本发明属于植物栽培育种技术领域，具体涉及一种基于高压静电场的彩叶林木种子诱变方法。
背景技术：
人类和生物赖以生存的地球表面存在着一个天然电场，这个天然电场是由电势高达360kv的电离层和电势为零的地球产生的。地球表面附近电场强度约为130v/m，同时，每一秒钟约有1800c的正电荷在大气中通过各种渠道流入地下，而突出于地面的各种植物正是这1800c大气电流的重要通道。生活于地球表面的各种生物已经习惯于这个丰富而又复杂的电场物理环境，科学研究表明，大气电场和大气电流对植物的生长如同阳光、空气、水一样十分重要。植物生长于大气电场强的地方，其光合作用就进行得快，如果场强为零，植物会停止吸收co2。曾有人试验用接地的金属网将生长期的植物罩起来，将自然静电场屏蔽，结果导致植物的光合作用受滞，新陈代谢作用显著降低，生长变慢，抗病抗逆能力下降。如果在植物生长环境中人工设置一个与自然电场同方向或者反方向，而电场强度为自然电场的数倍、数十倍、甚至数百倍、数千倍的人工静电场，必然会促使植物生长出现某种程度的“人工变异”。
遗传和变异是生物界普遍存在的一对对立统一的自然规律，而变异也是生物进化的根源。变异可分自发突变和人工诱变两种，自发突变是生物体在没有人工参与的情况下以一定频率(通常用突变率表示，约10-9～10-6)自然发生的基因突变，这种在无人工干预条件下自然发生的基因突变是极低的。而人类在认识自然、改造自然的过程中，开发出很多人工诱变技术，极大地提高了突变率。
诱变育种是在人为的条件下，利用物理(主要是利用电磁波类的各种辐射)、化学(主要是利用各种化合物)等因素，诱发生物体产生突变，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株/个体，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。诱变育种分为物理诱变、化学诱变及生物诱变等。在物理诱变育种中，应用较多的是辐射诱变，即用各种射线、中子和其他粒子、紫外辐射以及微波辐射等物理因素诱发变异。其原理是：当通过辐射将能量传递到生物体内时，生物体内各种分子便产生电离和激发，接着产生许多化学性质十分活跃的自由原子或自由基团，它们相互反应，并与其周围物质特别是大分子核酸和蛋白质反应，引起分子结构的改变。
由此影响到细胞内的一些生化过程，如dna合成的中止、各种酶活性的改变等，使各部分结构进一步深刻变化，其中尤其重要的是染色体损伤。染色体断裂和重接而产生的染色体结构和数目的变异即为染色体突变，而dna分子结构中碱基的变化则造成了基因突变。那些带有染色体突变或基因突变的细胞，经过细胞世代将变异了的遗传物质传至性细胞或无性繁殖器官，即可产生生物体的遗传变异。
由于不同科、属、种及不同品种植物的辐射敏感性不同，其对诱变因素反应的强弱和快慢也各异。如十字花科白菜的敏感性小于禾本科的水稻、大麦，而水稻、大麦的敏感性又小于豆科的大豆。另外，辐射敏感性的大小还同植物的倍数性、发育阶段、生理状态和不同的器官组织等有关。如二倍体植物大于多倍体植物，大粒种子大于小粒种子，幼龄植株大于老龄植株，萌动种子大于休眠种子，性细胞大于体细胞等。
苏格兰阿伯丁大学的minzhao和美国、日本以及奥地利的合作者们，在《自然》杂志上报道过两种基因，pi(3)kgamma和pten，能控制一种趋电性过程，揭示出基因在电场作用下的某种变化现象。danielaichim等发现，在植物的个体发育初期，静电应力能使染色体基因产生变异。
国内外对高压静电场的研究始于上世纪70年代，近年来高压静电技术已经普遍应用于农作物种子处理，取得了提高产量、增强作物抗严寒、抗病虫害等性能的良好效果。研究的主要关注范围是集中在寻求高压静电场效应作用的促进作用上，而非抑制乃至致死作用的诱变作用上。而育种工作者关心的则是其诱变作用，寻求提高变异率的诱变方法。
