Биостимулятор роста растений

Биостимулятор роста растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, а именно к биостимуляторам роста растений, полученным механохимической экстракцией коры лиственницы (Larix sibirica Ledeb) в присутствии щелочного реагента и абразивного материала и представляющим собою мелкодисперсный композит.

Известен биостимулятор роста растений на основе суммы солей тритерпеновых кислот, полученный экстракцией органическим растворителем высушенной и измельченной древесной зелени пихты (1. Пат. РФ №2108107, кл. А 61 К 35/78, опубл. 10.04.1998).

Известен биостимулятор роста сельскохозяйственных культур на основе олигосахаридов клеточной стенки молодых проростов гороха, полученный путем кислотного гидролиза сырья и последующим выделением гомогенной фракции олигосахаридов трехстадийным хроматографическим разделением с последующим добавлением их в безгормональную питательную среду (2. Заявка №93000740, кл. A 01 N 63/00, опубл. 27.07.1996).

Недостатком известных биостимуляторов роста является их дороговизна, поскольку их получают с помощью длительных и сложных технологий с использованием дорогостоящих органических растворителей.

Задача, решаемая заявленным техническим решением, заключается в расширении ассортимента дешевых, высокоэффективных, экологически чистых биостимуляторов роста растений.

Поставленная задача впервые решается применением известного механокомпозита на основе коры лиственницы, щелочного реагента и абразивного материала в качестве биостимулятора роста растений.

Известный механокомпозит на основе коры лиственницы был получен механической обработкой в современных механохимических активаторах проточного типа ВЦМ физической смеси коры лиственницы, щелочного агента и абразивного материала 40-70:5-50:остальное (3. Доклад О.И.Ломовского и В.Д.Белых "Механохимическая экстракция водорастворимых компонентов из растительного липидсодержащего сырья", НПО "Вотум", Периодический сборник научных трудов, вып.10, ноябрь 2000 г., Одесса, с.71-75).

В ходе механической обработки коры лиственницы совместно со щелочным агентом (карбонатом, гидрокарбонатом или гидроксидом натрия или калия) и абразивным материалом, например кварцевым песком, частицы коры измельчаются до размеров 5-50 мкм. При этом оболочки клеточных структур разрушаются и содержимое клеток приходит в контакт с щелочным реагентом, в результате чего образуются водорастворимые формы соединений кислотного характера. Тонкое измельчение приводит также к существенному повышению выхода водорастворимых веществ. Таким образом, механохимическая обработка коры лиственницы в присутствии абразива и щелочного реагента приводит к увеличению выхода водорастворимых веществ и веществ кислотного характера при последующей экстракции водой.

Полученный механокомпозит, обладающий выраженной росторегулирующей активностью, содержит 50-80% исходных танидов, кислых поли- и олигосахаридов, уроновых, фенольных, смоляных (главным образом палюстровая кислота), дитерпеновых и тритерпеновых кислот в водорастворимой форме. После механохимической обработки количество экстрагируемых водой флавоноидов (таксифловина и аромадендрина), суберина, пентозанов и гексозанов увеличивается в 1,3-1,6 раз.

Таким образом, механохимическая экстракция коры лиственницы позволяет в одностадийном процессе выделить биологически активные водорастворимые вещества в предельных количествах.

В заявленном техническом решении получаемый механохимическим способом композит используется в качестве биорегулятора роста растений. Биорегулятор может быть применен для получения биологически активных водных экстрактов, а также при инкрустации семян сельскохозяйственных культур.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Стимулировали образование каллуса на листовых эксплантах рапса (Brassica napus L.).

Биорегулятор, полученный из коры лиственницы, экстрагировали водой при перемешивании в течение 4 часов, гидромодуль 8. Для предотвращения развития микроорганизмов экстракцию проводили при температуре 70-75°С. Полученный экстракт фильтровали и перед автоклавированием вносили в питательную среду Мурасиге-Скуга (МС) из расчета 1 мл экстракта на литр среды. В среду включали ауксин 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д), индуцирующий каллусообразование. Листовые экспланты рапса культивировали в течение 16 дней при 23°С, фотопериоде 16 часов, дополнительной освещенности 3000 люкс. Результаты представлены в таблице 1.

Экстракт биорегулятора способствовал увеличению площади экспланта, занятой каллусом: если в контрольном варианте 43% эксплантов сформировали минимальный каллус (1 балл) и только 17% имели каллус на большей части площади (3 балла), то на среде с добавкой экстракта биорегулятора 41% эксплантов имели степень каллусообразования 3 балла и у 52% эксплантов каллус занимал до половины площади (2 балла). Таким образом, экстракт биорегулятора стимулировал развитие каллусной ткани рапса.

