一種種子抗老化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能延緩種子老化的藥理學(xué)試劑，具體為抗老化種子處理劑?？捎?于瀕危植物種子貯藏。
【背景技術(shù)】
[0002] 種子活力在種子的發(fā)育過(guò)程中形成，但種子自成熟后便要經(jīng)歷活力下降的不可逆 劣變過(guò)程，即種子的老化。種子老化劣變是自然界的普遍現(xiàn)象，也是種質(zhì)資源保存時(shí)所面臨 的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。如何有效延長(zhǎng)種子貯藏壽命，提高種子活力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要問(wèn)題。
[0003] 七十年代中期，Heydeekert等首先用PEG引發(fā)洋蔥種子試驗(yàn)，獲得出苗整齊的效 果。宋紅和王丹虹等（1993)研究指出H202浸種能提高樟子松和興安落葉松種子的萌發(fā)速 率和胚根生長(zhǎng)量，縮短萌發(fā)時(shí)間提高發(fā)芽的整齊性。王廣?。?995)用適宜濃度的H202浸泡 無(wú)籽西瓜種子后也得到相同的結(jié)論。張國(guó)盛等（1995)對(duì)經(jīng)過(guò)貯藏的小葉錦雞兒種子進(jìn)行 了預(yù)浸、回干處理，結(jié)果表明，經(jīng)6h預(yù)浸后立即回干的種子活力明顯增加，進(jìn)一步增加預(yù) 浸時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生損傷效應(yīng)。陳健和宋松泉（1995)報(bào)道了低濃度的鈣離子對(duì)玉米種子的發(fā) 芽率和活力均有提高作用。邢廣萍（1996)選用丙酮作為赤霉酸的滲入劑，試驗(yàn)表明使用 有機(jī)溶劑使生物活性物質(zhì)的溶解度加大，加快生物活性物質(zhì)滲入種子的速度，能夠提高刺 槐種子的活力。胡哲森（1997)應(yīng)用一定濃度的21^04和氏80 3及其與NAA的組合藥劑浸種 處理，可以提高柳杉種子活力。朱世威（2004)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度、處理時(shí)間、浸種時(shí)間3個(gè)因素 處理馬尾松種子，表明電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)馬尾松種子的活性有顯著的影響。雖然國(guó)內(nèi)外關(guān)于提高 種子活力方面的研究不少，但主要集中在對(duì)已老化種子的活力修復(fù)方面。而對(duì)于如何延長(zhǎng) 林木種子壽命則缺乏簡(jiǎn)便、快速、低成本、易用的方法。種子含水量和貯藏溫度是影響種子 在貯藏期間生活力和活力保持的關(guān)鍵因素。所以目前延長(zhǎng)種子貯藏壽命的方法都是圍繞著 這兩個(gè)方面進(jìn)行，如超干燥貯藏和超低溫保存。但由于不同物種種子的特性不同，兩種方法 都有一定的局限性。如何有效提高種子種子貯藏壽命，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要問(wèn)題。
[0004]目前有關(guān)CsA研究主要集中在生物體發(fā)育過(guò)程相關(guān)機(jī)理的闡述，在生物體逆境脅 迫耐受力方面還未見(jiàn)報(bào)道。在植物中的研究也集中在模式植物凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的通路以及網(wǎng) 草植物中葉片鏤空機(jī)制，其在植物抗逆方面潛在的應(yīng)用價(jià)值尚待發(fā)掘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有保持種子活力，防止種子在貯存過(guò)程中存在老化的技術(shù) 問(wèn)題，提供一種延緩種子老化的種子抗老化劑以及應(yīng)用該抗老化劑防止種子衰老的方法， 本發(fā)明方法的這種抗老化劑能有效防止種子的衰老，對(duì)延緩高溫、潮濕引起的種子老化效 果極顯著，能有效延長(zhǎng)種子保存期限。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種種子抗老化劑，包括環(huán)孢霉素A。
[0007] 其中，所述種子抗老化劑為含有環(huán)孢霉素A的溶液。
[0008] 特別是，所述種子抗老化劑中所述環(huán)孢霉素A的濃度為50-200yM，優(yōu)選為 90-200yMo
[0009] 本發(fā)明另一方面提供一種種子抗老化劑的制備方法，包括將環(huán)孢霉素A溶于水或 滲透調(diào)節(jié)液。
[0010] 其中，所述滲透調(diào)節(jié)液按照如下方法制備而成：首先將聚乙二醇與蒸餾水混合均 勻，制得聚乙二醇-水溶液，然后再與無(wú)水丙酮混勻。
[0011] 特別是，所述聚乙二醇的重量與蒸餾水的體積之比為5-20 :50，即每5-20g聚乙二 醇與50ml蒸餾水混合均勻或每500-2000g聚乙二醇與5L蒸餾水混合均勻。
[0012] 特別是，所述聚乙二醇-水溶液與無(wú)水丙酮的體積之比為1 :1。
[0013] 特別是，還包括將環(huán)孢霉素A首先溶于二甲亞砜中，制成環(huán)孢霉素A母液后再溶于 水或滲透調(diào)節(jié)液。
[0014] 其中，所述環(huán)孢霉素A母液的濃度為50-150mM，優(yōu)選為75mM。
[0015] 特別是，所述環(huán)孢霉素A母液與水或滲透調(diào)節(jié)液的體積之比為1 :375-1500,優(yōu)選 為 1 :375-800。
[0016] 尤其是，制備的種子抗老化劑的中環(huán)孢霉素A的濃度為50-200yM，優(yōu)選為 90-200yM〇
