一种种子植物芽期耐盐性鉴定方法与流程

本发明属于植物生理领域，具体涉及一种种子植物芽期耐盐性鉴定方法。

背景技术：

土壤盐渍化是世界性的环境问题，自人类和农耕文明出现以前就一直存在，但人类的农事操作显著的加剧了这一进程。目前全球约20％的耕地、50％的灌溉地受到盐碱化影响，中国盐碱土地达9913万hm²，农林牧用地受盐碱化危害的土地面积有3630万hm²，其中耕地921万hm²。主要分布在黄淮海平原、黄土高原及西北内陆区，东北平原和沿海地带也有大面积的盐碱地。土壤中高浓度的盐分造成渗透胁迫，使得植株内离子平衡被打破，导致氧化损伤，对耕地上种植的农作物往往造成大幅减产，甚至绝收。为了适应盐渍化环境，植物体内部已进化出了一套复杂的遗传系统，使得植物体能够在一定程度的盐胁迫环境下生存并繁衍后代，以保证物种延续。

植物对土壤盐胁迫的反应及提高其耐盐能力的研究自有人类文明以来就不断被探索，但其被系统研究应从现代生物学创立算起。对植物耐盐性鉴定的指标在国际和国内研究也较多，这些鉴定方法分为直接鉴定和间接鉴定两类。目前鉴定方法多选择植物的芽期、苗期进行测定，测量指标为种子发芽率、发芽势、幼苗存活率或其它生理生化指标。在这些研究中选择的盐种类不同，有选择氯化钠的单盐胁迫，亦有选择人工海水(artificialseawater，asw)模拟多盐胁迫环境。即使选择单盐氯化钠胁迫处理，但选择的盐溶液浓度亦有多种结果，处理环境有水培和土培，选择人工海水模拟多盐胁迫的研究，盐种类及浓度不同研究差别也较大。这就造成鉴定结果之间无法进行比较，重复利用较难。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种种子植物芽期耐盐性鉴定方法，包括人工海水溶液的配置、种子的筛选、种子的杀菌处理、种子的渗透调节、种子的低温干燥方法、种子盐胁迫处理、统计发芽率并计算耐盐性指数，以期能够综合评估植物自然条件下耐盐性能。本发明采用的人工海水溶液配置方法相对于目前在植物耐压性鉴定中现有人工海水，盐成分更接近于自然海水，鉴定结果能在统一度量单位的情况下进行物种间和物种内不同品种的耐盐能力比较。

本发明提供了一种种子植物芽期耐盐性鉴定方法，包括以下步骤：配置人工海水溶液、种子的筛选、种子的杀菌处理、种子的渗透调节、种子盐胁迫处理，统计发芽率并计算耐盐性指数。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述人工海水溶液包括以下组分：

氯化钠(nacl)、硫酸钠(na2so4)、氯化钾(kcl)、碳酸氢钠(nahco3)、溴化钾(kbr)、硼酸(h3bo3)、氟化钠(naf)、六水氯化镁(mgcl2.6h2o)、二水氯化钙(cacl2.2h2o)、六水氯化锶(srcl2.6h2o)、纯水(h2o)。

更优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述人工海水的标准配方为：

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述种子的筛选方法为：选取颗粒饱满、大小均匀一致、成熟能够萌发的植物种子，除霉去杂。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述种子的杀菌处理方法为选取10％质量浓度的次氯酸钠(naclo)溶液，浸泡种子10分钟，然后纯水冲洗3～5次。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，种子渗透调节方法为选取100毫摩尔/升(mmol/l)的硝酸钾(kno3)溶液，浸泡种子2小时，然后纯水冲洗3～5次。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，种子的低温干燥方法为将湿润种子放置于温度设置为25摄氏度(℃)，打开通风功能的鼓风干燥箱中12小时，使种子脱水干燥。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述种子盐胁迫处理方法为选择不同容量的培养皿，将种子平铺在培养皿底部，加入不同浓度的人工海水盐溶液，将培养皿置于于人工气候室或光照培养箱中，温度保持在25摄氏度(℃)，光暗周期为12h/12h，空气湿度为75％左右，放置7～10天。更优选地，所述不同浓度的人工海水盐溶液的浓度为0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0倍asw。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述的统计发芽率的方法为将经过盐胁迫处理的种子取出，数取每个盐度下发芽种子的数目，发芽的标准为相比盐胁迫处理前种子状态，芽露出或成苗，所述统计发芽率为：