彩叶林木是我国生态文明建设的重要树种，但因其生长周期长，利用常规杂交育种手段成本高、难度大，诱变育种是一条能够缩短育种周期的方法。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。
本发明是针对现有技术中我国彩叶林木生长周期长，利用常规杂交育种手段成本高、难度大的问题，提供一种基于高压静电场的彩叶林木种子诱变方法。本发明方法简单、易操作、可缩短育种周期，所得的彩叶林木种子可获得0.5～1％的叶色表现型诱变变异率。
静电场对植物种子的影响与电场强度有关系，随着电场强度大小的变化可能表现为隐性作用、促进作用、抑制作用乃至致死作用，这种现象称之为临界效应，从隐性作用到促进作用，有一个临界场强，称为阈值。从促进作用到抑制作用，有另一个临界场强，是第二个阈值；两个阈值之间的范围是一般研究应用所寻求的静电场正效应作用区域。以已确定了适宜剂量的高压电场来处理生物体，对其具有一定的促进生长作用，而低于一定剂量(也就是低于下阈值)则没有效果，而达到或超过一定剂量又反而对生物体造成伤害(也就是超过了上阈值)。所谓作用剂量是与电场强度和作用时间相关的，其公式为：作用剂量＝电场强度×作用时间。
进而，本发明提供一种基于高压静电场的彩叶林木种子诱变方法，包括如下步骤：
s1：选种：挑选成熟度好、颗粒饱满的优质彩叶林木种子；
s2：高压静电场处理：强度为600kv/m，时间为种子的耐受上阈值；
其中，实验上阈值的取得方法为在相同电场场强下，通过变化作用时间来改变作用剂量，根据处理剂量和对应处理材料植株表现型的关系来确定；
s3：浸种催芽：将处理后的彩叶林木种子用水冲洗一遍，在室温下浸水催芽24小时；
s4：统计发芽率并播种：统计膨胀发芽的种子，计算发芽率并将发芽的种子播种于育苗盘中；
s5：彩叶林木种子栽培记录管理：将育苗盘放置在阳光温室，温度控制在20～30℃，对发芽出苗的彩叶林木植株进行观察并与对照组进行对比，判断变异株并计算变异率；
s6：移植栽培：待彩叶林木种子出苗长度到达10厘米，将彩叶林木幼苗移植到大花盆栽培。
进一步地说，所述步骤s2中高压静电场是由金属板组成正负两极进而产生的均匀正电场。
再进一步地，说所述步骤s2中高压静电场处理方法具体为：对筛选好的优质彩叶林木种子进行实验评估，获得彩叶林木种子辐射剂量的耐受上阈值，然后将筛选好的优质彩叶林木种子放置于发芽器皿中，再平放在所述金属极板上，集中在种子耐受上阈值附近进行电场处理。
更进一步地说，所述步骤s2中发芽器皿为平底圆形聚乙烯发芽皿。
进一步地说，所述步骤s5中的对照组为同数量的彩叶林木种子执行除步骤s2外全部步骤而得到的彩叶林木幼苗。
与现有公开的技术方案相比，本发明具有的优势为：
(1)本发明的方法相比现有技术而言简单易行，可有效缩短育种周期。
(2)本发明的方法是基于高压静电场得以实现，高压静电电源结构简单、成本低廉，可大大降低育种成本。
(3)通过本发明的方法，能够获得0.5～1％的叶色表现型诱变变异率。
具体实施方式
下文将结合具体实施例详细描述本发明方法的具体实施方式及效果。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
以下实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
