2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸在促进植物生长上的应用的制作方法

农业,林业,园林,畜牧业,肥料饲料的机械,工具制造及其应用技术1.本发明属于农业生物农药领域，涉及2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸在促进植物生长上的应用。背景技术：2.植物的生长发育不但需要光、水分、营养物质等资源的供应，而且还受到生长物质的调控。植物生长物质主要包括植物激素与生长调节剂两大类。植物生长调节剂是指人工合成或提取的具有天然植物激素生理活性的化合物，可用于调节或控制植物生长发育的某些过程，如细胞分裂与伸长、组织与器官分化、种子休眠与萌发、开花与结实、成熟与衰老等，以达到促进或抑制种子萌发、植物生长、果实成熟、保花保果或疏花疏果、提高植物免疫力、帮助植物抵抗不良环境、减轻病害、增加作物产量、改善作物品质等目的。因其显著、高效的调节效应，已被广泛地应用于粮食、果树、林木、蔬菜、花卉等各个方面。3.植物生长调节剂在调控作物生长方面发挥了巨大的作用，解决了诸多传统农艺手段无法解决的问题，为我国农业生产和发展做出了重要的贡献，已经成为农业增产、提质和增效的主要措施之一。目前我国已成为世界上植物生长调节剂应用最广泛的国家之一。但植物生长调节剂属于农药中的一种，也具有一定毒性，盲目、过量使用植物生长调节剂所引起的食品安全问题仍然广泛存在，国际上对于植物生长调节剂残留限量标准也越来越严格。因此，开发低毒、高效、环境友好型的天然植物生长调节剂对于保障我国农业绿色安全生产具有非常重要意义。4.2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸，分子式为c5h11no3，分子量133克/摩尔，属于新型氨基酸类化合物，为无色透明针状晶体。目前对于该化合物的研究非常少，最早关于2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸的报道是1968年，科学家采用化学方法合成了该化合物，而且发现l-2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能够抑制阿拉伯乳杆菌(lactobacihs arabinosu)中缬氨酸的合成(edwards&minthorn,1968)。2010年，takumi等人从一种蕈菌—贝形圆孢侧耳(pleurocybella porrigens)中首次分离得到了2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸，该化合物在10μg ml-1浓度下对大鼠大脑神经胶质细胞有弱毒性(takumi et al.,2010)。5.截至目前，关于2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸的研究很少，最近，我们从真菌链格孢菌中成功分离、纯化得到2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸，且具有较高的含量。我们对其植物免疫、诱抗活性进行了系统的研究，发现在抵抗生物胁迫方面，2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能有效抑制病毒、真菌和细菌在植物叶片上的发生与扩散；在诱导植物抗非生物胁迫方面，2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能有效缓解高温、低温、干旱和盐渍对植物的造成的伤害。但植物免疫、诱抗活性与促进生长是完全两个方面的功能,在未进行研究的情况下,尚不清楚2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸除了具备免疫诱抗的功能外还具备哪些其他方面的功能或生物活性。技术实现要素：6.本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸(i)作为生长调节剂促进植物生长的应用。7.本发明的目的可通过以下技术方案实现：8.2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸在促进植物幼苗生长的应用。9.2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸通过水培处理促进植物幼苗根系的发生和生长的应用。10.2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸通过灌根处理促进植物幼苗生长的应用。11.作为本发明的一种优选，所述的植物优选黄瓜。12.2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸在制备植物生长调节剂中的应用。[0013][0014]作为本发明的一种优选，所述的植物，优选黄瓜。[0015]2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸的已有的相关研究并未涉及植物生长调节剂领域的报道。我国是植物生长调节剂的应用大国之一，随着公众对食品安全和健康的日益重视，开发低毒、高效、环境友好型的植物生长调节剂显得尤为迫切。因此，发展天然植物生长调节剂，并推动其产业化，对于保障食品安全、提高农产品竞争力具有重要的意义。2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸在促进植物生长的相关实验中表现良好，能够促进植物生长并提高产量。[0016]一种提高植物植株生长的方法向目标植物施加10-1000nm的2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸。[0017]作为本发明的一种优选，由植物致病真菌链格孢菌中分离的天然产物2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸用于促进黄瓜幼苗生根的方法，其在浓度10-1000nm范围，采用水培的方式处理黄瓜幼苗，能够显著促进黄瓜幼苗生长；尤其是在浓度为100nm时，与空白对照相比黄瓜的根长、侧根数、根鲜重和整株鲜重分别提高了160％、23％、119％和16％。