一種抗旱性鑑定方法

2023-07-01 05:27:26 3

專利名稱：：一種抗旱性鑑定方法
技術領域：
：本發明屬於生物學領域，涉及一種抗旱性鑑定方法，尤其涉及一中利用測定穗的水勢進行植物抗旱性鑑定的方法。
背景技術：
：水資源的短缺已成為全球面臨的危機。隨著人口的增長和城巿化，水資源危機將更加嚴重。Brown教授指出，水資源正成為包括中國在內的部分國家制約農業發展的重要因素，減少農業用水，特別是減少水稻用水已成為農業專家們的共識。水稻是世界上最主要的糧食作物之一，世界1/3人口的主要糧食來源，或者說是85%的糧食主要來自水稻。水稻生產的耗水量非常大，佔農業用水的70%,生產lkg稻穀約要5000L水。世界上有近45%的水稻種植面積主要依賴降雨提供生長所需水分，且在所有的水稻種植面積中分別有23%的雨養低洼稻、11%的深水稻和13%的旱稻由於受到水分灌溉的限制而減產。因此，幹單是構成產量降低和不穩產的主要非生物限制因素之一。世界上，許多研究者也把重點放到了水稻抗單性基因型的篩選上。提高或改良水稻品種的抗單性能，選育具有較強抗旱性且能高產、穩產的水稻品種，已是遺傳育種學家在水稻抗逆境研究領域中的關注熱點和所面臨的重要問題之一。在植物生理學中，水勢是指每偏摩爾體積水的化學勢差。水勢是反應植物水分狀況的靈敏指標，利於植物水分虧缺的研究。現有的抗單測定方法主要有利用紅外測定儀來測定冠層溫度，其測定比較簡便，但冠層溫度不夠穩定，在田間有風的情況下就無法測定，而且易受小氣候條件和群體密度影響。目前抗旱測定方法還有的是利用測定硝酸還原酶、質膜透性、脯氨酸含量等指標來進行材料的抗旱性鑑定，此生理指標雖能反應植物體遭受幹單脅迫的響應，但測定起來非常繁瑣，而且測定誤差較大，只適合極少數材料的研究，對於群體材料或較多材料不適宜使用。
發明內容本發明的目的是提供一種快速、簡便、穩定的抗旱性鑑定方法。為了實現本發明的目的，本發明提供的一種抗旱性鑑定方法，其是利用測定穗的水勢(簡稱穗水勢)進行植物抗旱性鑑定。所述的測定穗水勢的方法包括如下步驟1、材料的處理對抗旱能力不同的材料進行成株期抗旱性鑑定，主要是對處於幼穗分化期的植物進行乾旱脅迫處理。幼穗分化期的植物對水分最敏感，測定效果顯著。2、穗水勢的測定在同一天每隔11.5h用水勢儀測定植物的穗所述的材料的處理要求是待測的植物生長的環境保證除水分狀況外其它都一致。本發明所述的抗旱性鑑定方法用於鑑定水稻的抗旱性。用於測定水稻穗水勢的時間最好是在晴天的中午測定，測定的穗水勢的數據比較穩定。釆用測定穗水勢進行植物抗旱性的鑑定方法，適用於所有的具有穗的植物的抗旱性鑑定，特別適用於水稻抗旱性的鑑定。採用本發明的方法鑑定植物品種間抗旱性的差異，比較和篩選出抗單性強的植物品種，為研究抗單性強的植物品種提供科學有效的鑑定方法，為快速簡便進行植物抗單性鑑定提供依據。本發明所述的乾旱脅迫可以採用本領域常用的幹單脅迫方法。採用本發明的抗單性鑑定方法，對一抗旱群體及親本材料進行材料的抗旱性的比較與篩選，研究穗水勢與植物體內水分曰變化的關係，以及其與產量等性狀的相關；研究穗水勢在植物基因型間的差異及與植物抗旱級別的關係。穗水勢是一個有效的對植物進行抗旱性篩選的指標，特別的是為進行水稻抗旱性篩選和鑑定提供可靠的鑑定依據和方法。可用於水稻抗單材料鑑定和選育、抗旱機理研究等。目前還沒有利用穗水勢指標來評價植物的抗旱性。釆用穗水勢進行植物抗旱性篩選的方法與其它抗旱鑑定方法相比，有以下幾個特點第一，測定簡單，相比根部性狀的測定，穗水勢用水勢儀直接測定，而根部性狀的測定還要洗根，測定比較繁瑣。第二，數據在較長的測定時間內比較穩定，這有利於在同一天測定同時鑑定大量材料且保證了鑑定條件的一致性。第三，穗水勢對植物的抗旱性能較大程度的區分開來，即測定靈敏度高，與葉水勢相比，穗水勢對抗旱級別的區分度更大。第四，穗水勢與乾旱情況下植物的產量及其構成因子相關顯著。在抗單育種中，創造抗旱種質資源，選配抗單親本組合，在分離後代中選擇抗單基因型，特別是育種早期世代，都需要比較簡單、比較準確可靠的抗旱性鑑定方法和鑑定指標。因此，本發明的利用穗水勢測定植物抗旱性的方法和指標，對培育高產、抗旱、優質兼備的作物新品種及加快育種進程具有十分重要的意義。圖l-4是三個水旱稻品種穗水勢和葉水勢在兩種水分處理下曰變化圖；其中〇IAPAR9;△:IRAT109;:ZS97B。具體實施方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。