從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高品種的方法
2023-04-29 21:50:21
專利名稱：從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高品種的方法
技術領域：
本發明屬於植物栽培與育種技術領域，涉及一種從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法。
背景技術：
菊花(Dendranthema grandiflorum Ramat.)是我國十大傳統名花和世界四大切花之一，具有觀賞、食用、藥用等多種價值。我國是栽培菊花的起源中心和菊屬種質資源的分布中心，菊屬40餘種在我國分布的有20餘種，栽培菊花品種達3000餘個。其中切花菊是我國主要出口創匯花卉，多採用設施栽培進行周年生產。當前我國切花菊生產中氮肥使用嚴重過量，過量施用氮肥不僅降低氮素利用效率，造成氮肥的奢侈吸收，還大量浪費能源， 汙染環境，嚴重影響了切花菊產量與品質，並導致了地下水系統富營養化及土壤次生鹽漬化。李悅O005)發現切花菊的產量和品質取決於氮的吸收和利用效率。因此，因此在生育早期發現氮高效利用的材料，具有很高的遺傳育種價值。自21世紀以來，研究者已成功地進行了水稻，玉米，棉花等物種氮利用效率高的品種的篩選並對其機理進行了初步的探討， 但目前國內外對切花菊氮利用效率高的品種的篩選尚未有報導。
發明內容
針對目前切花菊氮高效利用研究工作基礎薄弱及菊花氮利用效率高的品種的篩選方法研究在國內幾乎空白這一現狀，本發明的目的在於提供一種從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法。關於氮利用效率高的品種的篩選指標，目前尚無既定標準。本發明基於植株相對乾物質重，相對含氮量，相對葉綠素含量，建立了切花菊快速、 簡便的氮利用效率高的品種的篩選方法。該體系方法操作簡便易行，並能基本上客觀地反映吸收氮肥的真實狀況，篩選出優異的種質。本發明的目的可以通過以下技術方案實現一種從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，包括以下步驟a、獲取水培苗從需要進行篩選的多個切花菊品種中選取生長一致的插穗，在水培容器中水培養生根，獲得試驗處理材料；b、砂培初篩從步驟a中獲取的每個品種的水培苗中挑出長勢一致的苗採用澆灌法進行砂培，將每個品種的水培苗分為兩組進行砂培，用不同氮含量的營養液進行澆灌，其中一組進行低氮處理，另一組進行正常氮處理；分別測定每個品種中兩組砂培苗的乾物質重、含氮量、葉綠素含量，然後得出每個品種的篩選指標相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量，其中相對性狀=低氮處理的測定值/正常氮處理的測定值；將所得出的多個切花菊品種的篩選指標進行綜合對比，篩選出三個指標數值綜合最高的2 6個品種為氮利用效率較高的品種，篩選出三個指標數值綜合最低的2 6個品種為氮利用效率較低的品種作為對照；
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C、營養液培養復篩將步驟b中篩選出的氮高效利用品種和氮低效利用品種重複步驟a進行水培獲取水培苗，將每個品種的水培苗分兩組進行進行營養液培養，其中一組進行低氮處理，另一組進行正常氮處理；分別測定每個品種中兩組經過營養液培養的苗株的乾物質重、含氮量、葉綠素含量，然後計算每個品種篩選指標相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量，其中相對性狀=低氮處理的測定值/正常氮處理的測定值；將所得出的篩選指標進行綜合對比，篩選出三個指標數值綜合最高的1個氮利用效率相對最高的一個品種，篩選出三個指標數值綜合最低的1個氮利用效率相對最低的一個品種作為對照。上述的從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，其中步驟 b和步驟c中所述的進行低氮處理和正常氮處理為培養過程中分別採用氮含量低的營養液和氮含量正常的營養液，所述的營養液的氮源為NH4NO3,氮含量低的營養液中氮含量為16mg/L ；氮含量正常的營養液中氮含量為320mg/L，其它成分均相同。