[发明专利]一种植物抗旱增产剂

说明书

本发明属于农业生物学领域，涉及一种新型植物抗旱增产剂，所述的抗旱增产剂为胍丁胺，发明人利用模拟植物干旱环境，使其处于干旱胁迫状态，然后在植株上喷施胍丁胺，使植物的持绿期延长，通过维持其干旱胁迫下的正常光合作用，从而达到提高植物产量的目的。结果表明，胍丁胺能通过提高干旱胁迫下小麦的抗旱性抑制小麦衰老，增加了植株鲜重，进而提高了小麦的生物学产量，可作为新的植物抗旱增产剂广泛应用于粮食作物、经济作物、园林作物等植物的抗旱增产。

技术领域

本发明属于农业生物学领域，涉及一种新型植物抗旱增产剂。

背景技术

由于全球气候变化异常，水资源严重短缺，植物受干旱胁迫影响越来越重。受干旱胁迫影响，植物叶片往往出现萎蔫，导致光合作用效率下降，进而影响植物的产量。如何延缓植物干旱胁迫下的叶片萎蔫，延长叶片持绿期，以便更好的维持叶片的正常光合作用，从而减少干旱胁迫造成的损失，进而提高植物的产量，迫切需要寻找新的植物抗旱增产方法。

目前，生产上常用的抗旱剂为24-表芸苔素内脂S-诱抗素，但其作用效果并不明显。因此，能否找到一种能够提高干旱胁迫下小麦的抗旱性而且增产的抗旱剂，成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述情况，本发明的发明人提供了一种新型植物抗旱增产剂，所述的抗旱增产剂为胍丁胺，发明人利用模拟植物干旱环境，使其处于干旱胁迫状态，然后在植株上喷施胍丁胺，使植物的持绿期延长，从而达到提高植物产量的目的。结果表明，胍丁胺能通过上调ABA信号途径中关键基因的表达，进而通过提高干旱胁迫下小麦的抗旱性抑制小麦衰老，增加了植株鲜重，最终提高了小麦的生物学产量以及籽粒产量，而且其抗旱效果明显好于当前市场上常见的抗旱剂，因此可作为新的植物抗旱增产剂广泛应用于粮食作物、经济作物、园林作物等植物的抗旱增产。现有技术中，生物体内的胍丁胺 (agmatine，AGM)是由细胞内线粒体膜上的精氨酸脱羧酶 (argininedecarboxylase，ADC)催化精氨酸脱羧基转化而成的，其分子式为 C₅H₁₄N₄，分子量为130.19，分子结构式如下所示：

在生物体内，胍丁胺在胍基亚氨基水解酶和氨基甲酸甘油脂氨基酰胺水解酶的作用下形成腐胺，然后，通过添加氨丙基的亚精胺合成酶(Spermidine synthase，spd)和精胺合成酶(Spermine synthase，spm)将其转化为亚精胺和精胺，进而发挥一系列的生物学功能。在动物中，胍丁胺是一氧化氮合成的内源性调节物之一，它可以通过底物竞争性的方式抑制一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)，减少病理状态下一氧化氮的生成，从而实现对血管的舒缩和抗炎作用。目前作为临床药物的胍丁胺主要用于调节人体血管舒缩、抗炎等作用，然而在农业领域还没有相关应用出现；

本发明研究发现，在植物上喷施胍丁胺，可以上调脱落酸(abscisic acid，ABA)信号途径中的ABA受体基因PYL2和控制气孔开关的SNF1相关蛋白激酶基因SnRK2(sucrosenon-fermenting related protein kinase 2)等两个关键基因的表达，由此证明，胍丁胺通过ABA信号途径来提高小麦的抗旱性。与此同时发明人还发现，在大田小麦拔节期喷施胍丁胺，可显著增加亩穗数，进而提高小麦的产量。本发明的发明人经过筛选和实验验证，首次提出了胍丁胺可在植物抗旱增产领域开发与应用。

本发明的具体技术方案是：

发现了胍丁胺在植物抗旱增产领域的新用途，进而提供了一种新型植物抗旱增产剂，所述的抗旱增产剂为胍丁胺，为了验证上述新用途，发明人具体采用了如下实验方案：

(1)选取当年收获的籽粒饱满、大小一致的抗旱小麦“济麦379”种子，置于15cm*15cm*5cm的方形盒中，于温度22℃、日照16小时、黑暗8小时的恒温光照培养箱中萌发生长7天；