一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法
【专利摘要】本发明公开的一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，采用-0.3MPa的PEG-6000溶液对萌发玉米种子进行水分胁迫，在萌发过程中每隔24小时测量萌发种子自发发光，通过水分胁迫下萌发24小时后自发发光的相对变化率的大小可以评价玉米种子萌发期的抗旱性强弱。本发明基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，无需进行田间试验，只需对萌发种子进行水分胁迫，直接测定萌发过程中种子自发发光，通过自发发光相对变化率的大小实现对玉米种子萌发期抗旱性强弱的无损和快速评价，简单实用，评价效果可靠。
【专利说明】一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业【技术领域】，涉及一种作物抗逆性评价的方法，具体涉及一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法。
【背景技术】
[0002]在我国干旱和半干旱地区，玉米在播种后的萌发期经常遭遇干旱，而萌发的玉米种子对干旱又非常敏感，使种子萌发和出苗经常受到很大影响，采用萌发期抗旱性较强的玉米种子对于我国干旱和半干旱地区的粮食生产具有重要意义。
[0003]要选育萌发期抗旱性较强的玉米种子需要首先建立一套能够准确鉴定和评价玉米种子萌发期抗旱性的方法和技术。
[0004]长期以来，玉米种子萌发期抗旱性的强弱都是根据干旱胁迫下玉米种子发生的生物学变化来评价的，评价指标有生物抗旱指标和生理抗旱指标两大类。生物抗旱指标是以干旱胁迫对品种生长发育造成的直接伤害为依据，评价指标有种子萌发抗旱指数(GDRI)、储藏物质转运率、相对发芽率、胚根条数、主胚根长度、胚芽鞘长度、株高等。生理抗旱指标以干旱胁迫下品种的生理生化反应变化为依据来评价作物品种的抗旱性，据不完全统计，生理抗旱指标有呼吸速率、质膜透性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、硝酸还原酶活性、ATP酶活性、蛋白水解酶活性、VC含量、K+含量等。由于研究发现，依靠单一的生理指标不能准确评价作物抗旱性，近年来研究向多个指标综合评定的抗旱性隶属函数法、聚类分析和灰色关联度分析等数量分析方法以及抗旱基因的筛选和QTL(quantitative trait locus)定位等更深层次等方面发展。
[0005]然而，在现行的抗旱性 评价方法中，生物抗旱指标测定繁杂，工作量大和周期长，需要在宏观性状出现以后才能评价，不能进行早期诊断；生理抗旱指标大多是通过试管实验的破坏性测量获取的，不能做到无损检测；多指标的数量分析方法依据的是试管实验的片面结果，而且需要测量的指标多而繁，工作量大；分子生物学技术需要破坏生物组织，而且离不开繁琐的样品制备程序和复杂的检测程序，测量成本很高。
[0006]更为重要的是，作物抗旱性是作物细胞在干旱胁迫下自我调节能力的体现，它是通过细胞内各组分的相互协作来实现的，而现今有关研究中的基础数据大多来源于破坏性的试管实验，这些实验的特点是需要离体操作，即要将细胞破碎、纯化和富集，不能进行活细胞的实时定位测量，造成了细胞内各组分、各层次之间相互作用信息的丢失，其测定结果无法反映生物代谢或者生命的真实运转状态。因此，尽管应用生物学方法研究作物抗旱性取得了许多进展，但是其研究结果不能准确反映干旱胁迫下细胞自我协调的能力和作物抗旱性，需要发展基于活体细胞生命信息的、能够反映干旱胁迫下细胞整体代谢变化、并能实现无损和快速测量的作物抗旱性评价新方法。
[0007]生物光子学的研究表明，在黑暗中的作物种子有微弱的发光现象，这种发光是种子在细胞生命活动中产生的，称自发发光。研究发现，萌发种子的自发发光与发生在萌发种子中的细胞呼吸代谢和DNA合成密切相关，是一种反映种子细胞生理代谢的生命信息。由于干旱抑制了萌发种子的生理代谢，必然造成自发发光的减少，那么，根据干旱胁迫下萌发玉米自发发光的变化程度就可以判断玉米种子萌发期抗旱性的强弱。由于这种评判方法是通过测量种子发光来实现的，能够反映出干旱胁迫下细胞整体代谢的变化情况、因而具有判断准确的优点；又由于种子发光的测量不需要破坏种子，测量迅速，具有无损和快速的特点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，解决现有检测方法周期长、费时费力、破坏性测量和评价不准的问题。本发明经过试验，确定了评价玉米种子萌发期抗旱性的条件、测量方法和评价指标，按照本发明提出的方法得到的抗旱性数据能够无损、快速、准确地反映玉米种子萌发期抗旱性的强弱。
[0009]本发明所采用的技术方案是，一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，具体按照以下步骤实施:
[0010]步骤1:在待评价的玉米种子中选择饱满程度和大小一致的种子，清洗、消毒；
[0011]步骤2:将步骤I得到的处理后的玉米种子均匀放置在铺有两层滤纸的培养皿中，加入PEG-6000溶液进行水分胁迫；
[0012]步骤3:将步骤2得到的玉米种子放入培养箱中，25°C条件下恒温避光培养，每隔24h更换PEG-6000溶液；
[0013]步骤4:在水分胁迫开始测量玉米种子的自发发光，记为4，此后，每隔24小时测量玉米种子自发发光，记为Ia;
[0014]步骤5:按照下式计算玉米种子在水分胁迫下的萌发过程中每隔24小时的自发发光相对变化率:
[0015]
【权利要求】
1.一种基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施: 步骤1:在待评价的玉米种子中选择饱满程度和大小一致的种子，清洗、消毒； 步骤2:将步骤I得到的处理后的玉米种子均匀放置在铺有两层滤纸的培养皿中，加入PEG-6000溶液进行水分胁迫； 步骤3:将步骤2得到的玉米种子放入培养箱中，25°C条件下恒温避光培养，每隔24h更换PEG-6000溶液； 步骤4:在水分胁迫开始测量玉米种子的自发发光，记为，此后，每隔24小时测量玉米种子自发发光，记为Ia; 步骤5:按照下式计算玉米种子在水分胁迫下的萌发过程中每隔24小时的自发发光相对变化率:
2.根据权利要求1所述的基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，其特征在于，所述的步骤2中的PEG-6000溶液渗透势为-0.3Mpa，PEG-6000溶液的用量不淹没种子。
3.根据权利要求1所述的基于自发发光的玉米种子萌发期抗旱性评价方法，其特征在于，所述的步骤4中的玉米种子自发发光的测量在暗室中进行，或将种子从光下放入暗室中10分钟后测量。
【文档编号】A01C1/00GK103477749SQ201310405064
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】习岗, 刘锴, 高宇, 樊琳琳, 梁成, 赵燕燕 申请人:西安理工大学