一种提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法与流程

本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法。

背景技术：

土壤盐渍化是目前危害农业生产的最主要的非生物逆境之一，已成为制约我国农业发展的一个重要环境因素。据统计，我国约有0.2亿hm²的盐碱土地，约占耕地面积的20％，并且随着工业污染加剧、灌概地和保护地面积的扩大以及化肥使用不当等原因，导致土壤次生盐渍化日益严重。

研究表明，盐胁迫对种子发芽的影响有以下几个方面：抑制种子萌发，但不使种子丧失活力；延迟但不抑制种子萌发；使种子永久失去活力。盐分对非盐生植物的最普遍、最显著的影响就是生长抑制，盐渍化土壤中高浓度的盐分对植物都有一定的影响，主要表现在渗透胁迫、离子毒害和离子吸收的不平衡方面，通常会降低种子发芽率、延缓幼苗生长、抑制光合作用、进而降低作物产量。现有研究结果也表明，盐胁迫显著抑制了种子芽和根的生长。筛选并种植耐盐品种是减轻土壤盐渍化危害的有效方法之一。

玉米是我国第一大作物，是对土壤盐渍化呈中度敏感的作物，研究其耐盐机理、开发利用耐盐种质、培育耐盐品种对我国农业生产意义重大。国内外学者已对水稻、小麦、谷子、高粱等作物不同生育时期的耐盐性表现、耐盐生理生化、盐胁迫对其农艺性状及子粒品质的影响等方面进行了大量的研究，但有关玉米耐盐性的研究相对较少，而且也多集中在生理生化机理方面，对玉米种质耐盐性的相关研究报道较少。对于如何有效提高玉米种质资源种子的耐盐碱性能的研究则更呈现真空状态。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法，包括如下步骤：

(1)取成熟玉米种子烘干，并进行消毒处理，备用；

(2)取消毒后的玉米种子置于麦芽糖醇溶液中浸渍处理；

(3)将处理后的玉米种子干燥，常规保存，即可。

所述步骤(2)中，所述麦芽糖醇溶液的质量浓度为1.2-3wt％。

优选的，所述麦芽糖醇溶液的质量浓度为2wt％。

所述步骤(2)中，所述麦芽糖醇溶液中还包括质量浓度为0.1-0.5wt％的果胶酶。

优选的，所述果胶酶的质量浓度为0.3wt％。

所述步骤(2)中，所述玉米种子与所述麦芽糖醇溶液的料液比为1：5-10。

所述步骤(1)中，所述消毒步骤为以质量浓度0.5wt％的次氯酸钠溶液浸泡处理10-15min，并进行水洗处理。

所述步骤(1)中，所述烘干步骤为30-35℃烘干处理10-12h。

所述步骤(1)中，所述烘干步骤之后还包括冷却至室温的步骤。

本发明还公开了由所述方法处理获得的具有耐盐碱性能的玉米种子。

本发明所述提高玉米种质资源种子的方法，利用麦芽糖醇溶液对玉米种质资源种子进行保护性处理，同时更优的辅以果胶酶制剂的作用，使得所述玉米种子的抗盐碱性能大幅提高，对于高浓度盐的抗性也较好，有助于提升盐碱状态下玉米种子的发芽率等性能。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为nacl溶液对不同种质资源的发芽率的影响；

图2为nacl溶液对不同种质资源的发芽势的影响；

图3为nacl溶液对不同种质资源的发芽指数的影响。

具体实施方式

实施例1

本实施例所述的提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法，包括如下步骤：

(1)按照《玉米种质资源描述规范和数据标准》，选取籽粒饱满无残缺的成熟玉米种子，于30-35℃烘干处理10，并自然冷却至室温；随后将冷却后的玉米种子置于质量浓度0.5wt％的次氯酸钠溶液中浸泡处理10-15min，然后用蒸馏水冲洗3次，再用滤纸吸干附着水，备用；

(2)取上述消毒后的玉米种子1kg，置于5l质量浓度为3wt％麦芽糖醇溶液中浸渍处理30min；

(3)将上述处理后的玉米种子进行常规通风干燥或30℃以下烘干干燥，并冷却至室温后，进行常规保存，即可。

实施例2

本实施例所述的提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法，包括如下步骤：

(1)按照《玉米种质资源描述规范和数据标准》，选取籽粒饱满无残缺的成熟玉米种子，于30-35℃烘干处理10，并自然冷却至室温；随后将冷却后的玉米种子置于质量浓度0.5wt％的次氯酸钠溶液中浸泡处理10-15min，然后用蒸馏水冲洗3次，再用滤纸吸干附着水，备用；

