活体节旋藻制备的种子萌发促进剂及其应用

1.本发明涉及应用微藻和作物种植领域，更特别地，涉及活体节旋藻在制备植物的种子萌发促进剂中的应用以及制备的种子萌发促进剂。


背景技术：

2.高盐土地由于高盐胁迫，导致植物难以存活，而植物稀疏又导致土壤里的有机质减少，劣化土壤环境，导致水土流失，进一步提高土壤中的含盐量。因此，高盐土地的生态修复首先是进行植被修复。高盐土地的植被修复，目前有两个方向，种植耐盐植物或使用土壤改良剂改善土壤环境使其适于不特别耐盐的植物能够在盐土中萌发和生存。
3.为了提升高盐土地的植被恢复效果，人们常常先对高盐土地进行物理和化学改良，再种植耐盐植物，但这些方法成本较高、植被恢复周期长。
4.因此，需要一种新的提高高盐环境下植物萌发和成活的技术。


技术实现要素：

5.本团队在研究过程中发现，将节旋藻制备成活藻制品施用于植物种子的环境中可促进植物种子的萌发和幼苗成活。基于以上发现，本发明提供了活体节旋藻在制备植物的种子萌发促进剂中的应用。
6.在一个具体实施方案中，所述植物选自拟南芥和甜高粱。
7.本发明还提供了一种包含活体节旋藻的植物种子萌发促进剂。
8.在一个具体方案中，通过将所述节旋藻扩大培养之后，收集藻液，即得到所述植物种子萌发促进剂。
9.在一个具体实施方案中，通过以下方法制备得到：
10.s1：将所述节旋藻培养至对数期，得到藻液；
11.s2：将所述藻液浓缩成藻泥，即所述植物种子萌发促进剂。
12.在一个具体实施方案中，s1中所述节旋藻在zarrouk培养基培养。
13.在一个具体实施方案中，s2中将所述藻液浓缩成含水量80-90％的藻泥。
14.本发明还提供了一种促进植物种子在高盐环境下萌发的方法，包括在所述植物种子的萌发环境中施用所述植物种子萌发促进剂的步骤。
15.在一个具体实施方案中，所述活体节旋藻的浓度(湿重/体积)为1-3.6g/l。
16.本发明通过使用节旋藻制备萌发促进剂使得能够在促进本不耐盐的植物或农作物的种子在高盐环境中萌发和幼苗成活，从而为高盐土地的治理和生态修复提供了一种新的方案，提高高盐土地的治理和生态修复的工作效率，缩短修复时间，降低人工成本。
附图说明
17.图1为在非胁迫组和高盐胁迫组的拟南芥种子在不加藻、加入浓度(湿重/体积)为0.06g/l鱼腥藻ana和节旋藻ap的情况下培养7天后的照片。
18.图2为非胁迫组和高盐胁迫组的拟南芥种子在不加藻、加入浓度(湿重/体积)为0.06g/l鱼腥藻ana和节旋藻ap的情况下的萌发率随培养时间的统计曲线和培养7天后的叶片绿化率统计图。
19.图3为非胁迫组和高盐胁迫组的甜高粱种子在不加藻和加入不同浓度的节旋藻ap的孵育液中孵育后的萌发率(a)、萌发指数(b)、幼苗活力指数的统计图(c)和幼苗照片(d)。
具体实施方式
20.以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
21.1.活体节旋藻的培养和收集
22.将钝顶节旋藻(arthrospira platensis，ap)以1.2g/l(湿重/体积)的浓度接种于zarrouk培养基中，培养的光照强度为100μmol m-2
s-1
，温度为30℃，通入空气培养至对数生长期，取藻液至离心管中离心，
23.4000rpm离心10min，弃上清，加入无菌水后离心洗涤，弃上清，收集藻细胞备用。
24.2.活体节旋藻提高拟南芥在高盐环境中的有效萌发率
25.培养皿根据加入1/2ms培养基或1/2ms培养基+200mm nacl，分为ck组和高盐胁迫组。在非胁迫组和高盐胁迫组中又根据不加藻、加入浓度(湿重/体积)为0.06g/l鱼腥藻ana和节旋藻ap，分为1/2ms组、1/2ms+ana组和1/2ms+ap组。
26.在上述实验组的每个培养皿中均撒入36粒拟南芥中，每日观察种子萌发情况，并在第7天统计叶片绿化率。结果如图1和2所示，ck组中，各条件的拟南芥种子均在第三天全部萌发，并且最后的叶片绿化率均达到100％。高盐胁迫组中，各条件的拟南芥种子萌发率均有所降低，并且差异不明显；但是，在叶片绿化率方面，1/2ms组拟南芥种子萌发后的叶片绿化率极低，不到5％，1/2ms+ana组拟南芥种子萌发后的叶片绿化率显著提高，但仍然不足10％，1/2ms+ap组拟南芥种子萌发后的叶片绿化率达到25％左右，远高于不加微藻的组和加鱼腥藻ana的组。
