Idl7成熟多肽植物衰老促进剂、其制备方法和应用
阅读说明：本技术 Idl7成熟多肽植物衰老促进剂、其制备方法和应用 (IDL7 mature polypeptide plant aging promoter, and preparation method and application thereof ) 是由 郭永峰 郭存 王奇 李伟 张增林 文利超 邓智超 刘涛 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种IDL7成熟多肽植物衰老促进剂、其制备方法和应用,属于植物衰老促进剂领域,该IDL7成熟多肽植物衰老促进剂以IDL7成熟多肽为主要功能成份,所述IDL7成熟多肽具有如下氨基酸序列：F-G-S-L-V-L-N-A-L-P-K-G-S-R-P-G-S-G-P-S-K-K-T-N。本发明提供的植物衰老促进剂可以促进植物的叶片衰老,使其衰老加速,且无其它额外不良表现,具有极强的田间可操作性。(The invention provides an IDL7 mature polypeptide plant senescence promoter, a preparation method and application thereof, belonging to the field of plant senescence promoters, wherein the IDL7 mature polypeptide plant senescence promoter takes IDL7 mature polypeptide as a main functional component, and the IDL7 mature polypeptide has the following amino acid sequence: F-G-S-L-V-L-N-A-L-P-K-G-S-R-P-G-S-G-P-S-K-K-T-N. The plant senescence promoter provided by the invention can promote leaf senescence of plants, so that the senescence of the plants is accelerated, no other additional adverse performance exists, and the plant senescence promoter has extremely strong field operability.)
技术领域
本发明属于植物衰老促进剂领域，尤其涉及一种IDL7成熟多肽植物衰老促进剂、其制备方法和应用。
背景技术
叶片衰老是影响农作物产量、品质等农艺性状的重要因素。以烟草为例，叶片是烟草的收获器官，随着烟草进入生育后期，叶片进入衰老阶段，烟草上部、中部、下部叶片成熟时期不相同，如果采用不同部位不同时期采收的策略完成则会拖延采收时间，而利用衰老促进剂，则可以有效解决不同部位烟草叶片成熟度不一致及返青问题。
目前，对植物衰老控制的应用主要集中在对植物激素的调节方面，例如生长素、细胞分裂素等可抑制叶片衰老，而乙烯、脱落酸则可促进叶片衰老，掌握其规律可实现人为减缓叶片衰老进程。衰老相关的功能解析的工作已较广泛和深入的开展，大量促进叶片衰老的基因被功能解析。胡有贞等发现拟南芥2-氧化戊二酸依赖的双加氧酶基因缺失会使叶片衰老延迟表型；地塞米松(DEX)诱导该基因过量表达后，可使转基因拟南芥叶片衰老提前；Guo等发现拟南芥AtNAC家族成员NAP基因过量表达可使叶片提早衰老，而NAP基因缺失突变体则推迟衰老，同样，在水稻中该基因也能够影响叶片衰老。但至目前，已报道的衰老相关基因真正直接应用到作物生产中的还鲜有报道。
多肽是动植物体内的一类具有调控作用的小分子物质，成熟多肽是由前体蛋白经过翻译后剪切、修饰，最终形成只有较短氨基酸组成的功能分子，其作为配体与定位在细胞膜上的受体识别、启动信号转导。成熟多肽可以通过人工合成的方式获得，直接外施对植物生长可产生影响，如根的伸长。但目前成熟多肽在植物尤其是作物上的应用研究很少，更没有将其应用在促进植物衰老方面的研究。
发明内容
本发明提供一种IDL7成熟多肽植物衰老促进剂、其制备方法和应用，该IDL7成熟多肽植物衰老促进剂可以促进植物的叶片衰老，使其衰老加速，且无其它额外不良表现。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种IDL7成熟多肽植物衰老促进剂，所述植物衰老促进剂以IDL7成熟多肽为主要功能成份，所述IDL7成熟多肽具有如下氨基酸序列：
F-G-S-L-V-L-N-A-L-P-K-G-S-R-P-G-S-G-P-S-K-K-T-N。
作为优选，所述植物衰老促进剂包括IDL7成熟多肽和2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；其中，所述2-(N-吗啉)乙磺酸溶液为2-(N-吗啉)乙磺酸一水合物溶解于MS液体培养基得到的溶液。可以理解的是，采用2-(N-吗啉)乙磺酸作为溶解IDL7成熟多肽的溶剂，是因为其是一种新型生物缓冲剂，可以更好的促进多肽提供相应功能。