(2)取上述消毒后的玉米种子1kg，置于10l质量浓度为1.2wt％麦芽糖醇溶液中浸渍处理30min；

(3)将上述处理后的玉米种子进行常规通风干燥或30℃以下烘干干燥，并冷却至室温后，进行常规保存，即可。

实施例3

本实施例所述的提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法，包括如下步骤：

(1)按照《玉米种质资源描述规范和数据标准》，选取籽粒饱满无残缺的成熟玉米种子，于30-35℃烘干处理10，并自然冷却至室温；随后将冷却后的玉米种子置于质量浓度0.5wt％的次氯酸钠溶液中浸泡处理10-15min，然后用蒸馏水冲洗3次，再用滤纸吸干附着水，备用；

(2)取上述消毒后的玉米种子1kg，置于8l质量浓度为2wt％麦芽糖醇溶液中浸渍处理30min；

(3)将上述处理后的玉米种子进行常规通风干燥或30℃以下烘干干燥，并冷却至室温后，进行常规保存，即可。

实施例4

本实施例所述的提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法与实施例1相同，其区别仅在于，所述麦芽糖醇溶液中还含有果胶酶制剂，所述果胶酶的质量浓度为0.5wt％。

实施例5

本实施例所述的提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法与实施例2相同，其区别仅在于，所述麦芽糖醇溶液中还含有果胶酶制剂，所述果胶酶的质量浓度为0.1wt％。

实施例6

本实施例所述的提高玉米种质资源种子耐盐碱性能的方法与实施例3相同，其区别仅在于，所述麦芽糖醇溶液中还含有果胶酶制剂，所述果胶酶的质量浓度为0.3wt％。

实验例

实验例1、玉米种质资源种子的筛选

1、材料与方法

1.1供试材料

供试材料为山东省农科院玉米所常用种质资源(见下表1)。

表1供试玉米种质列表

1.2试验设计

种子处理：按照《玉米种质资源描述规范和数据标准》，每份玉米材料选取籽粒饱满无残缺的成熟种子150粒，30-35℃烘干10h，冷却至室温，用0.5％次氯酸钠溶液浸泡10min，然后用蒸馏水冲洗3次，再用滤纸吸干附着水。

nacl溶液：用蒸馏水配置nacl溶液，浓度设置为0(蒸馏水对照)、120、180、240、300mmol/l共5个梯度。提前配置好，装于大磨口瓶中待用，用前注意摇晃混匀。

试验步骤：取直径为12cm的的培养皿用蒸馏水洗净，放入两张直径11cm的滤纸，放入烘箱中高温消毒1h，冷却至室温备用。将不同浓度nacl溶液(对照为蒸馏水)20ml加至培养皿中，然后将处理好的试验种子均匀摆放在培养皿内，每皿50粒，每份种子重复3次，记录各品种和处理对应编号。将培养皿放在(25±2)℃下暗光发芽。每隔24h补充对应的nacl溶液10ml(对照为蒸馏水)，使各处理盐浓度保持不变。

1.3测定项目

测定指标：参照gb/t3543.4农作物种子检验规程，以根长2mm为发芽标准，培养第4d后，每天(上午9:00)记录、观察发芽情况，并记录每天的发芽种子数量，至第8d。第8d，每个处理随机取10粒发芽种子，用尺子测量胚芽基部到胚芽顶部的距离，计为胚芽长度，并称取胚芽重。

统计指标包括发芽率、发芽势和发芽指数，是评价种子发芽的常用指标，分别反映了种子的发芽多少、发芽速度、整齐度以及幼苗健壮的潜势：

发芽势(％)＝第4天发芽种子数量/检测种子总数*100；

发芽率(％)＝发芽种子数量/检测种子总数*100；

盐害指数＝对照发芽率-试验处理发芽率/对照发芽率*100。

发芽指数(gi)＝σ(gt/dt)，式中，gt为t日的发芽数，dt为相应的发芽日数。

2、实验结果

2.1不同浓度nacl胁迫对玉米种质发芽的影响

2.1.1不同浓度nacl胁迫对玉米种质发芽率的影响

利用上述不同浓度的nacl对各编号种质进行处理，按照前述指标计算其发芽率，结果见图1所示。

如图1所示，经过上述不同浓度的nacl处理后，各玉米种质的发芽率均受到不同程度的抑制，且随着nacl浓度的升高其抑制程度逐渐加剧，呈负相关关系，且不同玉米种质受抑制程度不同。其中，6号种质萌发受盐胁迫的影响较小，8号种质受影响最大。在0-120mmol/l的nacl浓度范围内，除8号种质外，其它种质的发芽率与对照无显著差异；当nacl浓度达到180mmol/l时，3、5、6号种质发芽率均维持在80％以上，2、8号种质下降幅度较大，分别比对照降低32％、35.35％；nacl浓度在240mmol/l时，6号种质发芽率还高达80％，1、3、5号种质均在65％以上，2、4、7号种质降至40-53.33％；nacl浓度升至300mmol/l时，各种质发芽率均受到显著抑制，种质1到8号分别比对照下降44.44％、52％、54.64％、50.59％、64.77％、26.96％、56.67％、73.24％，其中6号种质下降幅度最小，8号种质下降幅度最大。

