新型生长调节剂对番茄种子萌发及幼苗期生长指标的影响开题报告

 2022-02-20 19:39:14

1. 研究目的与意义

植物生长调节剂,是用于调节植物生长发育的一类农药,包括人工合成的具有天然植物激素相似作用的化合物和从生物中提取的天然植物激素。植物生长调节剂是有机合成、微量分析、植物生理和生物化学以及现代农林园艺栽培等多种科学技术综合发展的产物。20世纪20~30年代,发现植物体内存在微量的天然植物激素如乙烯、3-吲哚乙酸和赤霉素等,具有控制生长发育的作用。到40年代,开始人工合成类似物的研究,陆续开发出2,4-d、胺鲜酯(da-6),氯吡脲,复硝酚钠,α-萘乙酸、抑芽丹等,逐渐推广使用,形成农药的一个类别。30多年来人工合成的植物生长调节剂越来越多,但由于应用技术比较复杂,其发展不如杀虫剂、杀菌剂、除草剂迅速,应用规模也较小。但从农业现代化的需要来看,植物生长调节剂有很大的发展潜力,在80年代已有加速发展的趋势。中国从50年代起开始生产和应用植物生长调节剂。

根据现有的植物生长调节剂的研究分析中得出现有的植物生长调剂结构中都有二乙氨基乙氧基基团,说明此基团对于植物生长具有一定的促进作用。根据“拼合原理”,将其与柠檬酸酸进行拼合,即得到含有双二乙氨基乙氧基结构的具有生物活性的化合物——乙二酸双二乙胺基乙醇酯柠檬酸盐(简称胺基酯)。其为多官能团协效结构,一个分子中含有两个胺基酯官能团,原子利用率高,活性官能团叠加,预想该化合物应该具有优良的植物生长调节作用,使其活性效果成倍提高,而且本化合物具有用量少,毒性小,不污染环境等优点。

我国人口众多,可耕地面积少,必须提高单位面积产量。与传统农业技术相比,植物生长调节剂的应用有成本低、收效快、效益高、节省劳动力的优点,它的使用已成为现代化农业的重要措施之一。本研究以这种已获得发明专利的新型化合物为添加因子,da-6为参照物,蔬菜-番茄为实验材料,研究这种新型化合物对番茄种子萌发及幼苗期生长指标的影响,为确定它生理活性提供实验依据。

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2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:

本实验以白果强丰番茄为实验对象,验证新型生长调节剂乙二酸二乙胺基乙醇脂(胺基脂)对番茄萌发及幼苗的抗逆作用,对番茄萌发期进行浸种处理,测定萌发期的发芽率、发芽势、发芽指数及幼苗的十种生理指标,幼苗期进行喷施处理,动态测定十种生理指标的变化。

详细了解胺基脂对番茄的生长发育的影响,填补新型生长调节剂对植物影响的数据空白,从而验证新型合成生长调节剂胺基脂相比于市场现有生长调节剂DA6的优劣,以及其的推广价值。

研究并比较胺基脂和DA6对番茄的影响以及其相对于未处理组的优势,为日后推广新型生长调节剂胺基脂提供大数据基础,本实验测定的十种生理指标包括:叶绿素含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、转化酶活性、CAT(过氧化氢酶)活性、NR(硝酸还原酶)活性、还原糖含量、氧自由基产生速率、根系活力、总糖含量。

预期目标:

使用新型生长调节剂乙二酸二乙胺基乙醇脂(胺基脂)以及现有的植物生长调节剂DA-6对植物种子进行浸种处理,测定种子的发芽率、发芽势、发芽指数以及萌发后20天的幼苗的十种生理指标。幼苗期进行喷施处理,动态测定喷施后20d中植物十种生理指标变化,对比DA6喷施组和蒸馏水组,获取详细的数据,通过数据处理,从而具体了解新型合成调节剂相比与DA6的优劣。

3. 研究的方法与步骤

实验设计:

测定种子的发芽率、发芽势、发芽指数以及萌发后幼苗的SOD(超氧化物歧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、转化酶活性、CAT(过氧化氢酶)活性、NR(硝酸还原酶)活性、还原糖含量、氧自由基产生速率、根系活力、总糖含量,共计九种指标。对比胺基脂与DA6的差异。

研究方法和步骤:

种子萌发期实验处理

处理组:CK对照*3、DA-6*3、胺基酯*3

浓度梯度:1、5、20、50、80ppm(理论最佳浓度在1~40ppm)

试验周期:7~15d

方案设计:三组平行实验每组100颗种子(大型种子降为60)每种浓度梯度分别浸种24h,中途换水一次共计:100*3*5=1500颗浸种完成后用蒸馏水重洗种子表面3~5次后,进行萌发性实验,统计发芽天数及发芽数做好记录

发芽势(%)=高峰日总发芽种子数/供试种子数×100;发芽结束后计算发芽率

发芽率(%)=种子发芽数/供试种子数×100

发芽指数(GI)= ∑(当天的发芽数/发芽日数)

幼苗期的指标测量

处理组:CK对照、DA-6、胺基酯

处理方法:植物液面喷施,以滴液为限

浓度梯度:最佳萌发浓度

试验周期:30d

方案设计:(喷施处理: 一次喷施分天数取样进行测定)

