境胁迫的生理基础；而APX被认为是叶绿体中清除H₂O₂的关键酶。枇杷叶片在轻、中度干旱胁迫下通过减少地上生物量，抑制蒸腾作用，提高抗氧化酶的活性和增加渗透调节物质的含量等措施保护自身免遭干旱胁迫的伤害，表现出了一定的耐旱性和适应性。但重度胁迫下枇杷叶片光合作用受到严重抑制，细胞结构和功能受到损害难以恢复，超出了枇杷的耐性阈值(参见王丹等，干旱胁迫对枇杷生理特性及生长的影响，西北植物学报，2016，36(7)：1399-1407)。

在枇杷幼苗的种植过程中，通常采用设施栽培的方式进行防冻和抗旱。虽然，通过这些设施栽培的方式可以提高枇杷幼苗的成活率，但是投入成本极高。因此，开发低投入且高效的方式提高枇杷幼苗的抗逆能力，进而提高新品种推广过程中幼苗栽培成活率，提高新品种推广的速度和效率以及提高杂交育种过程中的后代的成活率，加速育成新品种的进程和效率，对我国枇杷产业的发展具有重要战略意义。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，根据本发明的第一方面，本发明的目的在于提供一种提高枇杷幼苗抵抗干旱或/和寒冷胁迫能力的方法。

本发明的目的是这样实现的：