[发明专利]一种提高棉花抗旱性的多肽类抗旱剂及其应用

说明书

本发明公开了一种提高棉花抗旱性的多肽类抗旱剂及其应用。本发明的多肽类抗旱剂的核心成分是小分子多肽DRP‑C，其氨基酸序列为RRVPNGPDPIHN。本发明首次以人工合成小分子多肽DRP‑C作为棉花抗旱剂的核心成分，利用叶片喷施的方式，通过诱导棉花体内ABA合成基因表达的方式，提高棉花体内ABA含量，提高棉花抗旱能力。试验表明：施加DRP‑C水溶液后，通过提高棉花本身ABA提高了棉花的抗旱性、干旱胁迫下的存活率，促进了干旱胁迫下棉花的生长。

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，具体涉及一种提高棉花抗旱性的多肽类抗旱剂及其应用。

背景技术

我国淡水资源缺乏，总量约为28000亿立方米，人均水资源量仅为世界平均水平的1/4。我国有近一半陆地受到干旱和半干旱胁迫。干旱胁迫抑制植物生长，严重影响农作物产量。干旱胁迫下，植物一方面通过合成积累渗透保护物质等策略促进根系吸收水分，另一方面通过调控气孔关闭减少蒸腾，提高植物抗旱性，减轻干旱胁迫。植物激素ABA(脱落酸)和JA(茉莉酸)等在调节气孔开闭，提高植物抗旱性方面起着重要的作用。目前，已发现外源施加ABA、JA等激素和氯化镧、氯化钙等化学物质都可提高植物的抗旱性，过量表达ABA和JA等合成基因，提高植物内源ABA和JA含量也可提高植物的抗旱能力。但是由于ABA见光易分解并且价格较高，通过叶片或者根际浇灌ABA的方式效果欠佳，而采用ABA合成关键基因在目标作物中过量表达，提高转基因作物中ABA含量的方式，由于产生的作物是转基因的，涉及转基因安全评价问题。因此申请人研发了一种通过叶面喷施小分子多肽来提高植物抗旱性的方式来解决上述问题。

小分子多肽是一类具有类似激素功能的物质，越来越多研究发现：小分子多肽具有提高植物抵抗非生物胁迫(盐胁迫和干旱胁迫等)和生物胁迫(各种病害)、调控植物果实脱落、调控豆科植物根系根瘤菌形成以及调控植物吸收养分等功能。最近研究发现：多肽类物质可以诱导植物体内ABA合成基因NCED表达，提高植物地上部ABA含量，从而提高植物的抗旱能力。因此，寻找能够提高作物抗旱性的植物内源小分子多肽，进行人工合成并根源或叶源喷施到农作物，对增强农作物抗旱、提高产量具有重要意义。

发明内容

基于此，本发明提供了一种提高棉花抗旱性的多肽类抗旱剂及其应用。本发明首先筛选到抗旱活性较高的植物内源性小分子多肽DRP-C序列，将其加水配制成抗旱剂进行叶面喷施，可以提高植物抗旱能力，可以适用于棉花、小麦、玉米、花生、谷子或高粱等农作物，尤其适合于棉花抗旱。

本发明提供了一种提高棉花抗旱性的多肽类抗旱剂，其活性成分是具有12个氨基酸组成的小分子多肽DRP-C(Drought resistant polypeptide of cotton)，其氨基酸序列为RRVPNGPDPIHN。

该抗旱剂的配制方法：将DRP-C粉末配置成终浓度为5-20μM的DRP-C水溶液，优选10μM；或者先将DRP-C配制成10mM母液，低温(4℃)保存，使用时稀释成DRP-C 10μM的工作液，然后叶面喷施棉花等作物。

本发明还提供该多肽类抗旱剂的应用方法：用于室内种植的棉花，可直接利用自来水配制多肽类抗旱剂，该抗旱剂成分及终浓度为10μM DRP-C。室内培养作物土壤含水量达到60％时开始叶片喷施多肽类抗旱剂；用于大田种植的棉花，可先把抗旱剂配成200倍储存液，在田间直接稀释使用，也可在田间直接配制成10μM DRP-C的工作液，利用大型田间喷雾器或者无人机进行叶面喷施，喷施量10L/亩左右。

上述多肽类抗旱剂还可与其他叶面肥、抗旱剂等物质同时在大田中应用，施用方便，为提高农作物抗旱能力提供了有效的方法。优选的，该抗旱剂除了包含主要功能成分DRP-C外，还可以添加了低浓度的CaCl₂和KCl，钙离子和钾离子在植物耐盐抗旱中发挥重要作用，在抗旱剂中添加这两类物质可有效促进抗旱相关基因表达，进一步提高作物抗旱能力。其添加低浓度的CaCl₂和KC1的抗旱剂成分为：10μM DRP-C+2mM CaCl₂+2mM KCl。