[0018]作为本发明的一种优选，2-氨基-3-(4-羟基苯基)丁酸用于促进黄瓜幼苗生长的方法，其在浓度10-100nm范围，采用灌根方式处理黄瓜土培幼苗，能够显著促进黄瓜幼苗生长；尤其是在浓度为100nm时，于空白对照组相比株高、第一片真叶叶面积、第二片真叶叶面积、根长、整株鲜重、地下部分鲜重和地上部分鲜重分别提高了22％、47％、84％、51％、75％、213％和59％。[0019]技术先进性和有益效果[0020]本发明的主要优点和积极效果如下：[0021]2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸是一种天然产物，结构简单，易于工业化生产。由于本发明确认了2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能促进植物生长，能显著提高植物的株高、根长、侧根数、真叶面积、植株鲜重等，由于2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸是天然存在的一种结构简单的代谢产物，属于α-氨基酸，具有很高的环境和生物安全性，属于绿色、高效的生物化学农药范畴，具有开发成天然植物生长调节剂的潜力。具体实施方式[0022]发明人对2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸进行了生物活性及作物安全性研究，发现该物质在调控作物生长方面也有非常独特的作用，并且具有环境友好、活性高、使用安全等优点，具备开发为生物农药的潜力。本发明的实质性特点可以从下述的实施方案和实施例中得以体现，但这些不应视为是对发明的任何限制。[0023]实施例1：2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸对黄瓜幼苗生根的影响[0024]为了研究2-氨基-3-吲哚基丁酸对植物根系生长的促进作用，一个研究侧根发生的模式系统—去胚根的黄瓜幼苗体系被选用。在培养盒底部平铺四层湿润的纱布，挑选形态饱满、大小均一的黄瓜种子(品种为“初夏秋冠”，山东宁阳县鲁明种子有限公司)，用75％酒精消毒，用蒸馏水冲洗干净后均匀的撒在纱布上，再用湿润的四层纱布盖上避光。在25℃培养室中避光24小时后，取出萌芽的黄瓜种子，埋入土壤下1厘米(cm)处。3天后，取长势一致，两片子叶完全舒展开的幼苗若干，用蒸馏水将根部冲洗干净，沿下胚轴处剪掉胚根，用海绵条固定植株，放置于培养盒中。每盒分别添加浓度为0、10、100和1000nm的2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸水溶液400毫升(ml)。将水培的植株放于25℃培养室，光照培养6天后，取出测量和记录根长、侧根数、根鲜重和整株鲜重。结果见表1。[0025]表1不同浓度2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸对黄瓜幼苗生根的影响[0026][0027]由表1可知，10-1000nm的2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸均能够促进黄瓜幼苗的生根。在浓度为10、100和1000nm时，与空白对照相比黄瓜的根长分别提高了147％、160％和33％；侧根数数分别提高了22％、23％和12％。根鲜重分别提高了106％、119％、13％；整株鲜重分别提高了14％、16％、2％。其中100nm2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸处理的效果最佳。以上结果说明2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能够显著促进黄瓜幼苗的根系的发生和生长。[0028]实施例2：2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸对黄瓜幼苗生长的影响[0029]在培养盒底部平铺四层湿润的纱布，挑选形态饱满、大小均一的黄瓜种子(品种为“初夏秋冠”，山东宁阳县鲁明种子有限公司)，用75％酒精消毒，用蒸馏水冲洗干净后均匀的撒在纱布上，再用湿润的四层纱布盖上避光。在25℃培养室中避光24小时后，取出萌芽的黄瓜种子，埋入装满湿润(饱和水分)土壤的塑料盆(直径12cm)中，深度2-3cm，每盆5粒，放置在25℃培养室(光强200μmol m-2s-1)培养。3天后，保留1株子叶完全展开的健壮幼苗，去掉其他4株幼苗。然后，在每盆中沿幼苗茎的基部缓慢浇灌浓度为0(空白对照)、10和100nm的2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸50ml，在25℃培养室继续光照培养。在处理后第6和12天观察并记录各处理下黄瓜长幼苗的株高和真叶生长情况。在第18天时，测其量各处理下黄瓜幼苗的株高、第一片真叶面积、第二片真叶面积、第三片真叶面积、整株鲜重、地上部分鲜重、地下部分鲜重和根长。结果见表2。[0030]表2 2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸对黄瓜植株幼苗生长的影响[0031][0032]表2结果表明，与空白对照相比，2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能够显著促进黄瓜幼苗生长。例如在第12天，空白对照组还未长出第二片真叶，而经过10和100nm 2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸处理的黄瓜幼苗已分别长出了叶面积为3.94和7.29cm2的第二片真叶。第18天空白对照组还未长出第三片真叶，而此时经100nm的2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸处理的黄瓜幼苗已经长出了叶面积为6.83cm2的第三片真叶。其中100nm效果最好。在第18天时，与空白对照相比，经100nm 2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸处理的黄瓜幼苗的株高、第一片真叶叶面积、第二片真叶叶面积、根长、整株鲜重、地下部分鲜重和地上部分鲜重分别提高了22％、47％、84％、51％、75％、213％和59％。说明2-氨基-3-羟基-3-甲基丁酸能够显著促进幼苗的发育，促进根、茎、叶的发育和快速生长。









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