作为优选，所述IDL7成熟多肽的浓度为10-13μmol/L，2-(N-吗啉)乙磺酸的浓度为2.8-3mmol/L，2-(N-吗啉)乙磺酸溶液的pH为5.8-5.9。可以理解的是，IDL7成熟多肽的浓度可以为10、11、12、13μmol/L，2-(N-吗啉)乙磺酸溶液的浓度可以为2.8、2.9、3mmol/L，2-(N-吗啉)乙磺酸溶液的pH可以为5.8、5.9。
作为优选，所述植物衰老促进剂中还包括助剂，所述助剂可以为本领域用于叶面润湿和叶面延展的常规助剂，本方案中不做具体限定，只要能够使溶液尽快的在植物表面进行延展和渗透湿润即可。可以理解的是，所述助剂可以为吐温-20，所述助剂的加入量为1-2‰。
本发明还提供了一种IDL7成熟多肽植物衰老促进剂的制备方法，具体的，包括如下步骤：
S1：将IDL7成熟多肽粉末溶解于水中，配制成浓度为10-13mmol/L的IDL7成熟多肽母液，备用；
S2：将定量的2-(N-吗啉)乙磺酸一水合物加入到配制的MS液体培养基中，配制成2.8-3mmol/L的2-(N-吗啉)乙磺酸溶液，调节溶液pH值为5.8-5.9，充分混合，溶解均匀后，得到2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；
上述步骤中所使用的MS培养基粉末(不含琼脂和蔗糖)购自北京索莱宝公司，使用时将配方4.42g粉末溶于1L水中即可，该培养基可充分溶解2-(N-吗啉)乙磺酸，可保证在植物表面形成一定的渗透式，为多肽的功能发挥提供基础，同时，该液体培养基还可作为溶剂提供相应的大中量元素营养，保证作用效果。
S3：将所得到的IDL7成熟多肽母液加入到2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，搅拌均匀，得到IDL7成熟多肽植物衰老促进剂。其中，IDL7成熟多肽的浓度为10-13μmol/L，2-(N-吗啉)乙磺酸的浓度为2.8-3mmol/L。
可以理解的是，上述S1、S2步骤可以相互替换，可以S1在先配制，也可以S2在先配制，这里并不做具体要求。此外，所配制的IDL7成熟多肽母液需现用现配，若超过40天不使用，母液-70℃储存；若40天之内使用，母液-20℃储存，一周之内4℃储存即可。
作为优选，在将所得到的IDL7成熟多肽母液加入到2-(N-吗啉)乙磺酸溶液后，还包括加入1-2‰的吐温-20的步骤。
本发明还提供了一种根据上述技术方案所述的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂在促进植物衰老方面的应用，应用时，将IDL7成熟多肽植物衰老促进剂直接喷洒于植物叶片完全伸展时期的叶面，或用IDL7成熟多肽植物衰老促进剂浸泡棉球涂抹于植物叶片完全伸展时期的叶面。
本发明还提供了一种根据上述技术方案所述的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂在促进植物衰老方面的应用，应用时，将IDL7成熟多肽植物衰老促进剂直接喷洒于烟草叶片成熟前期的叶面，或用IDL7成熟多肽植物衰老促进剂浸泡棉球涂抹于烟草叶片成熟前期的叶面。
可以理解的是，不论是直接喷洒于植物/作物叶片成熟前期叶面，还是用浸泡植物衰老促进剂的棉球涂抹于植物/作物叶片成熟前期叶面，其均是在植物生长状态不受影响的前提下完成的，同时可促进植物叶片衰老，特别有利于叶片不同步衰老作物的一致性采收，例如烟草。可以理解的是，直接喷洒于植物/作物叶片成熟前期叶面的浓度为10-12μmol/L。
本发明所取得的积极优势和有益效果在于：
1、本发明提供的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂中的IDL7成熟多肽为人工合成得到的成熟多肽，获取便利，可大批量合成；
2、本发明提供的植物衰老促进剂的配制和使用方法简单，田间可操作性强，对于施用人员不需要经过特殊培训，操作便利、实用；
3、本发明提供的植物衰老促进剂对叶片衰老影响适度(与正常衰老叶片相比无明显差异)，不会造成不良反应，效果有益。
附图说明
图1为人工合成的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂处理拟南芥离体叶片结果示意图；
图2为IDL7成熟多肽植物衰老促进剂处理活体烟草叶片结果示意图。
具体实施方式
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂及其制备方法和应用，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
IDL7成熟多肽植物衰老促进剂，包括10μmol/L IDL7成熟多肽、2.8mmol/L 2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；所述2-(N-吗啉)乙磺酸溶液为2-(N-吗啉)乙磺酸溶液一水合物溶解于MS液体培养基，2-(N-吗啉)乙磺酸溶液的pH为5.8。
