一种不同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法与流程

文档序号:18450353发布日期:2019-08-17 01:13阅读:469来源:国知局
本发明属于农业技术应用领域,具体涉及一种不同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法。
背景技术
:土壤盐碱化和次生盐碱化问题,已经成为世界灌溉农业可持续发展的资源制约因素。世界现有耕地中,约有3.4亿hm2的盐土和5.6亿hm2的苏打盐土,占耕地总面积的60%,我国的盐碱地约占耕地面积的20%。土壤盐碱化和次生盐碱化对农业生产造成的严重损失,是人类面临的生态危机之一。国内外学者对农作物耐盐碱性的研究,对增强植物耐盐性、提高农作物产量和改善盐碱地区生态环境起到了重要作用。在众多盐碱地利用的方式中,筛选耐盐新品种是改良和利用盐碱地最经济有效的方法之一。小麦是世界上最重要的粮食作物,其总面积、总产量及总贸易额均居粮食作物的第一位,有1/3以上人口以小麦为主要食粮。在同一条件下,小麦品种本身的高生长率与品种的耐盐能力呈正相关。盐胁迫条件下高生长率稀释了盐分,减轻盐害,当土壤盐分超过一定限度时,小麦生长受到抑制,这就是盐分胁迫对小麦造成的盐害,轻则生长发育受到影响,重则造成小麦死亡。因此,研究土壤盐分胁迫对小麦的影响是当今盐土农业发展的重要课题之一。目前鉴定作物耐盐性的方法有:专利“一种种子植物芽期耐盐性鉴定方法”,申请号:201710138050.x;专利“一种棉花种子耐盐性鉴定的方法”,申请号:201811460623.1;专利“一种小麦芽期耐盐性的鉴定方法”,申请号:201410006260.x;这些现有技术中存在测定指标单一,对于评价小麦的耐盐性有一定的片面性,且盐浓度梯度少,具有一定的局限性,不能反映出多水平盐胁迫条件下作物的综合萌发状况。技术实现要素:针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种从多水平、多因素着手,系统性强、操作简便、适应性广且综合性强、结果准确的同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法。为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种不同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法,步骤如下:(1)待测小麦相对发芽率和相对发芽势的测定按照每升蒸馏水分别加4.68g、9.36g、14.04gnacl配制成80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液,分别用0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理待测小麦种子,置于光照培养箱中21℃恒温,黑暗培养24小时后,置于室温条件下,三天后分别测定对照组和处理组的发芽率、七天后测得发芽势,并计算待测小麦品种在0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理下的相对发芽率和相对发芽势:发芽率(%)=(m1/m)×100%;发芽势(%)=(m2/m)×100%;式中:m1——全部正常萌发种子粒数;m2——发芽势天数内的正常萌发种子粒数;m——供试种子粒数;相对发芽率(%)=处理发芽率/对照发芽率×100%;相对发芽势(%)=处理发芽势/对照发芽势×100%;(2)待测小麦发芽期盐胁迫处理相对根长、相对第一片叶长、相对胚芽鞘长测定用0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理待测小麦种子,置于光照培养箱中21℃恒温,黑暗培养24小时后,置于室温条件下,七天后从各处理随机选取5株小麦苗,分别测量对照组和处理组的根长、第一片叶长及胚芽鞘长,并计算相对根长、相对第一片叶长、相对胚芽鞘长;(3)待测小麦发芽期盐胁迫处理相对芽干重、相对苗鲜重、相对根干重测定及转运率测定用0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理待测小麦种子,置于光照培养箱中21℃恒温,黑暗培养24小时后,置于室温条件下,七天后从各处理随机选取5株小麦苗,测量对照组和处理组的苗鲜重后,于37℃烘干后称量芽干重、根干重和种子剩余干重,并计算相对芽干重、相对苗鲜重、相对根干重及干物质转运率;干物质转运率=(根干重+芽干重)/(根干重+芽干重+种子剩余干重);(4)小麦发芽期耐盐性综合鉴定测量上述四个不同浓度下小麦种子的发芽率、发芽势、根长、第一片叶长、胚芽鞘长、芽干重、苗鲜重、根干重、干物