[0017] 本發(fā)明又一方面提供一種種子抗老化處理的方法，包括將種子浸泡于上述的種子 抗老化劑中。
[0018] 其中，浸泡的時(shí)間為4_24h，優(yōu)選為4_20h，進(jìn)一步優(yōu)選為12h;浸泡溫度為0-10°C， 優(yōu)選為4°C。
[0019] 本發(fā)明再一方面提供一種種子抗老化處理的方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟：
[0020] 1)將環(huán)孢霉素A溶于二甲亞砜中，制成濃度為50-150mM的環(huán)孢霉素A母液；
[0021] 2)將環(huán)孢霉素A母液與水或滲透調(diào)節(jié)液混合均勾，制成濃度為100-200yM的抗老 化劑；
[0022] 3)將種子浸泡于步驟2)制備的抗老化劑中，進(jìn)行抗老化處理，其中抗老化處理時(shí) 間為4-24h。
[0023] 其中，步驟1)中所述環(huán)孢霉素A母液的濃度優(yōu)選為75mM;步驟2)中所述抗老化 劑濃度優(yōu)選為90-200yM;步驟3)中抗老化處理時(shí)間優(yōu)選為4-20h，進(jìn)一步優(yōu)選為12h。
[0024] 特別是，步驟3)中所述抗老化處理的溫度為0-10°C，優(yōu)選為4°C。
[0025] 特別是，還包括步驟4)將抗老化處理后的種子晾干后再與克菌丹混合，進(jìn)行滅菌 處理。
[0026] 本發(fā)明又一方面提供一種種子抗老化處理的方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟：
[0027] 1)將環(huán)孢霉素A溶于二甲亞砜中，制成濃度為50_150mM的環(huán)孢霉素A母液；
[0028] 2)將環(huán)孢霉素A母液與水或滲透調(diào)節(jié)液混合均勻，制成濃度為50-200yM的抗老 化劑；
[0029] 3)將種子浸泡于步驟2)制備的抗老化劑中，然后抽真空，對(duì)種子進(jìn)行抗老化處 理，其中抗老化處理時(shí)間為〇. 5h_6h。
[0030] 其中，步驟1)中所述環(huán)孢霉素A母液的濃度優(yōu)選為75mM;步驟2)中所述抗老化 劑濃度優(yōu)選為90-200yM;步驟3)中抗老化處理時(shí)間優(yōu)選為0. 5-lh。
[0031] 特別是，步驟3)中所述抗老化處理的溫度為0-10°C，優(yōu)選為4°C。
[0032] 其中，步驟3)中抽真空過(guò)程中保持絕對(duì)壓力〈0?IMPa，優(yōu)選為0-0?095MPa，進(jìn)一步 優(yōu)選為〇? 005-0. 09MPa。
[0033] 特別是，還包括步驟4)將抗老化處理后的種子晾干后再與克菌丹混合，進(jìn)行滅菌 處理。
[0034] 尤其是，所述種子與克菌丹的重量份配比為1000 :1。
[0035] 本發(fā)明的種子抗老化劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0036] 1、本發(fā)明的新型種子抗老化劑環(huán)孢霉素A作用于種子線粒體，調(diào)節(jié)通透性轉(zhuǎn)換孔 上的親環(huán)素D蛋白，阻止線粒體透性轉(zhuǎn)換孔的開(kāi)放，抑制線粒體內(nèi)容物的外流，顯著提高種 子的抗老化能力，延緩種子的衰老。
[0037] 本發(fā)明在人工控制老化研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)環(huán)孢霉素A(別名環(huán)孢多肽A，環(huán)孢素等； 簡(jiǎn)寫CsA)結(jié)合滲透調(diào)節(jié)液低溫浸種能顯著提高種子抗老化能力，延緩種子衰老。CsA作用 機(jī)理是作用于線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（MPTP)上的親環(huán)素D蛋白，阻止MPTP開(kāi)放，抑制線粒體 內(nèi)容物外流，保護(hù)線粒體機(jī)能。應(yīng)用于延緩種子老化效果極佳，顯著提高了種子活力，降低 染菌率，使種子發(fā)芽率大大提高。
[0038]2、采用本發(fā)明的種子抗老化劑處理后的種子的發(fā)芽率比不采用抗老化劑處理的 種子的發(fā)芽率提高了至少2倍以上，甚至達(dá)到27倍以上。
[0039] 3、環(huán)孢霉素A(CsA)是真菌產(chǎn)生的環(huán)狀11肽活性物質(zhì)，是一種新型高效免疫抑制 劑。在臨床方面，多用于降低臟器移植后的排異率，效果顯著。近年來(lái)，多篇文獻(xiàn)報(bào)道CsA在 植物細(xì)胞程序化死亡具有顯著的抑制效果，其結(jié)合到線粒體蛋白環(huán)孢霉素受體D以后阻斷 細(xì)胞色素C釋放被認(rèn)為是該抑制反應(yīng)的本質(zhì)。本發(fā)明種子抗老化劑的制備方法工藝簡(jiǎn)單， 效率高，耗能低，環(huán)保，操作工藝條件容易控制，質(zhì)量可控性強(qiáng)。
[0040] 4、本發(fā)明新型生物活性種子抗老化劑處理種子的方法簡(jiǎn)單，處理效率高，可以大 批量處理種子，并且操作工藝條件溫和，容易控制，適宜規(guī)?；幚矸N子。同時(shí)，環(huán)孢霉素A 本質(zhì)為真菌微生物代謝產(chǎn)物，不會(huì)影響種苗生長(zhǎng)周圍有益微生物與田間病原菌的競(jìng)爭(zhēng)。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而 更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式 進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0042] 實(shí)施例1
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