27.为了进一步观察节旋藻ap对拟南芥萌发幼苗的影响，在培养7天后，将长势相似的绿化幼苗转移至相应的培养皿中继续培养，即，1/2ms组的幼苗转移至1/2ms培养基上，1/2ms+ana组的幼苗转移至加有0.06g/l鱼腥藻ana的1/2ms培养基上，1/2ms+ap组的幼苗转移至加有1.2mg/l节旋藻ap的1/2ms培养基上，转移后的培养基中氯化钠浓度也与转移前的培养基相同。结果如图2c所示，在ck组中，叶片绿化率仍然为100％。而在盐胁迫组中，1/2ms组的幼苗几乎全部由绿转白无法存活；1/2ms+ana组的幼苗约30％继续存活，剩下的由绿转白；1/2ms+ap组的幼苗约50％继续存活。
28.由以上实验可知，在拟南芥种子的萌发环境中加入活的节旋藻可大幅提高拟南芥萌发幼苗在高盐胁迫下的成活率。在进一步的实验中，我们发现，活体节旋藻不仅能促进高盐环境下拟南芥的萌发与成活，还能促进其他植物例如甜高粱等的萌发与成活。
29.3.活体节旋藻提高甜高粱的有效萌发率
30.每个培养皿中放入甜高粱种子，加入孵育液孵育甜高粱种子，每24h称重，补加水。并加入一定量的0.2m nacl水溶液或活体节旋藻藻液。每24小时称重后补加水，并观察种子的萌发数量，直至萌发结束，计算萌发率、萌发指数及幼苗活力指数，并记录幼苗形态。
31.结果如图3所示，在无胁迫下和高盐胁迫下，孵育液中加入浓度(湿重/体积)为1.2g/l节旋藻可提高甜高粱种子的萌发指数(图3a和b)和幼苗活力指数(图3c)，并且根据代表性的幼苗显示，在高盐胁迫下，1.2g/l节旋藻的萌发幼苗具有更健康和完整的形态。
32.此外，在上述实验中使用灭活的节旋藻或节旋藻提取物，不能产生这种促进效果。
33.以上实验说明，使用在植物种子的萌发过程中，如果在环境中加入活体节旋藻，可有效促进植物种子的萌发和幼苗的存活，尤其可促进高盐胁迫下的植物种子萌发和幼苗存活。这为我们在高盐土地进行植被建设或农作物种植提供了一种提高植被植物或农作物的种子萌发和存活的方法。
34.本发明出于举例说明的目的列举了钝顶节旋藻用于制备种子萌发剂，事实上，在我们的实验过程中发现，使用其他节旋藻也能达到促进植物种子萌发的目的，尤其是能够有效促进高盐胁迫下的植物种子萌发和幼苗存活。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.活体节旋藻在制备植物种子萌发促进剂中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物选自拟南芥和甜高粱。3.一种植物种子萌发促进剂，其特征在于，包含活体节旋藻。4.根据权利要求3所述的植物种子萌发促进剂，其特征在于，通过将所述节旋藻扩大培养之后，收集藻液，即得到所述植物种子萌发促进剂。5.根据权利要求4所述的植物种子萌发促进剂，其特征在于，通过以下方法制备得到：s1：将所述节旋藻培养至对数期，得到藻液；s2：将所述藻液浓缩成藻泥，即所述植物种子萌发促进剂。6.根据权利要求5所述的植物种子萌发促进剂，其特征在于，s1中所述节旋藻在zarrouk培养基培养。7.根据权利要求5所述的植物种子萌发促进剂，其特征在于，s2中将所述藻液浓缩成含水量80-90％的藻泥。8.一种促进植物种子在高盐环境下萌发的方法，其特征在于，包括在所述植物种子的萌发环境中施用权利要求3-7中任一项所述的植物种子萌发促进剂的步骤。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述活体节旋藻的浓度为1-3.6g/l(湿重/体积)。

技术总结
本发明涉及活体节旋藻在制备植物种子萌发促进剂中的应用，以及含有活体节旋藻的种子萌发促进剂。本发明通过使用节旋藻制备萌发促进剂,提高植物或农作物种子在高盐条件下的萌发效率和幼苗生长势，从而为高盐土地的治理和生态修复提供了一种新的方案，提高高盐土地的利用效率，缩短修复时间，降低人工成本。降低人工成本。降低人工成本。


技术研发人员：李胜军 徐启玉 赵瑞丰 吕雪峰 朱涛 赵杨 李晓
受保护的技术使用者：中国科学院青岛生物能源与过程研究所
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/19