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述耐盐性指数ist为：

保留2位小数，则ist的值域为[0.00,1.00]。

优选地，本发明的种子植物芽期耐盐性鉴定方法中，所述种子植物包括但不限于小麦、油菜。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的部分品种耐盐性鉴定结果图(部分物(品)种耐盐性鉴定结果)；

图2为本发明的一个实施例中的各材料在不同盐度胁迫下整体发芽情况图(油菜品种秦油2号在不同浓度人工海水溶液下发芽情况)；

图3为本发明的一个实施例中的各材料在不同盐度下芽生长情况图(小麦品种西农668在不同浓度人工海水溶液下发芽情况)。

具体实施方式

本发明一个实施例中所述种子植物芽期耐盐性鉴定的技术方案包括：人工海水溶液的配置，种子的前期处理，种子盐胁迫处理，统计发芽率并计算耐盐性指数。

人工海水的配置：所述的人工海水包含氯化钠(nacl)、硫酸钠(na2so4)、氯化钾(kcl)、碳酸氢钠(nahco3)、溴化钾(kbr)、硼酸(h3bo3)、氟化钠(naf)、六水氯化镁(mgcl2.6h2o)、二水氯化钙(cacl2.2h2o)、六水氯化锶(srcl2.6h2o)、纯水(h2o)等。其中浓度为1.0人工海水(1.0asw)中各成分的配置比例见附表1。

表1人工海水盐度组成成分及比例(浓度为1人工海水盐度，记为1aws)

注：其它各浓度人工海水溶液，按体积成比例稀释

按照配置方法将人工海水溶液中各盐成分按比例减少，配成浓度为0.0(纯水)、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0倍人工海水浓度的盐溶液，共11个浓度梯度。

种子的前期处理：选取颗粒饱满、大小均匀一致的植物成熟能够萌发种子，除霉去杂，粒数550粒以上，建议1300粒。

种子的杀菌处理，选取10％的次氯酸钠(naocl)溶液，浸泡种子10分钟(min)，然后纯水冲洗3～5次；

种子的渗透调节：因收获种子时，种子长在不同植株、不同部位上，其成熟度不能完全一致，为了保证种子初始渗透势一致，选择用100毫摩尔/升(mmol/l)的硝酸钾(kno3)溶液浸种2小时(h)，然后清水冲洗3-5次，用吸水纸吸干种子表面水分，要求保证种子处于露白前状态。

种子的低温干燥：渗透调节后的种子处于湿润状态，不利于长期储放，同时在本发明中渗透调节后的种子如不能及时用盐胁迫处理，种子将发芽不能使用，因此需将种子再次脱水处理。处理方法为将种子放置于温度设置为25摄氏度(℃)，打开通风功能的鼓风干燥箱中12小时，使种子脱水干燥。

盐胁迫处理：选择适当规格大小的培养皿，底部铺有2层滤纸。培养皿的规格大小依据种子颗粒数目及颗粒大小选择，要求种子能够均匀平铺在培养皿底部。

数取数目n(n不小于50，建议n取100)经杀菌、渗透调节处理后的种子，置于1个培养皿中，需数取11个培养皿的种子。

在11个培养皿中分别加入浓度为0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0倍人工海水浓度的盐溶液20ml。

将培养皿置于于人工气候室或光照培养箱中，温度保持在25摄氏度(℃)，光暗周期为12h/12h，空气湿度为75％左右。

放置10～15天，注意每天检查培养皿中盐溶液，保证滤纸湿润。

统计发芽率和计算耐盐指数

统计发芽率，将经过盐胁迫处理的种子取出，数取每个盐度下发芽种子的数目，发芽的标准为相比盐胁迫处理前种子状态，芽露出或成苗。则各个盐度梯度下发芽种子的数目记为：a0.0、a0.1、a0.2、a0.3、a0.4、a0.5、a0.6、a0.7、a0.8、a0.9、a1.0；

