4-甲基伞形酮在提高植物抗干旱上的用途制造技术

本发明专利技术公开了4

【技术实现步骤摘要】
4
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甲基伞形酮在提高植物抗干旱上的用途


[0001]本专利技术属于植物种植领域，具体涉及4
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甲基伞形酮在提高植物抗干旱上的用途。

技术介绍

[0002]近几十年以来，我国的果树产业取得了巨大成就，带来的经济效益日益增长，已经成为部分地区农村经济发展的重要支柱。苹果作为世界上栽培历史最为悠久的果树之一，以其独特的风味及口感赢得了各国人民的喜爱。黄土高原因其独特的地理位置和气候条件成为世界最大、最优的苹果产区之一，但该地区降雨较少，且季节性分配不均，导致该地区常年遭受持续性干旱。干旱是影响果树生长发育的最重要的限制因素之一。干旱发生在早夏季节，会影响果树的开花和坐果，对果树产量影响巨大；干旱发生在果实采摘之后，将影响来年果树的开花及坐果，并进一步影响果树产量；干旱胁迫可破坏植物的组织构架，降低植物叶片含水量及叶绿素含量，破坏光合电子传递，影响植物的光合作用；与此同时，干旱胁迫还影响大小、颜色、糖度、酸度、硬度等果实品质特性。
[0003]近年来，随着现代生物技术的突飞猛进，不断影响着人们的生产、生活方式。代谢组学作为一种新兴生物技术，已经被广泛应用于植物各领域研究。代谢组学在果树领域的应用可以全面了解果树在各种环境中所产生的代谢物，并进行定量分析，进行品质评价、优良品种选育、植物抗逆应答等各方面研究。植物代谢物不仅给人类提供了营养、能量、药物等生活必需品，还在植物的生长发育过程中不可或缺，同时，植物代谢物在植物抵抗生物及非生物胁迫方面也发挥重要功能。
[0004]根系是感知土壤水分状态的最直接器官，并将信号向上传递给各个组织和器官。在干旱胁迫下，根系会产生一系列形态和结构上的变化，通过增加根冠比来吸收更多的水分和养分，提高果树对干旱的耐受能力。因此，通过代谢组学研究根系代谢物，挖掘可提高苹果树抗旱能力代谢物，研究其功能及作用机制，可很大程度上促进黄土高原地区苹果产业的可持续发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题为：如何挖掘可提高苹果树抗旱能力代谢物。
[0006]本专利技术的技术方案为：4
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甲基伞形酮在提高植物抗干旱上的用途。
[0007]进一步地，所述植物为苹果属植物。
[0008]进一步地，所述提高植物抗干旱是指促进根系发育、提高叶片光合作用或/和提高水分利用效率。
[0009]代谢组数据分析表明，抗旱型砧木新疆野苹果进行自然干旱处理后，4
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甲基伞形酮(4
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MU)和4
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甲基伞形酮
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β
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D
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糖苷(4
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MU
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Glc)含量显著增加；而在干旱敏感型砧木T337根系中未能够检测到该代谢物含量变化。因此，4
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MU作为4
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MU
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Glc前体，在苹果属植物抗旱过程中可能发挥重要功能。选取新疆野苹果和T337小苗，移栽至花盆中，根部施加不同浓度的4
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MU(0、125、500μM)，待其自然生长40天后进行长期自然干旱处理(60天)，表型分析发
现，4
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MU可促进新疆野苹果和T337根系发育，提高植物叶片光合作用，并提高水分利用效率，进而促进苹果属植物抗旱能力。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：
[0011]本专利技术发现4
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MU可促进植物特别是苹果属植物根系发育，在干旱胁迫下提高植物叶片光合作用，并提高水分利用效率，进而促进苹果属植物抗旱能力。可很大程度上促进干旱地区苹果产业的可持续发展。
附图说明
[0012]图1：新疆野苹果和T337响应干旱差异代谢物分析。A：短期自然干旱处理。B：差异代谢物检测。D_T337：T337自然干旱处理根系样本；C_T337：T337正常供水根系样本；D_XJ：新疆野苹果自然干旱处理根系样本；C_XJ：新疆野苹果正常供水根系样本。
[0013]图2：4
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MU在长期干旱胁迫下对新疆野苹果生长发育的影响。A：新疆野苹果在不同处理条件下的表型特征。B：株高。C：茎粗。D：地上部干重。E：根部干重。F：根冠比。
[0014]图3：4
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MU在长期干旱胁迫下对T337生长发育的影响。A：T337在不同处理条件下的表型特征。B：株高。C：茎粗。D：地上部干重。E：根部干重。F：根冠比。
[0015]图4：叶片相对含水量。A新疆野苹果叶片相对含水量。B T337叶片相对含水量。
[0016]图5：4
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MU在长期干旱胁迫下对新疆野苹果光合指标的影响。
[0017]图6：4
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MU在长期干旱胁迫下对T337光合指标的影响。
[0018]图7：4
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MU在长期干旱胁迫下对新疆野苹果和T337水分利用效率的影响。A：新疆野苹果瞬时水分利用效率。B：T337瞬时水分利用效率。C：新疆野苹果稳定碳同位素(δ
13
C)丰度比。D：T337稳定碳同位素(δ
13
C)丰度比。
具体实施方式
[0019]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
[0020]一种苹果根系代谢物4
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甲基伞形酮可通过促进根系发育及提高植物的光合作用，进而促进苹果植物在长期干旱胁迫下的抗旱能力。试验方法及结论具体如下：
[0021]1.材料和方法
[0022]1.1试验材料和方法
[0023]所用植物材料为抗旱型砧木新疆野苹果和干旱敏感型砧木T337，上述植物材料移栽于西北农林科技大学五泉综合试验站。
[0024]短期自然干旱处理：选取苹果抗旱型砧木新疆野苹果(XJ)和干旱敏感型砧木T337(T337)为试验材料，移栽至大田进行盆栽试验，随机分为2组(5颗/组)：对照组(正常供水组)和试验组(自然干旱处理组)。对上述盆栽植物进行灌水至饱和状态，对照组生长过程中进行正常供水，试验组停止供水。自然干旱处理20天后，对植物样品根部取样，置于
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80℃保存备用。
[0025]代谢组测定：取短期自然干旱处理的根部样品，液氮研磨，称取100mg粉末转移至1.5ml离心管中，加入120μl 50％甲醇，涡旋震荡充分混匀，静置10min，转移至
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20℃冰箱过夜处理以沉淀样品中蛋白质，转移至低温离心机4000g离心20min，转移上清液至96孔板，采
用高分辨率质谱仪(TripleTOF5600plus，SCIEX)进行非靶向代谢物检测。
[0026]4‑
MU处理：选取生长势较为一致的植物材料移栽至大田盆栽生长，待新叶长出后，继续生长2周，再次挑选生长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.4
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甲基伞形酮在提高植物抗干旱上的用途。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述植物为苹果属植物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：管清美，张德辉，程鹏达，张雨田，赵爽，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：