一种通过纳米材料提高南瓜耐旱性与耐寒性的种子处理方法技术

本发明专利技术属于农作物种植技术领域，具体涉及一种使用纳米材料促进干旱胁迫或低温胁迫下南瓜种子萌发与幼苗生长的种子处理方法。本发明专利技术所述方法主要包括以下步骤：1）配置纳米银悬浮液；2）清洗、消毒南瓜种子；3）用纳米银悬浮液浸泡南瓜种子；4）种子萌发。在南瓜种子萌发之前，通过使用一定浓度的纳米银悬浮液进行种子处理，可以显著提高在干旱胁迫或低温胁迫下南瓜种子的发芽速度、种子活力和幼苗生长。本发明专利技术操作过程简单、促进效果显著，成本低，易于推广，对南瓜种质资源创新和持久抗性育种有着重要意义。要意义。要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种通过纳米材料提高南瓜耐旱性与耐寒性的种子处理方法


[0001]本专利技术属于农作物种植
，具体涉及一种使用纳米材料促进干旱胁迫或低温胁迫下南瓜种子萌发与幼苗生长的种子处理方法。

技术介绍

[0002]南瓜(Cucurbita moschata)在我国已有500余年的栽培历史，是菜粮兼用的传统作物。目前我国是南瓜的第一大生产国和消费国，全国各地均有种植，产量颇丰。南瓜营养价值高，富含淀粉、脂肪、还原糖、氨基酸、维生素和矿物质等物质，除了作为夏秋季节的重要蔬菜，还具有观赏、饲料、籽用等用途，应用前景广阔。
[0003]随着气候变化的日益加剧，农作物正面临着越来越多的环境胁迫，如干旱、高温、低温等，不同种类的环境胁迫对农作物的产量与品质均会造成不同程度的影响。我国南瓜种植区域分布广泛，但主要种植在北方地区，早春常有低温冷害，冬季冻害时有发生，热量条件随季节变化波动较大。南瓜喜温，适宜的生长温度为25～30℃，遇到寒冷气候会严重影响其发芽生长。研究表明，当温度为15℃时，南瓜种子初始萌发时间为4天；当温度为25℃时，初始萌发时间为2天，随温度继续上升，种子的发芽率和发芽指数等指标均先上升后降低，以15℃时各项指标最低。可见，低温胁迫抑制南瓜种子的萌发。此外，干旱胁迫也是南瓜生产的主要限制因素之一。干旱胁迫会抑制植株的光合作用，扰乱植株的呼吸作用，使植株的代谢出现异常，甚至导致植株生长停止，严重影响植物的生长发育。研究表明，干旱胁迫对南瓜种子发芽率、种子发芽势、发芽指数、活力指数、抗氧化酶活性以及南瓜产量、品质等指标均有明显影响。因此，在未来气候变化的背景下，为了满足日益增长的南瓜供给需求，亟需提高南瓜的耐旱性与耐寒性。
[0004]近年来，纳米技术在农业领域展现出巨大潜力，如碳纳米材料可以促进种子对水分的吸收、加快种子的萌发、提高种子的发芽率。“纳米种子处理技术”作为一种改善种子品质的新途径，能够有效地促进种子萌发、增强幼苗活力、提高植物的抗逆性。纳米银（Ag NPs）以其极佳的化学稳定性、抗菌特性、催化性能等，成为目前使用量最大、发展速度最快的纳米材料之一，被广泛应用于各个领域。已有研究表明，Ag NPs在细胞中可以催化产生活性氧(ROS)，而ROS作为信号分子，可以与许多其他信号通路结合，触发系统防御网络，增加作物对环境胁迫的抗性。例如在盐胁迫下，纳米银处理可以提高番茄的发芽率、根长、幼苗鲜重和干重，相关基因表达模式也表明纳米银可能参与胁迫的调控反应。
[0005]因此，本专利技术提出以纳米银材料处理干旱胁迫或低温胁迫下的南瓜种子以促进其萌发和幼苗生长的方法，取得优良技术效果，解决南瓜农业生产过程中的难题，为气候变化背景下纳米材料在农业上的应用提供科学依据和技术支撑。

