[发明专利]一种同时提高作物氮素利用效率和抗镉胁迫能力的方法

说明书

本发明提供了一种同时提高油菜氮素利用效率和抗镉胁迫能力的方法，包括如下步骤：培育幼苗，进行移栽培养，将培养后得到的作物置于环境非生物镉胁迫模拟池中，将含有氯离子通道抑制剂的抑制剂溶液喷洒到作物叶片上进行抑制处理，喷洒的量以该溶液完全湿润所有叶片为准。与现有技术相比，本发明提供的方法所使用的氯离子通道抑制剂能够有效地抑制CLCa通道蛋白的活性，从而改变NO₃^‑在细胞质和液泡中的分配，进一步调节能量的分配，从而为同时提高植物NUE和抗Cd胁迫能力提供可行的调节手段。

技术领域

本发明属于植物种植领域，尤其涉及一种同时提高作物氮素利用效率和抗镉胁迫能力的方法。

背景技术

在农业现代化和集约化生产的今天，工业污染和城市垃圾大量向农业环境转移，农业生产中长期大量不合理使用新型农用化学物质，畜禽排泄物中兽用药物残留等的增加，使农业环境正面临着一系列严重的环境污染和生态破坏的问题，土壤污染逐年加剧，其中重金属Cd对土壤的污染是目前世界上需要解决的一大问题。

在我国南方地区，特别是湘南地区，由于农业和工业面源污染，以及土壤成土母质Cd²⁺(Cd)背景值高等问题，导致了较为严重的土壤Cd污染，明显影响了农作物的产量和品质。且专家指出，土壤污染造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。因此，降低农作物中镉的积累量，提升农作物的抗逆性势在必行。

在实际生产过程中，生长状况好的作物抗逆性差，抗逆性强的作物生长状况不佳，作物的营养生长和抗环境非生物胁迫永远是一个矛盾。因此，在非生物胁迫环境中种植作物，就必需同时考虑作物的营养生长和抗环境胁迫能力，使其得以协调，从而获得最大的经济效益。然而，对于在非生物胁迫尤其是重金属胁迫的条件下增强植物抗性的同时提高植物NUE的研究很少，在此之前还没有一种方法能够将营养调控和环境非生物胁迫的调控相协调。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种同时提高作物氮素利用效率和抗镉胁迫能力的方法。

为解决上述技术问题，本发明通过抑制CLCa通道蛋白活性的方式来改变NO₃^-在细胞质和液泡中的分配比例，从而改变能量的分配，在提高植物NUE的同时增强植物抗Cd胁迫能力。其方案具体是提供一种同时提高作物氮素利用效率和抗镉胁迫能力的方法，包括如下步骤：培育幼苗，进行移栽培养，将培养后得到的作物置于环境非生物镉胁迫模拟池中，将含有氯离子通道抑制剂的抑制剂溶液喷洒到作物叶片上进行抑制处理，喷洒的量以该溶液完全湿润所有叶片为准。

方法原理：(1)氯离子通道抑制剂喷洒到叶片可以抑制CLCa通道蛋白的活性；(2)CLCa通道蛋白的活性被抑制后，NO₃^-能更多地分配在植物细胞质中，液泡累积NO₃^-所需的能量减少，从而可以使更多地能量用于将Cd区隔到植物液泡中；(3)更多NO₃^-分配到细胞质中能提高其利用效率，并且由于NO₃^-向液泡累积减少，所需质子泵提供的能量减少，能量的重新分配导致Cd向液泡的累积增多，从而提高了植物对Cd的抗性。