【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物农业，更具体地，涉及一种铈掺杂碳量子点在缓解作物干旱胁迫中的应用。
技术介绍
1、干旱是非生物胁迫中最重要的环境胁迫源之一，也是作物产量的限制因素。由于全球变暖，降雨量减少，干旱逐渐成为了植物生长的主要胁迫限制因子之一，干旱胁迫会诱导一系列的生理过程，如导致植物产生氧化应激、抑制植物的光合作用，改变水分保持能力和色素含量，扰乱呼吸作用，改变膜渗透性，并干扰养分流动，从而对植物生长造成损伤。因此，提高作物在幼苗时期的耐旱性，维持其健康的营养生长至关重要。
2、干旱胁迫逐渐成为影响作物生产的主要非生物逆境因素，严重制约了该作物的产量和品质。目前对于作物的抗旱的研究，主要集中在通过调控抗旱相关基因(敲除、沉默或激活)，优化植株，培育抗旱品种植株，或者是通过化合物、激素干预，缓解作物的干旱胁迫。
3、稀土元素(rare earth elements，rees)包括从镧到镥的元素，称为“镧系元素”，再加上钪和钇元素，稀土元素目前被广泛用于电子、石化、冶金等众多领域。大现有技术发现，在一定浓度下，稀土元素对植物的光合作用有明显的促进作用，rees可以加速光合作用中光反应的速率；亦可促进叶绿素的合成；还可以弥补叶绿素mg2+功能等。铈(ce)是稀土元素中含量最丰富的元素之一，具有很高的生态利用价值；有研究表明，铈元素对普通大豆的耐旱性有一定的影响(salgado og g,teodoro j c,alvarenga j p,et al.ceriumalleviates drought-induced
4、碳量子点(carbon quantum dots，cqds)是一种新型生物荧光碳纳米材料，具有良好的生物兼容性，水溶性，稳定的光电性质，强荧光性，低毒性，易于功能化等优质特性，受到研究者们的广泛关注。如季亚卉研究发现碳量子点对大豆植物具有抗干旱效果(季亚卉.碳量子点调控大豆耐旱性和品质的机制研究[d].江南大学,2023.doi:10.27169/d.cnki.gwqgu.2023.002329.)。
5、尽管以上两种物质分别在植物抗干旱上有一定的效果，但目前尚无铈掺杂碳量子点在作物(例如棉花、小麦和油菜)抗干旱中的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有抗干旱技术有限缺陷和不足，提供一种铈掺杂碳量子点在缓解作物干旱胁迫中的应用。
2、本专利技术的目的是提供一种缓解作物干旱胁迫的方法。
3、本专利技术另一目的是提供一种叶面喷施肥料在缓解作物干旱胁迫中的应用。
4、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
5、本专利技术保护铈掺杂碳量子点在缓解作物干旱胁迫中的应用。
6、进一步地，所述缓解作物干旱胁迫为提高干旱胁迫下作物整株鲜重和整株干重。
7、优选地，所述作物为棉花、小麦或油菜。
8、进一步地，本专利技术所述铈掺杂碳量子点按照以下方法制备：将柠檬酸、氯化铈混合置于乙二胺水溶液中进行水热反应，后处理，即得铈掺杂碳量子点。
9、利用本专利技术所述铈源、柠檬酸和乙二胺制备的铈掺杂碳量子点经实验验证能够清除体外超氧阴离子和羟基自由基，提高干旱环境下植物长势，提高植物光合作用能力，有效维持干旱胁迫下植物ros稳态和细胞内膜系统的完整度。
10、专利技术人通过实验发现，单独施用铈离子或碳量子点，对干旱胁迫条件下作物的长势、幼苗的鲜重和干重与对照组无明显差异；而本专利技术提供的铈掺杂碳量子点，利用铈离子和碳量子点的协同作用缓解作物干旱胁迫的危害，促进作物生长发育，且经本专利技术含有铈元素的碳量子点处理干旱胁迫的作物后，植株鲜重、干重均高于对照组，且叶片更绿更大，长势更好。
11、在本专利技术中，合成的铈掺杂碳量子点，选用柠檬酸可以增加材料的水溶性，乙二胺也可以增加材料的水溶性和稳定性。
12、进一步地，所述柠檬酸、氯化铈、乙二胺和水按照0.005g～0.205g：0.19～0.4g：0.4～0.6ml：10ml的比例混合。
13、优选地，所述柠檬酸、氯化铈、乙二胺和水按照0.105g：0.2968g：0.5ml：10ml的比例混合。
14、更进一步地，所述水热反应的温度为180～220℃，水热反应的时间为3～5h；优选地，所述水热反应的温度为200℃，水热反应的时间为4h。
15、温度的不同可能会影响材料的结构，在本专利技术所述水热反应的温度范围内能制备得到形貌均一的碳点，温度过高或过低制备得到的碳点粒径较大，且存在杂质，无法形成形貌均一的碳点。
16、进一步地，所述后处理为离心、透析、干燥。
17、更进一步地，所述后处理为用6000r/min离心10min，收集到的上清液再用1000da透析袋透析24h，最后冷冻干燥。
18、同时，本专利技术保护一种缓解作物干旱胁迫的方法，将含有铈掺杂碳量子点的溶液施加于作物表面。
