萘乙酸纳米悬浮剂对紫花苜蓿试管苗生长的影响

辽宁师范大学

硕士学位论文

萘乙酸纳米悬浮剂对紫花苜蓿试管苗生长的影响

姓名：徐书霞

申请学位级别：硕士

专业：植物学

指导教师：吕建洲

2012-05

辽宁师范大学硕士学位论文

摘要

本论文在综述萘乙酸的应用、国内外农药剂型的发展动向及纳米悬浮剂颗粒分散技术研究的基础上，采用传统微乳法与超声波分散技术相结合制备萘乙酸纳米悬浮剂，通过与萘乙酸原剂相比较初步研究了该制剂对紫花苜蓿试管苗生长的影响，旨在提高萘乙酸在植物组织培养中的有效利用率，缩短生根培养时间，进一步完善苜蓿组培快繁及工厂化育苗技术体系。主要研究工作如下：

１、萘乙酸纳米悬浮剂的制备：采用微乳液．超声乳化法，萘乙酸浓度为０．４ｇ Ｌ一，分

散剂吐温８０用量在１％左右，样品加入速度为８ｍＬ ｍｉｎ－１，超声时间为６０ｍｉｎ。２、萘乙酸纳米悬浮剂的表征：经透射电镜检测，颗粒间分散较好，平均大小约为

５０×１５０ｎｉｎ左右；经红外光谱分析其结构和成分较原剂基本没有发生改变。

ｍｇ Ｌ～，３、萘乙酸纳米悬浮剂适合紫花苜蓿试管苗培养的最佳浓度范围是Ｏ．２－－一０．５

其中１／２ＭＳ＋０．５ｍｇ Ｌ。１萘乙酸纳米悬浮剂是紫花苜蓿生根的最佳培养基，植株长势最好。

４、萘乙酸纳米悬浮剂在低浓度（０．２．－一０．５ｍｇ ＬＪ）时对试管苗的生根率、根长、株

高、茎粗、地上部分生物量及地下部分生物量的增加有明显的促进作用。当浓度为Ｏ．５ｍｇ Ｌ’１时，促进效果最好，与同浓度原剂相比，分别增加了１３．１％、２４．８％、６．４％、１１．９％、２３％和１７．３％。

５、萘乙酸纳米悬浮剂对紫花苜蓿试管苗的叶绿素含量和根系活力的影响，表现为低

浓度促进，高浓度抑制。当浓度为０．５ｍｇ Ｌ‘１时，对叶绿素含量和根系活跃吸收面积的提高作用最明显，比对照组分别提高了７８．３％、３５．８％；与原剂相比，提高了２３．９％、７．５％。

６、不同浓度萘乙酸纳米悬浮剂对紫花苜蓿试管苗的ＭＤＡ含量、ＰＯＤ和ＳＯＤ酶活

性的影响不同。与对照组相比，添加Ｏ．５ｍｇ Ｌ－１萘乙酸纳米悬浮剂培养的植株ＭＤＡ含量比降低了３７．１％，ＰＯＤ和ＳＯＤ酶活性分别提高了４０．９％和３２．６％；与同浓度原剂相比，ＭＤＡ含量降低了２３．７％，ＰＯＤ和ＳＯＤ酶活性分别提高了１５．５％和１３．７％，处理效果显著。关键词：萘乙酸；纳米悬浮剂；紫花苜蓿试管苗；形态指标；生理指标

萘乙酸纳米悬浮剂对紫花苜蓿试管苗生长的影响

ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＮａｐｈｔｈｙｌａｃｅｔｉｃＡｃｉｄＮａｎｏ—ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｔｏ

Ａ１Ｎ１ＮＴｕｂｅ－ｓｅｅｄｌｉｎｇＧｒｏｗｔｈ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｉｎｔｈｅｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｐｈｔｈｙｌａｃｅｔｉｃａｃｉｄ（ＮＡＡ），ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｐｅｓｔｉｃｉｄｅｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｍｂｉｎｅｓｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｐｒｅｐａｒｅＮＡＡｎａｎｏ－ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ，ａｎｄｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌａｇｅｎｔｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｉｅｓｔｈｉｓａｇｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅＭｅｄｉｃａｇｏｓａｔｉｖａＬ．（ａｌｆａｌｆａ）ｔｕｂｅ—ｓｅｅｄｌｉｎｇｇｒｏｗｔｈ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＮＡＡｉｎｐｌａｎｔｔｉｓｓｕｅｃｕｌｔｕｒｅ．ｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｒｏｏｔｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｌｆａｌｆａＧｒｏｕｐＴｉｓｓｕｅＣｕｌｔｕｒｅａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄｂｒｅｅｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：

１．ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＮＡＡｎａｎｏ—ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ：Ｕｓｉｎｇｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ－ｐｈａｃｏｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＮＡＡｉｓ０．４ｇ Ｌ～，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｄｉｓｐｅｒｓａｎｔＴｗｅｅｎ８０ｉｓａｂｏｕｔ１％，ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｐｅｅｄｉｓ８ｍＬ ｍｉｎ－１，ｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｉｍｅｉｓ６０ｍｉｎ．

２．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮＡＡｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ：Ｂｅｉｎｇｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙ仃ａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ

ｎｌＴｌ．ｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｉｓｐｅｒｓｅｗｅｌｌ，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｓｉｚｅｉｓａｂｏｕｔ５０×１５０

Ａｆｔｅｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｒｅｎｏｔｂａｓｉｃａｌｌｙｃｈａｎｇｅｄ．

３．ＴｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒａｎｇｅｏｆＮＡＡｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒａｌｆａｌｆａｐｌａｎｔｌｅｔｓｃｕｌｔｕｒｅｉｓ０．２～０．５ｍｇ。Ｌ～，ｉｎ

ｂｅｓｔ．ｗｈｉｃｈ１／２ＭＳ＋Ｏ．５ｍｇ’Ｌ．１ｉｓｔｈｅｂｅｓｔｍｅｄｉｕｍｆｏｒａｌｆａｌｆａｒｏｏｔｉｎｇ，ａｎｄｐｌａｎｔｓｇｒｏｗ

４．ＮＡＡｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓ

ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｏｌｅｉｎｐｒｏｍｏｔｉｎｇｔｈｅｒｏｏｔｉｎｇ

ｂｉｏｍａｓｓａｎｄｔｈｅａｔｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（０．２～Ｏ．５ｍｇ．Ｌ。１１ｈａｓａｒａｔｅ，ｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔ，ｓｔｅｍｄｉａｍｅｔｅｒ，ｔｈｅａｂｏｖｅ—ｇｒｏｕｎｄｕｎｄｅｒ—ｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓ．Ｗｌｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓ０．５ｍｇ’Ｌ－１．ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｂｅｓｔ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌａｇｅｎｔ．ａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｉｎｄｉｃｔａｔｏｒｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ１３．１％，２４．８％，６．４％，１１．９％，２３％ａｎｄ

ｏｎ１７．３％．５．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＮＡＡｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｔｈｅｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｒｏｏｔａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ

ａｌｆａｌｆａｐｌａｎｔｌｅｔｓｓｈｏｗｓｐｒｏｍｏｔｉｏｎａｔｌＯＷｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎａｔｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔ

ａｒｅａｇｒｏｕｐ（ＣＫ），ｔｈｅａｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌａｎｄｒｏｏｔａｃｔｉｖｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆａｌｆａｌｆａｐｌａｎｔｌｅｔｓｗｈｉｃｈｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ０．５ｒｎｇ Ｌ～ＮＡＡｌｌａｎｏ—ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ７８．３％ａｎｄ３５．８％．Ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌａｇｅｎｔ，ｔｈｅｉｎｄｉｃｔａｔｏｒｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ２３．９％ａｎｄ７．５％．

