芸苔素内酯对生长和发育的影响:
1、BR促进茎叶中细胞扩展和细胞分裂
2、BR既促进又抑制根的生长
3、BR在导管发育中促进木质部的分化
4、BR是花粉管生长所必需的
5、BR促进种子萌发
芸苔素内酯在农业上的应用:
Mitchell等在早期使用天然油菜素粗提物的试验中,便取得了使菜豆豆荚增产43.6%的良好效果,但因天然油菜素内酯的含量甚微,无法大量开展应用研究。由于人工合成油菜素内酯取得成功,并在一系列的应用试验中表现了良好的苗头,为农业上的应用提供了可能性,展现了广阔的前景。
一、促进作物生长,增加营养体收获量
人工合成表油菜素内酯(epibrassinolide)的水溶液喷雾,取得了良好的增产效果。增产率为:莴苣30%,萝卜15%,马铃薯25%,菜豆与青椒6—7%,在温室试验中菜豆与青椒增产35%。
二、提高座果率,促进果实肥大
油菜素内酯处理西红柿,在自然座果良好期(5—10月,露地)增产20%,在自然座果不良期(11—3月,薄膜温室)增产156%。
葡萄进入开花盛期6天后,用油菜素内酯处理果穗,着果数增加156%,子房重增加140%,但全部有核。
三、提高作物的抗逆性
(1)耐冷性:油菜素内酯处理水稻幼苗,在人工控制低温区(15—18℃)生长一个月后,处理组较对照组叶长增加11%—16%,茎叶干重增加15%;在高温区(7月,玻璃房中),处理组茎叶和根干重均较对照组有所下降。
油菜素内酯处理水稻种子,在早春播种条件下,于室外生长两周后调查表明:处理组较对照组成苗率增加12.8%,苗高增加11.8%;整株干重增加13.6%。在夏播的条件下,成苗率和苗高无明显差异,而处理组干重却较对照组下降14.3%。
低温处理试验中(10℃,人工气候箱内),发现水稻幼苗电导率处理组要比对照组小51%—30%。这说明油菜素内酯处理可降低在低温下细胞内离子的外渗,表明对生物膜具有一定的保护作用。
喷施芸苔素内酯可使水稻品种在低温下结实率提高40.1%。其提高水稻耐冷性的生理机能主要表现在改善水稻的生理代谢、促进水稻器官的生长发育。经24-表芸苔素内酯处理的植物,在1~5℃试验条件下,其电渗作用(减弱)、超氧化物歧化酶活性(下降)、ATP和脯氨酸(含量上升)等抗寒生理指标有明显的变化。
在低生长温度下用油菜素内酯处理过的西红柿、茄子、黄瓜等的幼果能正常地膨大。
(2)耐热性:曹云英等以耐热型籼稻082和热敏型籼稻协青早B为研究对象。探讨了高温胁迫下BR对水稻秧苗的保护作用.结果表明:在高温胁迫下,喷施BR能明显提高热敏型材料协青早B的叶片叶绿素和蛋白质含量.增加SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)活性.降低叶片MDA(丙二醛)含量和电解质外渗率。但对耐热型材料082的影响相对较小。(曹云英.赵华.中国水稻科学,2007)
(3)耐盐碱
用24-表芸苔素内酯处理赤桉的种子后,在150 mmol/L的NaCl环境中,种子仍能保持较高的出芽率。芸苔素内酯处理大麦植株在500 mmol/L NaCl中浸泡24 h后,超显微检查显示,大麦叶子的结构受到了保护。
(4)耐干旱:经芸苔素内酯处理过的甜菜等作物,在干旱环境中长势优于对照组。
(5)耐药性:BR对草甘膦药害无快速明显解毒效果,但有耐毒功效。药后1个月,各处理与对照相比株高平均恢复力67.19%,产量平均恢复力33.33%。(张兴华,李捷.农药,2008)
四、减轻药害
西草净是广泛使用的一种田间除草剂,但对作物易引起叶尖枯萎的药害,严重时植株会停止生长,整株死亡。用油菜素内酯浸根处理过的水稻幼苗,可消除或大大减轻西草净的药害。其原因是处理过的幼苗蒸腾量下降,稻株对西草净的吸收量减少,同时还可解除或部分解除西草净对叶片光合作用的抑制。
五、提高耐病性
pic芸苔素内酯还可以减轻某些植物病害的伤害,如水稻纹枯病、黄瓜灰霉病和番茄晚疫病等。伍小良等研究了芸苔素内酯对烟草花叶病的控制作用,研究结果显示,施用芸苔素内酯不仅能够促进烟草的生长,而且对烟草花叶病的防效达到70%,是防治烟草花叶病较为理想的药剂。植物的抗病性是受植物本身的基因控制的,但是,芸苔素内酯可以全面调节植物的生理生化过程,从而使病害减轻,同时作为植物激素,芸苔素内酯可能诱导了某些抗病基因的表达,增强了植物的抗病性。
日本《全农》称油菜素内酯能提高作物的耐病性,并将其作为植物耐病性增强剂申请了专利。
在水蜡树的发根试验中观察到,在高油菜素内酯处理区,试验材料无腐败枯死现象;而无处理区则有50%左右腐败枯死。
棉花种子低温发芽试验中,用BR浸种过的种子在发芽中无腐败死种现象。而对照区有1/3的种子腐败而死。
六、降低农药残留
浙江大学教授喻景权课题组发现,植物体内的油菜素内酯能够帮助自己降解农药,人工施用后还能加快降解速度。这为解决农产品农药残留问题提供了一条新路。研究人员发现,农药被植物吸收后,能被自身慢慢‘消化’。当植物体内的芸苔素内酯含量升高时,许多参与农药降解的基因会变得活跃,在这些基因‘指导’下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒无毒物质,甚至直接排出体外。在番茄、黄瓜、白菜和茶叶等多种作物上的实验表明,在喷洒多菌灵、百菌清、毒死蜱等农药前,先喷洒少量芸苔素内酯,其采收后的农药残留量比同期未喷洒者降低30%至70%。
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