營養液中磷、鉀、 鈣、鎂的濃度為K2S04 2 . 500mmol/L、MgSO4. 7H20 1. 50mmol/L、NaH2PO4. 2H20 1. 33mmol/L、 CaCl22. OOmmo 1/L ；微量元素採用Arnon營養液配方；營養液中 ^2+2. 8mg/L,以 ^-EDTA配入；硝化抑制劑7 μ mol/L，可採用三氰胺。篩選原理作物在缺氮條件下的表現症狀之一就是生長緩慢，生物量有所降低。高效品種具有較大的生物積累量，低效品種則因為氮素供應不充分，生物積累量很小。不同品種切花菊苗期地上部乾物質重的差異在一定程度上能反應它對養分的吸收、轉運和利用效率的差
已氮素對植物的形態建成和光合作用都起著重要作用而且是葉綠素的主要元素，施氮一般能促進植物葉片葉綠素的合成。植物缺氮時，葉片葉綠素含量降低導致葉片顏色變淺，而供氮過多時則相反，植物葉片顏色變深，葉片顏色的變化基本能反映植物的氮營養水平。植株氮素吸收總量，即植株吸氮量，是表示植株吸氮能力大小的指標。在低氮脅迫下，不同基因型植株氮素吸收總量均有下降。但高效品種在較低的氮素水平下仍能吸收較多的氮素來滿足其生長發育的需要，所以相對比值更高。本發明技術方案的詳細過程為a、獲取水培苗選取生長一致的插穗，將穗掰成5 7釐米，下面2. 5 3釐米葉片去掉，保證頂部兩葉一心。水培容器為外徑410 X 310 X 145mm塑料周轉箱，在周轉箱的四個角各放置1個500ml組培瓶(用於支撐培養穴盤)，上面放置穴盤，將插穗置於穴盤孔中， 加水至穗底沒入水面以下l_2cm。光照時間白天12h，夜間12h，白天最高溫度32°C，夜間最低溫度27°C。在水培生根2周時間內，不加營養液，用自來水培養。b、砂培初篩每個品種從水培苗中挑出長勢一致的苗進行砂培試驗。砂培試驗容器採用 20cmX 20cm塑料盆，栽培基質為石英砂。試驗採用澆灌法，每隔2天用營養液澆一次，每次每盆100ml，持續三周。將每個品種中挑出的2η(η ^ 1)株水培苗分為兩組，每組η株，一組澆灌低氮水平營養液(進行低氮處理)，另一組澆灌正常氮水平營養液(進行正常氮處理)。分別測定每個品種的兩組砂培苗的乾物質重、含氮量、葉綠素含量，然後計算每個品種的相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量，其中相對性狀=低氮處理的測定值/ 正常氮處理的測定值；對所計算出的多個切花菊品種的相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量進行綜合對比，篩選出三個指標均較高的2 6個切花菊品種為氮利用效率較高的品種，篩選出三個指標均較低的2 6個切花菊品種為氮利用效率較低的品種作為對照。C、營養液培養復篩將步驟b中篩選出來的2 6個氮利用效率較高的品種，2 6個氮利用效率較低的品種，重複步驟a進行水培獲取水培苗，然後從每個品種篩選出2η (η ^ 1)株水培苗分為兩組(η株/組)，一組採用低氮水平營養液(進行低氮處理)，另一組採用正常氮水平營養液(進行正常氮處理)，營養液培養三周，營養液培養容器為塑料周轉箱，方法如a中的方法，不同的是營養液培養溶液不是自來水，而是營養液。每天加一次營養液，培養期間每天用lmol/L HCl或lmol/L NaOH調節溶液pH至6. 5，每兩天更換一次營養液。切花菊在溫室中生長3周後測定其各項指標。各項指標的測定方法與砂培初篩中的測定方法相同。根據所得出的多個切花菊品種的相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量進行綜合對比，篩選出三個指標綜合最高的1個切花菊品種為氮利用效率相對最高的品種， 篩選出三個指標綜合最低的1個切花菊品種為氮利用效率相對最低的品種作為對照，將篩選出的2個品種可進行隨後的試驗(生理機理和分子機理)。去離子水配製的營養液，氮源為NH4NO3，設兩個氮水平正常水平氮含量為 320mg/L ；低氮水平氮含量為16mg/L。營養液培養容器為塑料周轉箱，方法如a中的方法， 不同的是營養液培養溶液不是自來水，而是營養液。營養液中磷、鉀、鈣、鎂的濃度採用改良的休伊特營養液配方(見表1)，PH 6. 5。微量元素採用Arnon營養液配方(見表2)，其中 Fe2+2. 8mg/L,以!^e-EDTA配入。在不同氮素形態的處理中均加入7 μ mol/L的硝化抑制劑三氰胺(D⑶)，以防止微生物的硝化作用。表1改良的休伊特營養液配方
