一种抗盐碱苜蓿草的培育方法

技术领域

本发明属于植物育苗技术领域，具体涉及一种抗盐碱苜蓿草的培育方法。

背景技术

苜蓿为豆科苜蓿属多年生草本植物，苜蓿的栽培历史十分悠久、分布面积非常广泛，是畜牧业生产中不可或缺的植物蛋白资源。苜蓿的产草量较高且营养价值高，根系也非常发达，抗性也比较好，也可以作为水土保持的植物。

盐碱土是土壤中可溶性盐类离子浓度达到一定程度的、pH值较高的、作物难以生长的一类土壤。我国盐碱地主要分布在东北、华北、西北内陆区以及沿海地带，由于降水稀少以及肥料的过度使用，盐碱化程度也在逐渐加重使得，土壤有机质含量进一步降低、养分供给条件变差、土壤微生物活动受到抑制，植物根系难以吸收水分和营养物质，导致作物生长发育遭受盐害而受到抑制，如发芽率过低导致的缺苗、植株生长抑制，甚至减产绝产。农民为了提高产量，往往采取加大化学肥料使用的方法，导致土壤盐分增加，渗透压不断提高，导致植物从土壤中吸收水分的能力进一步减弱，从而发生生理干旱，以及酸碱失衡。

土壤盐碱化是影响农业生产重要因素之一，研究植物耐受机理和提高作物耐盐碱性已经日渐成为广泛关注的问题。盐碱胁迫通常会引起植物细胞离子和渗透压的失衡，并因此引发次级的胁迫伤害，例如活性氧积累而形成的氧化胁迫，盐碱胁迫伴随的高pH更是可以直接对细胞质膜造成氧化损伤。长期以来，研究者利用形态学和生理学的研究方法已经初步认识了植物应对盐碱胁迫的响应机制，并以基因克隆和遗传转化等技术分析上述过程中部分关键基因的功能，基因芯片技术也用于研究盐碱胁迫下植株的转录组变化特征，例如拟南芥，水稻等植物。尽管近年来已经鉴定了一系列逆境胁迫信号转导途径及相关基因，但是目前对植物耐盐碱机制研究的资料仍然十分匮乏，完善的植物盐碱耐受机制尚未建立，值得进行更加深入的研究。

紫花苜蓿作为种植广泛的牧草，有“牧草之王”的美称，在世界范围内广泛种植，是美国第三大作物，在我国也有大面积种植，是一种极具经济价值的豆科牧草。紫花苜蓿属于中等耐盐碱植物，对盐碱胁迫具有一定的耐受能力，但盐碱胁迫仍是影响中国东北地区紫花苜蓿产量的主要环境因素之一，严重限制了该地区紫花苜蓿的产量。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种抗盐碱苜蓿草的培育方法。本发明的苜蓿草具有返青早、叶片大、耐贫瘠、耐盐碱、耐寒、耐旱、抗病虫、品质好、适应性广等特点，适宜于盐碱地地区种植。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

在一方面，本发明提供了一种抗盐碱苜蓿草的培育方法，所述方法包括以下步骤：

S1：将苜蓿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；

S2：首先将清洗后的种子浸泡于预处理液中24～30h，之后置于40～60℃、200～400rpm的恒温振荡培养箱中振荡培养12h，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的预处理液、吸干水分后，得到预处理后的种子；所述预处理液按照以下方法制备得到：将碱性氨基酸加入到浓度为5～10wt％的有机醇溶液中混合均匀，之后按照体积比1:0.3～0.7的量与浓度为10～15mol/L的稀土金属的盐溶液混合并在50～70℃下搅拌处理2～6h，之后将溶液离心过滤，所得溶液即为预处理液；

S3：将预处理后的种子再次浸泡于再处理液中超声分散20～40min，之后将溶液置于光强为600～800μJ/cm

S4：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，即得抗盐碱苜蓿草。

优选地，步骤S2中所述碱性氨基酸包括赖氨酸或者精氨酸。

优选地，步骤S2中所述有机醇选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇中的任一种。

优选地，步骤S2中所述碱性氨基酸与有机醇溶液按照质量体积比1g：5～10mL的量加入。

优选地，步骤S2中所述稀土金属的盐溶液选自以下组中的任一种的氯化盐或者氢氧化盐，该组为：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。