19、更进一步地，所述溶液中铈掺杂碳量子点的浓度为10～60mg/l；优选地，所述溶液中铈掺杂碳量子点的浓度为35～45mg/l；更优选地，所述溶液中铈掺杂碳量子点的浓度为40mg/l。
20、本专利技术实验例表明，40mg/l的铈掺杂碳量子点(ce-cds)处理后，干旱胁迫下作物的幼苗长势更好，且作物的整株鲜重、根系鲜重、第一片叶鲜重和第二片叶鲜重都显著高于对照组(作物叶面施用纯水)，即说明ce-cds喷施于叶面有利于缓解作物干旱胁迫。
21、另外地，本专利技术保护一种叶面喷施肥料在缓解作物干旱胁迫中的应用，所述叶面喷施肥料包括铈掺杂碳量子点。
22、进一步地，所述叶面喷施肥料中含铈掺杂碳量子点的浓度为10～60mg/l；优选地，所述溶液中铈掺杂碳量子点的浓度为35～45mg/l；更优选地，所述溶液中铈掺杂碳量子点的浓度为40mg/l。
23、本专利技术具有以下有益效果：
24、本专利技术提供了一种铈掺杂碳量子点在缓解作物干旱胁迫中的应用。本专利技术实验表明施用铈掺杂碳量子点处理后，干旱胁迫条件下作物植株的鲜重、干重均高于对照组(作物叶面施用纯水)，且叶片更绿更大，长势更好；而单独施用铈离子或碳量子点，对干旱胁迫条件下作物的长势、幼苗的鲜重和干重与对照组无明显差异；即说明，本专利技术利用铈离子和碳量子点的协同作用缓解作物干旱胁迫的危害，促进作物生长发育。
25、本专利技术实验表明在干旱胁迫条件下，对作物叶面施用铈掺杂碳量子点，其总蛋白质含量显著高于对照组(作物叶面施用纯水)，说明植物体内营养物质增多；作物叶片电解质泄漏率和mda含量显著低于对照组(作物叶面施用纯水)，说明作物脂质过氧化下降，细胞膜通透性增加，所受到的干旱胁迫毒害作用减少，有利于提高作物的抗干旱胁迫能力；同时，实验发现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.铈掺杂碳量子点在缓解作物干旱胁迫中的应用。
2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述缓解作物干旱胁迫为提高干旱胁迫下作物整株鲜重和整株干重。
3.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述作物为棉花、小麦或油菜。
4.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述铈掺杂碳量子点按照以下方法制备：将柠檬酸、氯化铈混合置于乙二胺水溶液中进行水热反应，后处理，即得铈掺杂碳量子点。
5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述柠檬酸、氯化铈、乙二胺和水按照0.005g～0.205g：0.19～0.4g：0.4～0.6mL：10mL的比例混合。
6.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述水热反应的温度为180～220℃，水热反应的时间为3～5h。
7.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述后处理为离心、透析、干燥。
8.一种缓解作物干旱胁迫的方法，其特征在于，将含有铈掺杂碳量子点的溶液施加于作物表面。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述溶液中铈掺杂碳量子点的浓度为10～60mg/L
10.一种叶面喷施肥料在缓解作物干旱胁迫中的应用，其特征在于，所述叶面喷施肥料含有铈掺杂碳量子点。
...【技术特征摘要】
1.铈掺杂碳量子点在缓解作物干旱胁迫中的应用。
2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述缓解作物干旱胁迫为提高干旱胁迫下作物整株鲜重和整株干重。
3.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述作物为棉花、小麦或油菜。
4.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述铈掺杂碳量子点按照以下方法制备：将柠檬酸、氯化铈混合置于乙二胺水溶液中进行水热反应，后处理，即得铈掺杂碳量子点。
5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述柠檬酸、氯化铈、乙二胺和水按照0.005g～0.205g：0.19～0.4g：0.4...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪洪，李召虎，董梓豪，美合日古丽·阿卜力米提，陈璐，程慧玲，岳琳，戚杰，代惜缘，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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