选取种子发芽率计算公式为

发芽率(r)用小数表示，保留两位小数。

以此计算出每个盐度下，种子的发芽率：r0.0、r0.1、r0.2、r0.3、r0.4、r0.5、r0.6、r0.7、r0.8、r0.9、r1.0；

设种子发芽率r为依变量，盐度x为自变量，在处于相同环境的同一个物种品种的种子发芽率r和盐度x的密度分布为(参数θ为该品种的耐盐能力)：

r＝f(x，θ)

则发芽率在盐度0.0asw-1asw分布为

由此知f(x，θ)(x∈(0.0，1.0))为一个受参数θ决定的数值，参数θ∝f(x，θ)(x∈(0.0，1.0))。如将发芽率在盐度0.0asw-1asw分布记为ist(称为耐盐指数)，则ist可作为鉴定耐盐性能的一个指标，同时有分布函数的性质可知，在知道0.0～1.0盐度梯度下各盐度下的发芽率，则ist可近似估计为：

保留2位小数，则ist的值域为[0.00,1.00]。

实验重复三次，验证试验的重复性和估算试验间的试验误差。

以下通过具体实施例进一步对本发明的技术方案进行说明，应理解以下仅为本发明的示例性说明，并不用于限制本发明权利要求的保护范围。

实施例1油菜品种耐盐性鉴定

s1根据附表1，配置各浓度人工海水溶液；

s2选取1个油菜材料(秦油2号)，种子数目约1800粒。按照下列流程处理：10％的次氯酸钠溶液处理10分钟－>纯水冲洗5次－>100mmol/l的硝酸钾溶液浸种2小时－>纯水冲洗5次－>鼓风干燥箱脱水干燥。

s3选取100*100mm的方形培养皿11个，每个培养皿放置经s2步骤处理后种子(秦油2号)数目50粒，按照添加的人工海水浓度编为0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，每个培养皿添加溶液20ml。

s4再重复步骤s3两次。

s5将培养皿置于人工气候室(温度保持在25摄氏度，光暗周期为12小时/12小时，空气湿度为75％左右)

s615天后统计种子的发芽情况，结果见表2。

s7计算油菜品种秦油2号的三次耐盐指数鉴定结果为：0.39、0.41、0.40；

实施例2小麦品种(系)耐盐性鉴定

方法同实施例1，选择3个小麦品种(系)材料(西农668、鲁研9088，绵15z24)，结果见表2：

表2.部分物(品)种耐盐性鉴定结果

图1为部分物(品)种耐盐性鉴定结果，表明随着人工海水溶液浓度的增加，实例植物种子的发芽率呈现总体下将的趋势，但物(品)种间发芽率随人工海水溶液浓度变化具有明显差异。同时该图表明选择单一浓度的盐溶液进行植物种子耐盐性鉴定，会因选择盐溶液浓度的不同，得出相反的结果。如选择0.5人工海水浓度的溶液，油菜品种秦油2号的发芽率相对各小麦品种(系)都较高，表明在该浓度下油菜品种秦油2号对盐胁迫的适应性优于实例所选小麦品种(系)，但在0.7人工海水浓度下，油菜品种秦油2号发芽率则小于实例所选小麦品种(系)的发芽率，从而得出相反结论。

图2为油菜品种秦油2号在不同浓度人工海水溶液下的发芽情况，在人工海水浓度大于0.8后，种子无发芽，而在人工海水浓度小于0.5的情况下，油菜种子的发芽率超过0.90。

图3为小麦品种西农668在不同浓度人工海水溶液下的发芽情况，相比油菜品种秦油2号，小麦品种在各浓度人工海水溶液下均有种子萌发，但芽苗生长状况不同，总体变现随人工海水浓度增加，发芽率降低，且芽苗生长受抑制的趋势。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。