优选地，步骤S3中所述的烷基化环糊精包括2-O-壬基-β-环糊精、2-O-十二烷基-α-环糊精、2，6-二-O-辛基-γ-环糊精。

优选地，步骤S4中所述纸上发芽法具体步骤为：将滤纸放于培养皿中，加入5ml去离子水，每个培养皿中放入15粒苜蓿种子。

优选地，步骤S4中所述种子处理方法使用的人工气候培养箱培养条件为：NaCl

与现有技术比，本发明取得的有益效果是：本发明通过将苜蓿种子分别在预处理液和再处理液中进行处理，最后置于盐碱环境中进行诱变发芽，所得到的苜蓿种子具有优异的抗盐碱性。本发明的预处理液是通过碱性氨基酸与稀土金属的盐溶液在碱性环境中的络合反应得到的可溶性稀土金属元素络合的氨基酸溶液，该络合物给种子处理过程中提供有效浓度的稀土金属离子，该类金属离子能够在预处理过程中附着于种子表面，从而能够对苜蓿种子进行趋向性诱导，以提高种子的渗透活性，使种子在萌芽期对渗透胁迫的抗性减弱，实现提高幼苗在盐碱环境中渗透胁迫的作用。再处理液的处理过程则是在紫外光照射下进行的，再处里液是一种纳米级的胶体溶液，其中的锌能够对起到抗菌的作用，在紫外线的诱导作用下，该纳米级的胶体溶液能够与紫外线协同作用来改变种子的内部结构，最后再高浓度盐碱的环境中使得种子的遗传信息更容易诱变为具有优异抗盐碱性能的表现性。经本发明的方法得到的产品具有优质、高产、返青早、叶片大、耐贫瘠、耐盐碱、耐寒、耐旱、抗病虫、品质好、适应性广等特点，适宜于盐碱地地区种植。该品种具有较强的抗耐盐碱能力也是改良盐碱地的不二选择。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

将苜蓿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。首先将清洗后的种子浸泡于预处理液中27h，之后置于50℃、300rpm的恒温振荡培养箱中振荡培养12h，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的预处理液、吸干水分后，得到预处理后的种子。该预处理液按照以下方法制备得到：按照质量体积比1g：8mL的量将赖氨酸加入到浓度为7wt％的丙三醇溶液中混合均匀，之后按照体积比1:0.5的量与浓度为12mol/L的氯化镧溶液混合并在60℃下搅拌处理4h，之后将溶液离心过滤，所得溶液即为预处理液。将预处理后的种子再次浸泡于再处理液中超声分散30min，之后将溶液置于光强为700μJ/cm

将苜蓿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。首先将清洗后的种子浸泡于预处理液中30h，之后置于40℃、400rpm的恒温振荡培养箱中振荡培养12h，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的预处理液、吸干水分后，得到预处理后的种子。该预处理液按照以下方法制备得到：按照质量体积比1g：10mL的量将精氨酸加入到浓度为5wt％的乙二醇溶液中混合均匀，之后按照体积比1:0.7的量与浓度为10mol/L的氯化钕溶液混合并在70℃下搅拌处理2h，之后将溶液离心过滤，所得溶液即为预处理液。将预处理后的种子再次浸泡于再处理液中超声分散20min，之后将溶液置于光强为800μJ/cm

将苜蓿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。首先将清洗后的种子浸泡于预处理液中24h，之后置于60℃、200rpm的恒温振荡培养箱中振荡培养12h，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的预处理液、吸干水分后，得到预处理后的种子。该预处理液按照以下方法制备得到：按照质量体积比1g：5mL的量将赖氨酸加入到浓度为10wt％的乙醇溶液中混合均匀，之后按照体积比1:0.3的量与浓度为10mol/L的氯化镧溶液混合并在50℃下搅拌处理6h，之后将溶液离心过滤，所得溶液即为预处理液。将预处理后的种子再次浸泡于再处理液中超声分散40min，之后将溶液置于光强为600μJ/cm

将苜蓿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。首先将清洗后的种子浸泡于预处理液中27h，之后置于50℃、300rpm的恒温振荡培养箱中振荡培养12h，结束后倒出溶液，用去离子水洗净种子表面残留的预处理液、吸干水分后，得到预处理后的种子。该预处理液按照以下方法制备得到：按照质量体积比1g：8mL的量将赖氨酸加入到浓度为7wt％的丙三醇溶液中混合均匀，之后按照体积比1:0.5的量与浓度为12mol/L的氯化镧溶液混合并在60℃下搅拌处理4h，之后将溶液离心过滤，所得溶液即为预处理液。采用纸上发芽法(具体步骤为：将滤纸放于培养皿中，加入5ml去离子水，每个培养皿中放入15粒苜蓿种子。)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，培养条件为：NaCl

将苜蓿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。将种子浸泡于再处理液中超声分散30min，之后将溶液置于光强为700μJ/cm

将苜蓿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。采用纸上发芽法(具体步骤为：将滤纸放于培养皿中，加入5ml去离子水，每个培养皿中放入15粒苜蓿种子。)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，培养条件为：NaCl

1、实验对象：实施例1-3及对比实施例1-3

2、实验方法：所有组别(包括各实施例组和对比实施例组)除了按照本发明实施例方法处理种子和秧苗外，其余管理方式均为常规方法，并按照常规方法施肥、灌溉管理。关于出苗日期，实验组(实施例1-3)出苗期相对空白对照组(对比实施例3)出苗期提前2天，相对其他对照组提前1-1.5天不等。

关于秧苗参数，于苜蓿移栽插秧前(秧龄4周)统计秧苗品质参数，包括：发芽率，叶龄指数，苗高(cm)、根参数(根条数(条)/根长(cm))、百株干重(地上干重/地下干重(g))；此外，在孕穗期进一步统计株高(cm)、每穴分蘖数(个)以及每穴地上部干重(g)。除非特地注明，所有个体参数均为百株平均值。结果见下表1和2所示。

表1秧苗品质参数

表2孕穗期参数

由表1和2的结果可以看出，与对比实施例1-3相比，根据本发明实施例1-3的方法处理苜蓿种子可使种子发芽能力提升，在苜蓿幼苗期的进一步处理使得幼苗生长显著优于对照组，且差异具有显著性，说明本发明方法可以有效地促进苜蓿种子在盐碱田的生长发育。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。