６．ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＮＡＡｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｈａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｍｐａｃｔｓ

ｃｏｎｔｅｎｔ，ＰＯＤａｎｄＳＯＤａｃｔｉ访钾．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＣＫ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｎＭＤＡｏｆＭＤＡｉｎａｌｆａｌｆａ

ｔｕｂｅ－ｓｅｅｄｌｉｎｇｓｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ０．５ｍｇ Ｌ～ＮＡＡｎａｎｏ．ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｂｙ３７．１％．ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＰＯＤａｎｄＳＯＤ

ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌａｇｅｎｔ，ｔｈｅａｒｅｈｉｇｈｔｅｒ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｂｙ４０．９％ａｎｄ３２．６％．ＡｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆＭＤＡｄｅｃｒｅａｓｅｂｙ２３．７％，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＰＯＤａｎｄＳＯＤｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ１５．５％ａｎｄ１３．７％，ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．

ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＮＡＡ；ｎａｎｏ－ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；ａｌｆａｌｆａｔｕｂｅ－ｓｅｅｄｌｉｎｇ；Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ；

Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ

己Ｉ吉

ＪＩ口

植物生长调节剂是在农业生产中人工合成的一些具有植物激素活性的物质，可作为调控植物生长的促进剂、抑制剂或延缓剂使用。植物生长调节剂在农药行业中以飞快的速度发展，并取得了显著效果。萘乙酸作为一种植物生长促进剂，可诱导根和不定根的形成，加快种子和插条生根，促进植株生长，提高作物抗逆性等，已广泛用于花卉苗木、园林苗木和果树苗木的无性繁殖及扦插生根上。随着人类环保意识的增强，传统有毒易污染的农药、化学肥料等越来越受到挑战。在这种严峻的形势下，发展高效农药是解决问题的唯一出路，而其中的关键之一是发展低毒高效的农作物生长调节剂。萘乙酸作为一种有效低毒的生长调节剂，合成原料充足，分离简单，价格便宜，将会越来越受到人们的关注。

植物生长调节剂在使用时应以最少的用量获得最大的效果为原则，既提高药效，又降低用量，同时还要减少残留量，减轻对环境的污染。例如利用相加或相乘的复合效应，将植物生长调节剂与表面活性剂（吐温、肥皂等）混合施用，减少用量而产生相同的效果。目前一些科学家正致力将纳米技术应用到传统生长调节剂的剂型改造中，通过构建制剂纳米化技术平台，将一些农药如植物生长调节剂与光催化材料复合制成纳米制剂，可显著降低用药量，大幅度提高药效。产品粒径一般在１０，－一１００ｎｍ，常温储存稳定期为两年，残留量较常规制剂降低３．－一５倍，从而改善了调节剂与环境的相容性。

目前开发使用新剂型，减少或避免使用有机溶剂已成为农药行业的重点发展方向。本实验是在综合分析了农药发展趋势以及药物剂型在医学领域的发展的基础上，首次将纳米颗粒分散技术应用于植物生长调节剂萘乙酸，制备出萘乙酸纳米悬浮剂，这种农药悬浮剂以水作为分散介质，并具有较高的药效，无污染，可用于苗木的生根培养，加快苗木繁育速度。

紫花苜蓿（ＭｅｄｉｃａｇｏｓａｔｉｖａＬ．），被誉为“牧草之王”，是世界最重要的栽培牧草，也是我国种植面积最大的人工牧草，在畜牧业发展、人工草地建植等方面有着巨大的经济效益和社会效益［１］。近年来，紫花苜蓿的组织培养已经建立了一些相对成熟的再生体系，其中添加的植物生长调节剂种类和水平是获得高效再生植株的重要影响因素之一。在生根培养阶段诱导生根的时间越长，费用就越高，采用纳米悬浮剂，不仅节约了生产成本，还大大缩短了生根时间。