制备方法如下：
(1)称量IDL7成熟多肽粉末溶解在水中，配制成浓度为10mmol/L的IDL7成熟多肽母液备用；
(2)称取定量的2-(N-吗啉)乙磺酸一水合物，加入到上述MS液体培养基中，配制成2.8mmol/L的溶液，调节溶液pH值为5.8，充分混合溶解均匀得到2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；
(3)将步骤(1)得到的IDL7成熟多肽母液取40μL加入到步骤(2)制得的2-(N-吗啉)乙磺酸溶液40mL中，玻璃棒搅拌均匀，得到40mL的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂。
实施例2
IDL7成熟多肽植物衰老促进剂，包括12μmol/L IDL7成熟多肽、2.9mmol/L 2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；所述2-(N-吗啉)乙磺酸溶液为2-(N-吗啉)乙磺酸溶液一水合物溶解于MS液体培养基，2-(N-吗啉)乙磺酸溶液的pH为5.9。
制备方法如下：
(1)称量IDL7成熟多肽粉末溶解在水中，配制成浓度为10mmol/L的IDL7成熟多肽母液备用；
(2)称取定量的2-(N-吗啉)乙磺酸一水合物，加入到上述MS液体培养基中，配制成2.5mmol/L的溶液，调节溶液pH值为5.9，充分混合溶解均匀得到2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；
(3)将步骤(1)得到的IDL7成熟多肽母液取120μL加入到步骤(2)制得的2-(N-吗啉)乙磺酸溶液100mL中，玻璃棒搅拌均匀，得到100mL的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂。
实施例3
IDL7成熟多肽植物衰老促进剂，包括13μmol/L IDL7成熟多肽、3mmol/L2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；所述2-(N-吗啉)乙磺酸溶液为2-(N-吗啉)乙磺酸溶液一水合物溶解于MS液体培养基，2-(N-吗啉)乙磺酸溶液的pH为5.8。
制备方法如下：
(1)称量IDL7成熟多肽粉末溶解在水中，配制成浓度为10mmol/L的IDL7成熟多肽母液备用；
(2)称取定量的2-(N-吗啉)乙磺酸一水合物，加入到上述MS液体培养基中，配制成3mmol/L的溶液，调节溶液pH值为5.8，充分混合溶解均匀得到2-(N-吗啉)乙磺酸溶液；
(3)将步骤(1)得到的IDL7成熟多肽母液取78μL加入到步骤(2)制得的2-(N-吗啉)乙磺酸溶液60mL中，玻璃棒搅拌均匀，得到60mL的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂。
性能测试
室内试验
以实施例1为例，将实施例1制备的IDL7成熟多肽植物衰老促进剂，按照施用方法分别处理拟南芥的离体叶片和烟草的活体叶片。
处理1：处理拟南芥叶片：持续光照生长拟南芥30天左右，获取同叶位离体叶片(第六叶位)，用直径0.5cm打孔器处理，将其平放在培养皿上，以2.8mM 2-(N-吗啉)乙磺酸(MES)处理作为对照，同时将多肽试剂以10μmol/L均匀直接喷洒于拟南芥的离体叶片表面，放置4天后观察表型。
处理2：烟草旺长期：处理烟草活体叶片，处理方式为以2.8mM 2-(N-吗啉)乙磺酸(MES)处理作为对照，同时将多肽试剂以10μmol/L均匀直接喷洒于烟草叶片表面，放置4天后观察表型。
如图1A所示，用镊子选取长势一致的相同叶位(第六莲座叶)拟南芥叶片，用直径0.5cm打孔器处理后，较规则的放在培养皿中，IDL7成熟多肽植物衰老促进剂以喷洒的方式处理，同时加对照以相同方式处理，持续光照下放置4天。
结果可以看出，IDL7成熟多肽植物衰老促进剂可促进拟南芥叶片衰老。4天后，喷洒有IDL7成熟多肽植物衰老促进剂的拟南芥离体叶片有明显早衰表型。同时利用乙醇法测定叶绿色含量，如图1B所示，相比于对照组，用IDL7成熟多肽植物衰老促进剂处理的叶片中的叶绿素含量下降，对照组下降到0.517μg/mg，而处理组下降到0.311μg/mg。。
大田试验
如图2A所示，以大田条件下生长约60天的栽培烟草K326品种为材料，用IDL7成熟多肽植物衰老促进剂以10μmol/L对烟草进行喷洒，同时对照喷洒为不含有IDL7成熟多肽的溶液，14天后可明显观察到喷洒IDL7成熟多肽植物衰老促进剂的烟草出现早衰表型；同时，利用乙醇法测定喷洒IDL7成熟多肽植物衰老促进剂及对照后14天烟草叶片叶绿素含量，结果表明与对照(0.598μg/mg)相比，如图2B所示，IDL7成熟多肽植物衰老促进剂处理后的烟草叶片叶绿素含量(0.225μg/mg)明显降低。结果表明，IDL7成熟多肽植物衰老促进剂确实对活体植物叶片有明显促进衰老的作用。