Пример 2.

Стимулировали рост пассированной каллусной ткани и регенерацию побегов рапса. Экстракт биорегулятора и питательные среды получали в условиях примера 1. В среду включали цитокинин 6-бензиламинопурин (БАП), индуцирующий регенерацию побегов из каллуса. Результаты представлены в таблице 2.

Через 4 недели культивирования в условиях примера 1 экстракт биорегулятора более чем вдвое увеличивал объем каллусной ткани рапса независимо от содержания в среде БАП. Дальнейшее культивирование каллусной ткани проводили в условиях гипотермического стресса при температуре 15°С в течение 2 месяцев. Экстракт биорегулятора и далее способствовал увеличению объема каллуса на 30-35% и, кроме того, стимулировал регенерацию побегов, тогда как в отсутствие экстракта биорегулятора в контрольном варианте побеги не регенерировали из-за пониженной температуры культивирования. Таким образом, экстракт полученного из коры лиственницы биорегулятора способствовал адаптации морфогенной клеточной системы к пониженной температуре.

Таблица 2
Стимуляция роста каллусной ткани и регенерации рапса
Вариант состава среды	Объем каллуса, мм3	Частота регенерации, %
МС+БАП 1 мг/л (контроль)	340	0
МС+БАП 1 мг/л+экстракт биорегулятора 1 мл/л	790*	5
МС+экстракт биорегулятора 1 мл/л	810*	5
* Разница достоверна на уровне 5%

Пример 3.

Стимулировали развитие проростков пшеницы (Triticum aestivum L.). Водный экстракт биорегулятора получили в условиях примера 1. Семена пшеницы сортов Новосибирская 89 и Кантегирская 89 проращивали 7 суток в рулонах с фильтровальной бумагой, погруженных основанием в водный раствор экстракта механокомпозита (1 мл на литр) или дистиллированную воду (контроль). Результаты представлены в таблице 3.

Таким образом, экстракт биорегулятора стимулирует развитие проростков пшеницы обоих сортов. Известно, что усиленный рост на начальных этапах онтогенеза прямо коррелирует с повышением урожайности (4. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям/Методическое руководство. Л., ВИР, 1988. - 229 с.).

Пример 4.

Путем инкрустации биорегулятором семян рапса стимулировали развитие проростков. Пример осуществляли следующим образом. Биорегулятор смешивали с водным раствором клея ПВА и наносили на семена из расчета 1 мг биорегулятора на 1 г семян. Инкрустированные семена проращивали в чашках Петри в течение 8 дней при температуре 22°С и фотопериоде 16 часов. Использование биорегулятора позволило получить более крепкие проростки с крупными семядолями. Результаты представлены в таблице 4.

Пример 5.

Путем инкрустации биорегулятором семян пшеницы Новосибирская 89 стимулировали ее прорастание. Биорегулятор смешивали с водным раствором клея ПВА и наносили на семена из расчета 10 мг биорегулятора на 1 г семян. Инкрустированные семена проращивали в рулонах бумаги в течение 7 суток при температуре 22°С и фотопериоде 16 часов. Результаты представлены в таблице 5.

Биорегулятор повышал всхожесть семян, стимулировал рост побегов и корневой системы, увеличивал массу проростка. Кроме того, на инкрустированных семенах практически не развивалась плесень.

Пример 6. Изучали влияние настоев биорегулятора на прорастание пшеницы Новосибирская 15 при повышенной температуре 27°С. Для приготовления настоя навеску механокомпозита 15 мг размешивали в 1 литре дистиллированной воды и настаивали 1 сутки при комнатной температуре. Семена пшеницы проращивали 5 суток в рулонной культуре, контроль - дистиллированная вода. Результаты измерений проростков представлены в таблице 6.

Настой биорегулятора в концентрации 15 мг/л оказывал ингибирующее действие на все параметры проростков. Такое влияние биорегулятора является благоприятным в условиях повышенной температуры, препятствуя чрезмерно быстрому росту, вытягиванию и израстанию побегов.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, биотехнологии, селекции, в исследованиях по физиологии и генетике растений.

Применение водного экстракта механокомпозита на основе коры лиственницы, полученного обработкой в механическом активаторе проточного типа смеси коры лиственницы, щелочного агента и абразивного материала, взятых в соотношении 40-70:5-50:остальное, соответственно, в качестве биостимулятора растений.