以DA-6和胺基脂最佳萌发浓度进行样品喷施,喷施以滴液为限,处理后测定叶绿素含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、转化酶活性、CAT(过氧化氢酶)活性、NR(硝酸还原酶)活性、还原糖含量、氧自由基产生速率、根系活力、总糖含量,共计十种生理指标对比空白、DA-6、胺基脂三种处理组间的差异。

1)叶绿素的测定

采用SPAD 502 PLUS手持叶绿素测试仪进行直接测试,选取三个点取平均值。

2)超氧化物歧化酶(SOD)活力测定

方法:邻苯三酚自氧化法

1、制备提取液 2、自氧化率测定 3、酶活性测

3)过氧化物酶(POD)活力测定

4)过氧化氢酶(CAT)活力测定

1.粗酶液提取 2.样品酶活性测定

5)转化酶活力测定

1、酶的提取:1g样品剪碎后,用预冷的蒸馏水在冰浴中研磨成匀浆,定容至100ml,在冰箱中浸提3小时,4000转离心15分钟,上清液即为酶的粗提液。

2、酶活性的测定

6)硝酸还原酶(NR)活力测定

1.将新鲜取回的叶片洗净,用吸水纸吸干,再用钻孔器钻成直径约1 cm的圆片,最后称取等重的叶圆片两份,每份约0.3~0.4g(或每份取50个圆片),分别置于含有下列溶液的50 mL三角烧瓶中:(1) 0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH 7.5)5 mL 蒸馏水5 mL(对照组);(2)0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH 7.5)5 mL 0.2mol/L KNO3 5 mL(实验组)。将三角烧瓶置于真空干燥器中,接上真空泵抽气,放气后,圆片即沉于溶液中。如果没有真空泵,也可以用20 mL注射器代替:将反应液及叶子圆片一起倒入注射器中,用手指堵住注射器出口小孔,然后用力拉注射器使其真空,如此抽气放气反复进行多次,即可使圆片中的空气抽去而沉于溶液中。将三角烧瓶置于30℃温箱中,暗中保温30min后,分别吸取反应溶液1mL,用于测定NO2ˉ含量。

2.NO2ˉ含量测定 3.绘制标准曲线 4.标线上查得实验组与对照组反应液中的NaNO2含量,并计算硝酸还原酶活性:

7)还原糖含量测定

1.标准曲线的制作:

2.植物样品中还原糖的提取:

3.还原糖含量的测定:

8)氧自由基产生速率测定

1. 提取液制备

2. 亚硝酸根标准曲线的制作

3. O2-含量测定

9)根系活力测定

1.TTC标准曲线的制作

2.称取根尖样品0.5 g,放入小烧杯中,加入0.4% TTC溶液和磷酸缓冲液(pH7.0)各5 mL,使根充分浸没在溶液内,在37℃下暗保温1~2 h,此后立即加入1mol/L硫酸2 mL,以停止反应。(与此同时做一空白实验,先加硫酸,再加根样品,37℃下暗保温后不加硫酸,其溶液浓度、操作步骤同上)。

3.把根取出,用滤纸吸干水分,放入研钵中,加乙酸乙酯3~4 mL,充分研磨,以提出TTF。把红色提取液移入刻度试管,并用少量乙酸乙酯把残渣洗涤2~3次,皆移入刻度试管,最后加乙酸乙酯使总量为10 mL,用分光光度计在波长485 nm下比色,以空白试验作参比测出吸光度,查标准曲线,即可求出TTC还原量。

10)总糖含量测定

蒽酮比色法

4. 参考文献

[1]闫志山, 范有军, 等. 甜菜叶面喷施生长调节剂试验. 中国糖科, 2013(3).

[2]樊萍. 植物生长调节剂的应用现状及前景. 新农业, 2016(23):292-292.

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[4]许耀照, 孙柏林, 管秀存. 植物生长调节剂在农作物上的利用研究. 陕西农业科学, 2017, 63(5):77-80.

[5] 赵艳艳, 胡晓辉, 燕飞, 等. 不同浓度的5-氨基乙酰丙酸(ALA)浸种对NACL胁迫下番茄种子发芽率及芽苗生长的影响. 生态学报, 2013, 33(1): 62-70.

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[8]王淑杰,杨素荣, 孙锦峰, 等. 不同基质及生长调节剂处理对番茄幼苗的影响. 吉林蔬菜, 2017(7):36-37.

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[10]马燕芹,孙成阳. 番茄育苗技术要点. 农业知识, 2015(5).

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[12]Yu Min, Xu Heng, H Zhang, YZhu. Regulation of plant hormones on seed dormancy and germination. PlantPhysiology Jourmal. 2016.

5. 计划与进度安排

(1)2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期第1周~第2周(2022-12-25~2022-3-16),查阅资料,准备开题报告,外文论文翻译;

(2)第3周~第6周(2022-3-19~4-13),浸种,测定萌发期指标;

(3)第7周~第11周(2022-4-16~5-18),培养植物幼苗,熟悉实验方法,确定胺基酯浓度及施用方法,测定生理指标。

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