技术实现思路

[0006]基于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种使用纳米材料促进干旱胁迫或低温胁迫下南瓜种子萌发与幼苗生长的种子处理方法。本专利技术操作过程简单、促进效果显著，成本
低，易于推广，对南瓜种质资源创新和持久抗性育种有着重要意义。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0008]本专利技术的一个方面提供了一种通过纳米材料提高南瓜耐旱性与耐寒性的种子处理方法，该方法包括以下步骤：1）配置纳米银悬浮液：在去离子水中加入纳米银颗粒，放于超声波清洗仪中超声分散；2）清洗、消毒南瓜种子：将南瓜种子去除杂质和瘪粒后，先用去离子水清洗，后用次氯酸钠溶液消毒，最后再用去离子水清洗至无味；3）用纳米银悬浮液浸泡南瓜种子：在南瓜种子中加入纳米银悬浮液，置于恒温振荡培养箱中浸泡培养，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的纳米银悬浮液、吸干水分后，得到处理后的种子；4）种子萌发：采用纸上发芽法对处理后的种子进行萌发培养，然后置于人工气候培养箱中培养，以胚根超过种子长度的一半为发芽标准记录种子发芽个数。
[0009]优选地，步骤1中所述银纳米颗粒化学式为Ag NPs，粒径为25 nm。
[0010]优选地，步骤1中所述超声处理条件为：功率100 w，频率40 kHz，时间30min。
[0011]优选地，步骤1中所述纳米银悬浮液浓度为40 mg/L。
[0012]优选地，步骤2中所述消毒采用5%的次氯酸钠溶液进行消毒，消毒时间为10 min。
[0013]优选地，步骤3中所述恒温振荡培养箱条件设置为：避光，温度25℃，转速100 rpm，浸泡培养时间为10h。
[0014]优选地，步骤4中所述纸上发芽法具体步骤为：将滤纸放于培养皿中，加入5 ml去离子水，每个培养皿中放入15粒南瓜种子。
[0015]优选地，步骤4中所述提高南瓜耐旱性的种子处理方法使用的人工气候培养箱培养条件为：温度为25℃，湿度为70%，时间5d，避光培养；提高南瓜耐寒性的种子处理方法使用的人工气候培养箱培养条件为：温度为15℃，湿度为70%，时间15d，避光培养。
[0016]与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果是：本专利技术在南瓜种子萌发之前，通过使用一定浓度的纳米银悬浮液进行种子处理，可以显著提高在干旱胁迫或低温胁迫下南瓜种子的发芽速度、种子活力和幼苗生长。本专利技术操作过程简单、促进效果显著，成本低，易于推广，对南瓜种质资源创新和持久抗性育种有着重要意义。
附图说明
[0017]图1为Ag NPs种子处理对干旱胁迫下南瓜种子发芽速度的影响；图2为Ag NPs种子处理对干旱胁迫下南瓜种子活力指数的影响；图3为Ag NPs种子处理对干旱胁迫下南瓜种子发芽芽长度的影响；图4为Ag NPs种子处理对干旱胁迫下南瓜种子发芽根长度的影响；图5为Ag NPs种子处理对低温胁迫下南瓜种子发芽速度的影响；图6为Ag NPs种子处理对低温胁迫下南瓜种子活力指数的影响；图7为Ag NPs种子处理对低温胁迫下南瓜种子发芽芽长度的影响；图8为Ag NPs种子处理对低温胁迫下南瓜种子发芽根长度的影响。
实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例
[0019]1、材料及溶剂配置供试种子：南瓜种子（龙园栗香），100g。
[0020]纳米材料：银纳米颗粒（AgNPs），粒径25 nm。
[0021]干旱胁迫PEG溶液质量浓度设置：H
‑
unstress:0%; Ag NPs
‑
unstress:0%; H
‑
10%PEG:10%; Ag NPs
‑
10%PEG:10%。
[0022]低温胁迫温度设置：H
‑
15℃:15℃;Ag NPs
‑
15℃:15℃。
[0023]2、种子处理过程：1)配置纳米银悬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过纳米材料提高南瓜耐旱性与耐寒性的种子处理方法，该方法包括以下步骤：1）配置纳米银悬浮液：在去离子水中加入纳米银颗粒，放于超声波清洗仪中超声分散；2）清洗、消毒南瓜种子：将南瓜种子去除杂质和瘪粒后，先用去离子水清洗，后用次氯酸钠溶液消毒，最后再用去离子水清洗至无味；3）用纳米银悬浮液浸泡南瓜种子：在南瓜种子中加入纳米银悬浮液，置于恒温振荡培养箱中浸泡培养，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的纳米银悬浮液、吸干水分后，得到处理后的种子；4）种子萌发：采用纸上发芽法对处理后的种子进行萌发培养，然后置于人工气候培养箱中培养，以胚根超过种子长度的一半为发芽标准记录种子发芽个数。2.根据权利要求1所述的种子处理方法，其特征在于，步骤1中所述银纳米颗粒化学式为Ag NPs，粒径为25 nm。3.根据权利要求1所述的种子处理方法，其特征在于，步骤1中所述超声处理条件为：功率100w，频率40kHz，时间30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽娟，仇展鹏，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：