传统的彩叶林木育种主要是通过有性杂交等方法进行的。由于彩叶林木具有多年生及生长缓慢等特性，从种子发芽到开花结果一般都需要数年甚至十年之久，这就使得有性杂交及杂交后代的选育工作具有时间长见效慢的特点。诱变育种则可以通过材料诱变加无性繁殖的技术手段加快育种效率，缩短育种周期。本发明是为诱变育种服务的，主要体现在利用人工物理手段扩大诱变源上。根据育种材料的特性找到其容易发生突变的环境条件，即寻找种子辐射剂量的耐受上阈值并在此范围内进行处理。其高效和便捷性也凸显于此。比较传统的放射性育种(处理设备的昂贵、低效及放射性安全性)也同样具有可比优势。具体如下：
实施例1以蓝杉育种为例
s1：选种：挑选成熟度好、颗粒饱满的优质蓝杉种子。
s2：高压静电场处理：强度为600kv/m，时间为24h。
1)实验判定上阈值：在相同电场场强600kv/m的条件下，设置如下10个时间段来进行电场处理：0.1、0.5、1、2、4、8、12、24、48、96小时。每个时间段选100粒种子放置发芽器皿中，然后置入高压静电场处理器内处理。处理完后，按照下述s3～s5步骤进行浸种、播种、观察记录。
实验结果：在24小时前的7个段次，蓝杉种子对电场的反应不明显，发芽率变化不大；在24小时段次，发芽率受到一定抑制；在48小时以后段次，表现出明显的发芽抑制。
由此判定其上阈值为24小时附近。
2)在上阈值附近的诱变处理：选200粒种子放置发芽器皿中，置入高压静电场处理器内处理24小时。
s3：浸种催芽：将处理后的种子用水冲洗一遍，然后在室温下浸水催芽24小时。
s4：统计发芽率并播种：统计膨胀发芽种子，计算发芽率并将发芽种子播种于育苗盘中。
s5：栽培记录管理：将育苗盘放置在阳光温室，温度控制在20～30℃；对发芽出苗的植株，观察其表现型，与对照组进行对比，判定变异株，计算变异率。实验结果：24小时的处理共获得2株绿黄色叶变异株，以此计算出叶色表现型的变异率为1％(即：2/200)；其中，对照组为未做电场处理的种子，具体为：选1000颗种子，除了电场处理s2外，其它步骤相同。
s6：移植栽培：待蓝杉种子出苗长度到达10厘米，将彩叶林木幼苗移植到大花盆栽培。
实施例2以金枝槐育种为例
s1、选种：挑选成熟度好、颗粒饱满的优质金枝槐种子。
s2、高压静电场处理：强度为600kv/m，时间为2h；
1)实验判定上阈值：在相同电场场强600kv/m的条件下，设置如下10个时间段来进行电场处理：0.1、0.5、1、2、4、8、12、24、48、96小时。每个时间段选100粒种子放置发芽器皿中，然后置入高压静电场处理器内处理。处理完后，按照下述s3～s5步骤进行浸种、播种、观察记录。
实验结果：在2小时前的3个段次，金枝槐种子对电场的反应不明显，发芽率变化不大；在2小时段次，发芽率受到一定抑制；在4小时以后段次，表现出比较明显的发芽抑制。
由此判定其上阈值为2小时附近。
2)在上阈值附近的诱变处理：选200粒种子放置发芽器皿中，置入高压静电场处理器内处理2小时。
s3、浸种催芽：将处理后的种子用水冲洗一遍，然后在室温下浸水催芽24小时。
s4、统计发芽率并播种：统计膨胀发芽种子，计算发芽率并将发芽种子播种于育苗盘中。
s5、栽培记录管理：将育苗盘放置在阳光温室，温度控制在20～30℃；对发芽出苗的植株观察其表现型，与对照组进行对比，判定变异株，计算变异率。实验结果：2小时的处理共获得一株花白色叶变异株，以此计算出叶色表现型的变异率为0.5％(即：1/200)；其中，对照组为未做电场处理的种子，具体为：选1000颗种子，除了电场处理s2外，其它步骤相同。
s6：移植栽培：待金枝槐种子出苗长度到达10厘米，将彩叶林木幼苗移植到大花盆栽培。
本文虽然已经给出了本发明的一些较优实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。