质转运率,将其按照顺序编号为:x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9,计算其相对值和加权平均数,利用主成分分析法将x1~x9的加权平均数分别导入以下公式获得综合指标:y1,y2,y3:y1=-0.087x1-0.066x2+0.22x3+0.269x4+0.274x5+0.253x6-0.042x7+0.088x8+0.146x9;y2=0.384x1+0.405x2+0.139x3+0.014x4+0.025x5+0.002x6+0.259x7+0.193x8+0.089x9;y3=-0.323x1-0.267x2-0.097x3-0.123x4-0.238x5-0.055x6+0.504x7+0.409x8+0.501x9;将上述y1、y2和y3值,导入综合耐盐指数公式,计算待测小麦样品综合耐盐指数:综合耐盐指数y=0.36746y1+0.2502y2+0.11925y3;(5)小麦发芽期耐盐性分级标准级别耐盐性y值i高耐6.412-7.462ii中耐4.889-6.038iii低耐3.400-4.645iv敏感1.877-3.158将上述计算得出的综合耐盐指数y对应小麦发芽期耐盐性分级标准,得出待测小麦样品的耐盐性。本发明技术方案的优点:本发明不同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法系统性强、操作简便、适应性广且综合性强,整个系统的耐盐筛选都在可控条件下,使筛选结果更加可靠,可利用有限的室内空间进行大量材料的初步筛选,加快耐盐育种进程。耐盐隶属函数值法也是一种较好的耐盐性综合评价方法,而本发明方法较耐盐隶属函数值法对于小麦发芽期耐盐性的评价更为准确,结果更加可靠,本发明方法更加适用于小麦发芽期耐盐性的快速准确筛选。本发明方法采用各指标相对值,能够客观地反应小麦在盐胁迫下的损害程度,消除种间的生态发育差异,克服了传统鉴定方法中综合性差,鉴定效果不准确,不能进行耐盐预测等缺点,而且通过盐胁迫下小麦各萌发性状的相关系数分析发现,盐胁迫下第三天的相对根长与第一片叶长显著正相关,因此在田间鉴定不便于测定根系时,也可主要通过第一片叶长等性状因子的研究评价小麦的耐盐性。具体实施方式在本发明中所使用的术语,除非有另外说明,一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体实施例,并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。实施例一种不同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法,步骤如下:(1)待测小麦相对发芽率和相对发芽势的测定按照每升蒸馏水分别加4.68g、9.36g、14.04gnacl配制成80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液,分别用0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理待测小麦种子,置于光照培养箱中21℃恒温,黑暗培养24小时后,置于室温条件下,三天后分别测定对照组和处理组的发芽率、七天后测得发芽势,并计算待测小麦品种在0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理下的相对发芽率和相对发芽势:发芽率(%)=(m1/m)×100%;发芽势(%)=(m2/m)×100%;式中:m1——全部正常萌发种子粒数;m2——发芽势天数内的正常萌发种子粒数;m——供试种子粒数;相对发芽率(%)=处理发芽率/对照发芽率×100%;相对发芽势(%)=处理发芽势/对照发芽势×100%;(2)待测小麦发芽期盐胁迫处理相对根长、相对第一片叶长、相对胚芽鞘长测定用0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理待测小麦种子,置于光照培养箱中21℃恒温,黑暗培养24小时后,置于室温条件下,七天后从各处理随机选取5株小麦苗,分别测量对照组和处理组的根长、第一片叶长及胚芽鞘长,并计算相对根长、相对第一片叶长、相对胚芽鞘长;(3)待测小麦发芽期盐胁迫处理相对芽干重、相对苗鲜重、相对根干重测定及转运率测定用0mmol/l、80mmol/l、160mmol/l、240mmol/lnacl溶液处理待测小麦种子,置于光照培养箱中21℃恒温,黑暗培养24小时后,置于室温条件下,七天后从各处理随机选取5株小麦苗,测量对照组和处理组的苗鲜重后,于37℃烘干后称量芽干重、根干重和种子剩余干重,并计算相对芽干重、相对苗鲜重、相对根干重及干物质转运率;干物质转运率=(根干重+芽干重)/(根干重+芽干重+种子剩余干重);(