2.1.2不同浓度nacl胁迫对玉米种质发芽势的影响

利用上述不同浓度的nacl对各编号种质进行处理，按照前述指标计算其发芽势，结果见图2所示。

由图2可知，不同浓度的nacl胁迫下，各玉米种质的发芽势均随nacl浓度的升高呈现降低的趋势。6号种质发芽势整体上显著高于其它种质。在0-120mmol/lnacl浓度范围内，8号种质发芽势下降幅度较大，高达40.30％，其它种质与对照无显著差异；当nacl浓度由180mmol/l升至240mmol/l时，各种质发芽势下降幅度为11.11％-76.92，其中，3号种质下降幅度最小，5号种质下降幅度最大；nacl浓度达到300mmol/l时，各种质发芽势显著降低，其中5号种质发芽势最低，仅为3.33％，种质1到8号分别比对照下降70.15％、81.94％、86.58％、66.39％、96.51％、56.42％、89.47％、77.61％。说明盐胁迫能显著推迟种子萌发的速度和整齐度，盐浓度越高，推迟效果越明显。

2.1.3不同浓度nacl胁迫对玉米种质发芽指数的影响

利用上述不同浓度的nacl对各编号种质进行处理，按照前述指标计算其发芽指数，结果见图3所示。

发芽指数能够反映种子在整个发芽期的综合活力。由图3可知，在盐胁迫下，随着nacl浓度的增加，各玉米种质发芽指数显著降低，且不同种质下降幅度不同，1、4、6号种质下降幅度较小，2、3、7号种质下降幅度较大，5、8号种质下降幅度最大，均达到80％以上。在0～120mmol/lnacl浓度处理中，各种质发芽指数下降幅度为7.34％～42.49％；在120～180mmol/lnacl浓度范围中，各种质发芽指数下降幅度较小，为5.26％～18.91％；当nacl达最高浓度时，各种质发芽指数均显著降低，其中6号种质最高，仅为11.59％，8号种质最低，为3.57％，各种质材料比对照下降范围高达54.79％-81.02％。说明盐浓度越高，种质综合活力越低。

2.2不同浓度nacl胁迫对玉米种质发芽期幼芽的影响

从下表2和表3可以看出，种子萌发后盐胁迫对胚芽长度和胚芽重表现不同程度的抑制作用，随着nacl浓度的增加，胚芽长度和胚芽重均呈下降趋势。各nacl浓度处理下的胚芽长度和胚芽重均与对照达到极显著差异。nacl浓度为120mmol/l时，各种质胚芽长度和胚芽重均显著低于对照，分别比对照低54.09％、45.31％、38.57％、46.46％、34.80％、51.56％、44.17％、63.70％和66.44％、55.33％、64.75％、59.85％、40.69％、64.71％、66.61％、67.15％，8号种质胚芽长度和胚芽重下降幅度均最大。nacl浓度由120mmol/l升至180mmol/l时，各种质胚芽长度和胚芽重下降幅度较小，为14.38％-42.77％和10.75％-37.05％。nacl浓度高达300mmol/l时，胚芽长度和胚芽重均受到极强抑制，均急剧下降，胚芽长度低至0.41-0.99cm，胚芽重低至0.01-0.04g，胚芽长度和胚芽重比对照降幅均达80％以上。

表2不同浓度nacl胁迫对玉米种质胚芽长度的影响

注：显著性测定为lsd法，字母相同者表示无显著差异，字母不同者表示达5％(小写字母)、1％(大写字母)显著水平。

表3不同浓度nacl胁迫对玉米种质胚芽重的影响

综上，nacl胁迫浓度与种子发芽率、发芽势、发芽指数等指标呈负相关关系，nacl胁迫对玉米种子发芽具有显著的抑制作用，所有nacl浓度下的发芽率、发芽势、发芽指数都显著低于对照，并且随nacl浓度的升高，对发芽率、发芽势、发芽指数的抑制增强。本试验在研究盐胁迫下不同玉米种质材料发芽率、发芽势及发芽指数变化的基础上结合盐胁迫对玉米发芽过程中胚芽长度、胚芽重的影响，初步判断6号种质材料耐盐性较强，以下实验以6号种质为处理对象进行效果验证。

二、本发明所述方案的技术效果验证

以6号种质为实验对象，分别利用实施例1-6的方法对种质进行处理，并按照实验例一中以300mmol/l浓度的nacl溶液进行盐胁迫处理，并以不进行步骤(3)的处理为对照例，同时检测发芽率、发芽势以及发芽指数等指标，各指标计算结果见下表4。

表4本发明所述方法处理下的种质耐盐碱性能效果

可见，经过本发明所述方法处理后的玉米种质资源种子，能够很好的提高玉米种子的耐盐碱性能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。