一种茉莉酸甲酯在提高植物氮素利用效率中的应

本发明属于果树栽培，具体涉及一种茉莉酸甲酯在提高植物氮素利用效率中的应用。背景技术：1、氮素作为果树生长发育的主要营养元素，其来源是通过根系从土壤中吸收no3-、nh4+和简单的有机氮。氮素参与苹果生长发育的各项生命活动，氮素的代谢影响植物体内的总氮积累、蛋白质含量及酶类物质合成。植物遭受氮饥饿时，植物吸收转化氮素的能力下降，影响叶绿素合成前体及叶绿素的合成，而叶绿素是植物的光合作用中必不可少的关键因素，进而导致植物的光合速率下降，叶片干物质积累下降，植物生长地上部生长受到抑制。植物依靠根系从土壤中吸收养分，在遭受营养胁迫时植物的根系构型会发生变化，而氮饥饿促进植物根系的总根长、总根表面积、平均根径、总根体积以及侧根数量的生长发育，使得根更好吸收氮。2、苹果是我国重要的经济型果树之一。近年来我国苹果产业发展稳定，其中黄土高原优势区种植面积约占全国苹果种植面积58％，产量约占全国苹果产量的52％，但该地区的土壤肥力较低，为了提高苹果产量施加的大量氮肥，导致土壤中硝酸盐严重过剩。因此，改善苹果自身的氮素利用效率(nue)是维持我国苹果产业健康可持续发展的重要途径与策略。3、茉莉酸(jasmonic acid，ja)是一种在高等植物中发现的内源性生长调节物质。在植物的生长发育过程中起到了至关重要的生理调节作用，在植物应对生物或非生物胁迫的反应中发挥了积极的作用。茉莉酸与具挥发性甲酯衍生物茉莉酸甲酯(meja)、氨基酸衍生物(如ja-ile)和活性前体物质12-氧-植物二烯酸(opda)统称为茉莉酸类物质(jas)。茉莉酸类物质参与调节植物的生长发育和响应外界胁迫。在植物生长和发育中，其在胚胎发生期间的轴伸长、生殖生长期间的花朵的发育、以及生长过程中叶片的衰老、植物根系的形成、侧根发育和叶片气孔开放均起到重要的作用。在植物应对营养胁迫时，茉莉酸信号途径可以感知营养胁迫，并通过增加或抑制茉莉酸相关基因的表达来调控植物应对营养胁迫。4、但是，关于外源茉莉酸甲酯对有限氮供应下果树生长影响的相关研究未见报道。技术实现思路1、为解决上述问题，本发明提供一种茉莉酸甲酯在提高植物氮素利用效率中的应用。本发明通过分析外源茉莉酸甲酯对有限氮供应下平邑甜茶生长的影响，提出适宜的茉莉酸甲酯施用方式，丰富有限氮供应下苹果氮素利用效率的调控机制，为研发依赖于茉莉酸途径提高苹果氮素利用效率的栽培技术奠定理论基础。2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：3、本发明提供一种茉莉酸甲酯在提高植物氮素利用效率中的应用。4、优选地，在应用时，向植物生长的栽培体系中施加外源茉莉酸甲酯，至其终浓度为0.5～10μmol/l。5、优选地，向植物生长的栽培体系中施加外源茉莉酸甲酯，至其终浓度为1～2.5μmol/l。6、优选地，向植物生长的栽培体系中施加外源茉莉酸甲酯，至其终浓度为2.5μmol/l。7、优选地，所述茉莉酸甲酯用于提高有限氮供应下植株生物量的积累或根系的生长发育。8、优选地，所述有限氮是指在植物的栽培体系中氮含量不高于0.2mmol/l。9、优选地，所述生物量的积累为植物鲜重或干重的积累。10、优选地，提高茉莉根系的生长发育是提高植株根系的总根长、总根表面积、总根体积、根尖数、侧根数或根系活力。11、优选地，所述茉莉酸甲酯用于降低植物的碳氮比或增加植株的氮含量。12、优选地，所述茉莉酸甲酯用于提高植物光合能力。13、优选地，提高植物光合能力是提高植物的叶绿素含量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度或气孔导度。14、优选地，所述植物为苹果。15、优选地，所述苹果为平邑甜茶。16、相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：17、1、本发明以苹果属具有无融合生殖特性的平邑甜茶作为材料，通过分析外源茉莉酸甲酯对有限氮供应下平邑甜茶生长状况的影响，表明外源茉莉酸甲酯能提高植物氮素利用效率，有效缓解氮饥饿对平邑甜茶的生长抑制，具体表现在施加茉莉酸甲酯后植株的生物量增加，根系生长更佳、光合能力增强，且植物体内氮含量增加、碳氮比降低，氮素利用效率提高。18、2、本发明以1～2.5μmol/l的茉莉酸甲酯处理水培低氮培养的平邑甜茶幼苗，发现茉莉酸甲酯处理提高了植物氮素利用效率，缓解了氮饥饿对植株生长的抑制，表现在植株鲜重、干重、总根长、总根表面积、总根体积、根尖数、侧根数和根系活力的显著增加。同时外源茉莉酸甲酯处理显著增加了植株的叶绿素含量、最大光化学效率fv/fm，提高了植物的净光合速率，增加了植株的氮含量、降低植物的碳氮比，提高植物的氮素利用效率。由此表明，适宜浓度的茉莉酸甲酯能明显提高植物的氮素利用效率，缓解氮饥饿对苹果植株生长的抑制作用，进一步丰富了有限氮供应下苹果氮素利用效率的调控机制，为研发依赖于茉莉酸途径提高苹果氮素利用效率的栽培技术奠定理论基础。19、3、本发明方法操作简便易行，茉莉酸甲酯的用量仅为1～2.5μmol/l，剂量较小，可以节省化肥成本，缓解过度化肥使用造成的环境污染。技术特征：1.一种茉莉酸甲酯在提高植物氮素利用效率中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在应用时，向植物的栽培体系中施加外源茉莉酸甲酯，至其终浓度为0.5～10μmol/l。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述茉莉酸甲酯用于提高有限氮供应下植株生物量的积累或根系的生长发育。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述有限氮是指在植物的栽培体系中氮含量不高于0.2mmol/l。5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述生物量的积累为植物鲜重或干重的积累。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，提高茉莉根系的生长发育是提高植株根系的总根长、总根表面积、总根体积、根尖数、侧根数或根系活力。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述茉莉酸甲酯用于降低植物的碳氮比或增加植株的氮含量。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述茉莉酸甲酯用于提高植物光合能力。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，提高植物光合能力是提高植物的叶绿素含量、净光合速率、胞间二氧化碳浓度或气孔导度。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物为苹果。技术总结本发明属于果树栽培技术领域，具体涉及一种茉莉酸甲酯在提高植物氮素利用效率中的应用。施用一定浓度的茉莉酸甲酯可以明显提高有限氮供应下植物的氮素利用效率(NUE)，具体表现在植株干鲜重和根系的总长度、总表面积、总体积、根尖数量、侧根数量及根系活力的显著增加；植株的光合能力和氮含量的增加，以及碳氮比降低。由此表明，适宜浓度的茉莉酸甲酯有效提高有限氮供应下苹果植株的NUE，促进了植株的生长，为深入研究茉莉酸甲酯在提高苹果NUE中的功能机制奠定基础。同时，其成果或可在未来应用于指导生产实践、改善果树营养状况。技术研发人员：龚小庆,刘缘,马锋旺,李超,邹养军,刘长海,毛柯受保护的技术使用者：西北农林科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19