4)小麦发芽期耐盐性综合鉴定测量上述四个不同浓度下小麦种子的发芽率、发芽势、根长、第一片叶长、胚芽鞘长、芽干重、苗鲜重、根干重、干物质转运率,将其按照顺序编号为:x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9,计算其相对值和加权平均数,利用主成分分析法将x1~x9的加权平均数分别导入以下公式获得综合指标:y1,y2,y3:y1=-0.087x1-0.066x2+0.22x3+0.269x4+0.274x5+0.253x6-0.042x7+0.088x8+0.146x9;y2=0.384x1+0.405x2+0.139x3+0.014x4+0.025x5+0.002x6+0.259x7+0.193x8+0.089x9;y3=-0.323x1-0.267x2-0.097x3-0.123x4-0.238x5-0.055x6+0.504x7+0.409x8+0.501x9;将上述y1、y2和y3值,导入综合耐盐指数公式,计算待测小麦样品综合耐盐指数:综合耐盐指数y=0.36746y1+0.2502y2+0.11925y3;(5)小麦发芽期耐盐性分级标准级别耐盐性y值i高耐6.412-7.462ii中耐4.889-6.038iii低耐3.400-4.645iv敏感1.877-3.158将上述计算得出的综合耐盐指数y对应小麦发芽期耐盐性分级标准,得出待测小麦样品的耐盐性。对比例隶属函数法对不同小麦品种发芽期耐盐性的鉴定方法,步骤如下:采用实施例中的方法获得四个不同浓度下小麦种子的相对发芽率、相对发芽势、相对根长、相对第一片叶长、相对胚芽鞘长、相对芽干重、相对苗鲜重、相对根干重、相对干物质转运率;并计算上述9个指标的隶属函数值:u(xj)=[xij-xjmin]/[xjmax-xjmin],j=1、2、3……式中:u(xj))为第j个指标的隶属函数值,xij为第i个材料第j个指标的耐盐系数;xjmax和xjmin分别为各参试材料中第j个指标抗旱系数的最大值和最小值;将上述方法获得的不同小麦品种的各个耐盐指标的隶属值进行累加,求取平均数,即得出综合耐盐系数;综合耐盐系数对应小麦发芽期耐盐性分级标准,得出待测小麦样品的耐盐性。各个小麦品种的综合耐盐系数越大,耐盐性就越强。隶属函数法分级标准级别耐盐性综合耐盐系数i高耐≥0.7ii耐盐≥0.6iii中耐≥0.4iv低耐≥0.3v敏感<0.3结果与分析表1供试小麦品种表2盐胁迫条件下小麦各萌发性状的相对值表3小麦对盐胁迫响应的方差分析表4盐胁迫下小麦各萌发性状的相关系数**在0.01级别(双尾),相关性显著。*在0.05级别(双尾),相关性显著。表5盐胁迫下小麦各萌发性状的显著性分析及相对值表6加权后盐胁迫条件下小麦各萌发性状的相对值表73个主成分特征值及累计贡献率表8各因子载荷矩阵表9各成分向量矩阵表10各小麦品种主成份y值及耐盐性排序表1140份小麦种质资源的发芽期耐盐性鉴定结果耐盐类别品种编号ⅰ1,2,20,24ⅱ4,5,6,9,13,14,15,16,18,19,21,30,39,40ⅲ3,8,10,11,12,17,22,23,25,26,27,32,33,35,36,38ⅳ7,28,29,31,34,37如表10、表11所示,本实施例方法对40份参试材料进行了发芽期耐盐性鉴定,发现所参试小麦种质y值差异明显,适合用于小麦发芽期耐盐性的综合评价,在参试的40份小麦品种中共鉴定出4份ⅰ级高耐小麦种质,14份ⅱ级中耐小麦种质,16份ⅲ级低耐小麦种质,6份ⅳ敏感小麦种质,分别占参试小麦种质的10%、35%、40%、15%。这与参试材料多为抗旱耐盐品种相一致,进一步说明了该技术可用于鉴定小麦种质资源发芽期耐盐性。隶属函数法表12盐胁迫条件下小麦各萌发性状的隶属函数值表13各小麦品种综合耐盐系数及耐盐性排序表1440份小麦种质资源的发芽期耐盐性鉴定结果如表13、表14所示,采用隶属函数法对40份参试材料进行了发芽期耐盐性鉴定,发现所参试小麦种质综合耐盐系数值差异明显,适合用于小麦发芽期耐盐性的综合评价,在参试的40份小麦品种中共鉴定出1份ⅰ级高耐小麦种质,3份ⅱ级耐盐小麦种质,20份ⅲ级中耐小麦种质,8份ⅳ低耐小麦种质,8份敏感小麦种质,分别占参试小麦种质的2.5%、7.5%、50%、20%、20%。隶属函数法与本发明方法相比,本发明方法对于小麦发芽期耐盐性的评价更为准确,例如青麦6号、小偃60以及山融3号是已知的耐盐性较好的小麦品种,利用本发明方法鉴定它们都属于i级高耐小麦种质,而采用隶属函数法则将青麦6号与小偃60归为iii级中耐小麦种质。以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。当前第1页12
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