實施例l以珍汕97B(ZS97B)和IRAT109為親本構建的重組自交系群體(RILs)共17個株系(分別編號為3、12、37、41、49、53、74、75、89、90、108、117、187和19)及其親本還有標識品種巴西單稻(IAPAR9)為測定對象，共20份材料。在本單位上海重固基地建立的抗旱鑑定島內進行水分處理，鑑定島田塊四周為2m深的排水溝，排水溝壁均勾分布了大小相同的排水孔。棚頂及四周都安裝有可收卷的塑料薄膜，晴天打開，雨天放下。材料每份種植4行，每行15株，在80%材料處於幼穗分化前期時進行乾旱脅迫，對靠近水溝的材料進行斷水，保持水溝內的水低于田塊1.5m左右，在鑑定島中間沿南北走向放一條滴灌帶，每天開啟滴灌系統限時供水，這樣靠近排水溝一側的材料水分不足形成幹單脅迫，處於滴灌帶的材料則生長正常，沒有遭受乾旱脅迫，形成了在同一塊田地上同時實現水分充足和缺水幹單的兩種處理，讓抗單材料進行水分處理時僅土壤水分存在差異外，其它環境條件基本一致。當有材料開始出現卷葉，表明脅迫開始，抗旱材料50%都有明顯的脅迫症狀的時候開始測定穗水勢，選擇晴天中午對20份材料進行穗水勢測定，測定數據結果見表l。根據在幹單脅迫條件下的對20份材料進行穗水勢測定得到的結果值，我們就可以知道各基因型的抗單性。穗水勢值越大，抗旱性越強。其中，編號為38的材料其抗單性與IRAT109—致，是20份材料中抗單性最強的材料，而編號為37的材料其抗旱性最差。本實施例測定穗水勢的儀器為美國生產的PMSModel1000型號的水勢儀。實施例2實驗材料的生長環境和幹單脅迫方法同實施例1,對3個典型的水單稻品種(ZS97B、IRAT109和IAPAR9)進行了全天植物水分狀1.5h測定此3個品種的穗水勢及葉水勢的數值。測定結果見表2和圖1-4,測定完後開始復水，再收種考察產量及產量構成因子。由測定結果可以看出，三個品種的抗旱性順序依次為IRAT109〉IAPAR9>ZS97B。本實施例測定穗水勢和葉水勢的儀器為美國生產的PMSModel1000型號的水勢儀。由表2及圖l-4可以看出，穗水勢和葉水勢相比，能更準確地反應ZS97B、IRAT109和IAPAR9三個典型的水旱稻品種的抗單性。從圖1-4可以看出，在10:00-15:00時間段，無論在幹單情況下還是在正常水分條件下，3個品種的穗水勢值都穩定地處於一個數值上，可以比較明顯的區分3個品種的抗單性強弱；而相比之下，葉水勢在正常水分條件下3個品種的數值都有交叉，在幹單脅迫下IRAT109和IAPAR9有交叉，沒有明顯區分開，無法判定IRAT109和IAPAR9這2個品種的抗單性的強弱關係。而穗水勢能更清楚地分辨IRAT109和IAPAR9的抗旱性的差異。葉水勢和穗水勢一樣都是反應植物水分狀況的靈敏指標，但是穗水勢較葉水勢在鑑定不同品種抗單性能力上更為靈敏。而且晴天中午階段，穗水勢數值能穩定34小對，這對於鑑定大量的植物品種間抗旱性有利。對穗水勢與產量及其構成因子相關分析發現乾旱脅迫下，穗水勢與著粒密度、結實率、百粒重、生物學產量及籽粒產量相關顯著。所以，穗水勢可作為一有效簡便的不同植物品種間抗旱性鑑定方法，測定得到穗水勢的值可以作為品種間抗旱性判斷的指標。實施例所用的珍汕97B(ZS97B)購自中國水稻研究所，IRAT109購自上海農業生物基因中心，巴西旱稻(IAPAR9)購自中國水稻研究所，重組自交系群體(RILs)是自育的，是通過表l幹單脅迫和正常水分條件下的穗水勢和葉水勢(單位bar)tableseeoriginaldocumentpage8表2乾旱脅迫和正常水分條件下穗水勢和葉水勢的日變化(單位bar)tableseeoriginaldocumentpage8.2tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1、一種抗旱性鑑定方法，其特徵在於，測定穗水勢進行植物抗旱性鑑定。2、如權利要求1所述的鑑定方法，其特徵在於，測定穗水勢的方法包括如下步驟(1)材料的處理對處於幼穗分化期的植物進行乾旱脅迫處理;(2)穗水勢的測定在同一天每隔11.5h用水勢儀測定植物的穗水勢。3、如權利要求1所述的鑑定方法，其特徵在於，所述的植物是水稻。4、如權利要求1-3任一所述的鑑定方法，其特徵在於，測定穗水勢的時間為晴天的中午。全文摘要本發明提供了一種抗旱性鑑定方法，利用測定穗水勢對植物進行有效簡便的抗旱性鑑定，為植物特別是為進行水稻抗旱性篩選和鑑定提供可靠的鑑定依據和方法，可用於水稻抗旱材料鑑定、選育和抗旱機理研究等。文檔編號G01N33/00GK101221159SQ20071017872公開日2008年7月16日申請日期2007年12月4日優先權日2007年12月4日發明者餘新橋,劉國蘭,劉鴻豔,梅捍衛,羅利軍申請人:上海市農業生物基因中心