權利要求
1.一種從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，其特徵在於包括以下步驟a、獲取水培苗從需要進行篩選的多個切花菊品種中選取生長一致的插穗，在水培容器中水培養生根，獲得試驗處理材料；b、砂培初篩從步驟a中獲取的每個品種的水培苗中挑出長勢一致的苗採用澆灌法進行砂培，將每個品種的水培苗分為兩組進行砂培，用不同氮含量的營養液進行澆灌，其中一組進行低氮處理，另一組進行正常氮處理；分別測定每個品種中兩組砂培苗的乾物質重、含氮量、葉綠素含量，然後得出每個品種的篩選指標相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量，其中相對性狀=低氮處理的測定值/正常氮處理的測定值；將所得出的多個切花菊品種的篩選指標進行綜合對比，篩選出三個指標數值綜合最高的2 6個品種為氮利用效率較高的品種，篩選出三個指標數值綜合最低的2 6個品種為氮利用效率較低的品種作為對照；C、營養液培養復篩將步驟b中篩選出的氮高效利用品種和氮低效利用品種重複步驟 a進行水培獲取水培苗，將每個品種的水培苗分兩組進行進行營養液培養，其中一組進行低氮處理，另一組進行正常氮處理；分別測定每個品種中兩組經過營養液培養的苗株的乾物質重、含氮量、葉綠素含量，然後計算每個品種篩選指標相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量，其中相對性狀=低氮處理的測定值/正常氮處理的測定值；將所得出的篩選指標進行綜合對比，篩選出三個指標數值綜合最高的1個氮利用效率相對最高的一個品種，篩選出三個指標數值綜合最低的1個氮利用效率相對最低的一個品種作為對照。
2.根據權利要求1所述的從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，其特徵在於步驟b和步驟c中所述的進行低氮處理和正常氮處理為培養過程中分別採用氮含量低的營養液和氮含量正常的營養液，所述的營養液的氮源為NH4NO3,氮含量低的營養液中氮含量為16mg/L ；氮含量正常的營養液中氮含量為320mg/L。
3.根據權利要求2所述的從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，其特徵在於所述的營養液中磷、鉀、鈣、鎂的濃度為=K2SO4 2. 500mmol/L、MgSO4. 7H20 1. 50mmol/L、NaH2PO4. 2H20 1. 33mmol/L、CaCl2 2. OOmmo 1/L ；微量元素採用 Arnon 營養液配方；其中Fe2+2. 8mg/L,以Fe-EDTA配入；硝化抑制劑7 μ mol/L。
4.根據權利要求3所述的從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，其特徵在於所述的硝化抑制劑為三氰胺。
全文摘要
本發明屬於植物栽培與育種技術領域，公開了從多個切花菊品種中篩選氮利用效率相對最高的品種的方法，該方法包括以下幾個步驟a、獲取水培苗；b、砂培初篩將水培苗分為兩組，一組進行低氮處理，另一組進行正常氮處理；分別測定每個品種的篩選指標相對乾物質重、相對含氮量、相對葉綠素含量，篩選出2～6個氮利用效率較高的品種和2～6個氮利用效率較低的品種作為對照；c、營養液培養復篩將步驟b中篩選出的品種進行營養液培養，重複篩選出1個氮利用效率相對最高品種和1個氮利用效率相對最低的品種。本方法最終篩選出的切花菊品種，為進一步對現有切花菊品種進行了改良，研究其生物學特性和生理生化機制提供材料。
文檔編號G01N21/31GK102175554SQ20111000702
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者劉兆磊, 房偉民, 管志勇, 陳發棣, 陳素梅, 顧春筍 申請人:南京農業大學