利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法

本发明属于农作物，具体地涉及利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法。

背景技术：

1、干旱是植物生长和产量的主要限制因素，通过引起细胞内活性氧的累积，从而破坏细胞结构。植物为了对抗这种情况，发展出一套抗氧化防御体系，包括能清除活性氧的抗氧化物质和抗氧化剂。然而，随着干旱胁迫的加剧，细胞的自我修复能力可能受损，甚至导致抗氧化系统的崩溃和细胞的程序性死亡。为了应对干旱胁迫，植物进化出利用信号分子调节生长和适应性的机制。硫化氢是其中一种重要的气体信号分子，能够调节植物的生长和代谢过程，进而提升植物的抗逆性，尤其增强对干旱的耐受性。通过外部施用硫化氢供体，可以激活植物体内的抗氧化防御系统，降低干旱对植物造成的伤害。谷子是禾本科的重要粮食作物，营养丰富，含有蛋白质、淀粉、纤维等营养成分。谷子具有出色的适应性，能在各种环境和气候条件下生长，因此被广泛种植在干旱和半干旱地区。但由于其生长期较短、耐旱能力相对较弱，谷子在遭受干旱等环境胁迫时，其产量容易受到较大影响。

2、现有技术中，硫氢化钠常作为硫化氢供体，其在水溶液中易分解的特性导致供体浓度迅速降低，使得其在实际应用中效果难以持续稳定，同时制备工艺、应用条件及环境因素和存储条件等多种因素对供体的稳定性和利用效率产生重要影响，但这些因素在实际应用中可能难以精确控制，导致硫化氢供体的稳定性和效果不佳。

技术实现思路

1、本发明目的是针对现有技术的不足而提供一种利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，包括以下步骤：

4、s1、选择优良品种的谷种，用蒸馏水洗涤谷种，去除表面的尘土和其他杂质，用0.1％次氯酸钠溶液淋洗谷种，进行消毒处理，淋洗5-10min，用蒸馏水冲洗谷种3-5次，得到预处理谷种；

5、s2、将预处理谷种浸泡在蒸馏水中，进行萌发，待种子萌发2d后，将幼苗移至土壤中，进行培养；

6、s3、培养5-6d后，从中挑选出长势健壮、均匀的谷子幼苗进行干旱胁迫，密闭，并每天用0.10-0.11ml的1mmol/l硫化氢供体复合液，均匀喷洒在叶片表面和根部，干旱胁迫3-5d，得到高抗旱性谷子幼苗。

7、进一步地，所述步骤s2中在25-30℃、避光的条件下萌发，浸泡2-3h。

8、所述步骤s2中培养的温度为25-28℃，光周期为16l-8d，光强为100-120μmol m2s'。

9、所述步骤s3中干旱胁迫时控制土壤的相对含水量降低至60-70％。

10、所述步骤s3中硫化氢供体复合液按重量份计包括以下原料：聚乙二醇5-10份、硫酸葡聚糖钠盐1-3份、霍格兰氏液20-30份和硫化氢供体22-25份。

11、进一步地，所述硫化氢供体包括以下步骤制得：

12、将多巴胺和硫醇加入碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液中，调节ph值为8.0-8.5，边搅拌边加入高锰酸钾和聚乙二醇辛基苯基醚，控制温度在45-55℃，持续搅拌2-4h，再滴加纳米二氧化硅悬浮液，反应24-30h，冷却至室温，过滤收集产物，用去离子水和乙醇洗涤3-5次，在真空干燥箱中干燥至恒重，得到硫醇改性聚多巴胺负载纳米二氧化硅，即硫化氢供体。

13、所述硫醇包括甲硫醇、乙硫醇、乙二硫醇、1-丙硫醇和1,3-丙二硫醇的一种或多种。

14、所述多巴胺、硫醇、高锰酸钾、聚乙二醇辛基苯基醚和纳米二氧化硅悬浮液的质量比为(10-15)：(20-30)：(1-3)：(0.05-0.07)：(10-12)。

15、本发明的有益效果：

16、1、本发明技术方案中，纳米二氧化硅具有较小的粒径和高比表面积，可以增加硫化氢供体在植物体内的渗透性。通过硫醇改性聚多巴胺负载纳米二氧化硅，硫化氢可以更有效地渗透到谷子的叶片和根部，从而提高抗旱性的效果。

17、2、本发明技术方案中，聚多巴胺本身就具备出色的生物相容性和粘附特性，通过硫醇对聚多巴胺进行改性，增强其与纳米二氧化硅之间的相互作用力，显著提升了复合物的稳定性，确保硫化氢供体在实际应用中能够持续并更长时间地发挥效能。

18、3、本发明技术方案中，硫醇改性聚多巴胺负载纳米二氧化硅可以作为缓释载体，控制硫化氢的释放速率，延长硫化氢在谷子体内的作用时间，从而持续提高谷子的抗旱性。

技术特征：

1.利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，步骤s2中在25-30℃、避光的条件下萌发，浸泡2-3h。

3.根据权利要求1所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，步骤s2中培养的温度为25-28℃，光周期为16l-8d，光强为100-120μmol m2 s'。

4.根据权利要求1所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，步骤s3中干旱胁迫时控制土壤的相对含水量降低至60-70％。

5.根据权利要求1所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，步骤s3中硫化氢供体复合液按重量份计包括以下原料：聚乙二醇5-10份、硫酸葡聚糖钠盐1-3份、霍格兰氏液20-30份和硫化氢供体22-25份。

6.根据权利要求5所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，硫化氢供体包括以下步骤制得：

7.根据权利要求6所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，硫醇包括甲硫醇、乙硫醇、乙二硫醇、1-丙硫醇和1,3-丙二硫醇的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，其特征在于，多巴胺、硫醇、高锰酸钾、聚乙二醇辛基苯基醚和纳米二氧化硅悬浮液的质量比为(10-15)：(20-30)：(1-3)：(0.05-0.07)：(10-12)。

技术总结本发明属于农作物技术领域，具体地涉及利用信号分子硫化氢提高谷子抗旱性的方法，包括以下步骤：S1、选择优良品种的谷种，用蒸馏水洗涤谷种，用次氯酸钠溶液淋洗谷种5‑10mi n，用蒸馏水冲洗；S2、将预处理谷种浸泡在蒸馏水中，进行萌发，萌发2d后，移至土壤培养；S3、从中挑选出长势健壮、均匀的谷子幼苗进行干旱胁迫，密闭并每天硫化氢供体复合液喷洒在叶面和根部。本发明技术方案中通过硫醇改性聚多巴胺负载纳米二氧化硅，硫化氢可以更有效地渗透到谷子的叶片和根部，且作为缓释载体，控制硫化氢的释放速率，延长硫化氢在谷子体内的作用时间，从而提高抗旱性的效果。技术研发人员：郝雪峰,曹海艳,贾晓宇受保护的技术使用者：太原师范学院技术研发日：技术公布日：2024/6/11