[目的]褪黑素可提高作物抗旱性,但容易降解.本研究试图开发具有缓释和抵御光降解能力的褪黑素壳聚糖微粒,并对其抗旱性进行评价.[方法]利用壳聚糖与三聚磷酸钠和果胶所产生的静电引力,使三者之间产生交联形成包裹褪黑素的杂化微粒,从而实现褪黑素的缓释和保活.确定投入褪黑素质量为5?mg时制备的褪黑素壳聚糖微粒作为试验材料(MP-MT).利用扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR),对褪黑素壳聚糖微粒(MP-MT)表面形貌及官能团特性进行表征.采用超高效液相色谱技术,探究MP-MT对褪黑素的缓释性能和抵抗光降解的性能.以两叶一心的小麦幼苗为试材,进行灌根试验.将基质最大持水量的80％设为正常对照(CK1),基质最大持水量的40％设为干旱对照(CK2);在干旱胁迫下,设施用1.0?g/L褪黑素(MT1.0)、壳聚糖微粒(MP)和含褪黑素0.5、1.0、1.5?g/L的褪黑素壳聚糖微粒(MP-MT0.5、MP-MT1.0、MP-MT1.5),共7个处理.在处理后第8天,取样分析小麦幼苗株高、干重、鲜重、叶片SPAD值、根系生长、抗氧化酶活性及丙二醛含量.[结果]当褪黑素投入量为5?mg时MP-MT对褪黑素的包封率最稳定,为52.14％,之后的相关试验均以该比例制备的褪黑素壳聚糖微粒(MP-MT)作为试验材料.通过SEM照片发现,MP-MT微粒粒径相较于壳聚糖微粒增加且表面变粗糙.MP-MT微粒FTIR结果同时检测出现了壳聚糖、褪黑素等组分的特征峰,表明褪黑素在微粒中存在.模拟释放试验结果表明,MP-MT在pH?5.0和pH?7.0磷酸缓冲溶液下36 h的释放率分别为65.43％、50.13％.模拟光降解试验表明,可见光照射4?h时MP-MT中褪黑素的光降解率较普通MT降低了143.37％.小麦幼苗干旱胁迫试验结果表明,与MT1.0处理相比,3个MP-MT处理的小麦幼苗干重增加4.50％～22.73％,根系长度增加15.92％～32.56％,过氧化酶活性提高19.56％～20.34％,丙二醛含量降低9.77％～12.30％?(P<0.05).[结论]壳聚糖/三聚磷酸钠/果胶的褪黑素封装体系可以实现褪黑素的缓释和保活,显著提高干旱胁迫下小麦幼苗SPAD值,促进根系发育,提高抗氧化酶活性,从而提高小麦幼苗抗旱性.

褪黑素;壳聚糖;缓释封装;光降解;抗旱

周彬;于小晶;张民;田虹雨;董晶晶;郭蕾;张天骄

山东农业大学资源与环境学院/土肥高效利用国家工程研究中心, 山东泰安 271018;山东农业大学经济管理学院(商学院), 山东泰安 271018

植物营养与肥料学报

[1]周彬;于小晶;张民;田虹雨;董晶晶;郭蕾;张天骄-.褪黑素壳聚糖微粒防止褪黑素降解并有效提高其抗旱功能)[J].植物营养与肥料学报,2022(07):1308-1317

缓释封装

褪黑素,壳聚糖,微粒,高作,抗旱性,光降解,降解能力,三聚磷酸钠,果胶,静电引力,交联,保活,定投,MP,傅立叶变换红外光谱,FTIR,表面形貌,官能团,超高效液相色谱技术,缓释性能,两叶,一心,小麦幼苗,灌根,持水量,正常对照,CK1,CK2,干旱胁迫,施用,MT1,MT0,幼苗株高,干重,鲜重,SPAD,根系生长,抗氧化酶活性,丙二醛含量,投入量,包封率,粒粒,变粗,同时检测,特征峰,缓冲溶液,释放率,可见光,降解率,过氧化酶,含量降低,高干,根系发育,高抗,高小

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