一种水稻耐储藏特性的快速评价方法与流程

本发明涉及水稻种质研究技术领域，更具体的说是涉及一种水稻耐储藏特性的快速评价方法。

背景技术：

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球超过一半的人口赖以为生。水稻种子的耐储藏性能不但影响其萌发出来的植株的活力，而且与其后代的生产和管理密切相关。水稻种子储藏过程中由于受高温高湿气候影响，种子老化变质的速度加快，从而使得发芽率下降，导致经济损失。目前，主要通过建造大量的低温库和气调库来控制储藏环境的温度和湿度，以延长储藏时间，然而，其成本较高。因此，培育耐储藏水稻新品种，对于解决粮食安全问题，以及提供发芽率高的优质种子等均具有重大的战略意义和现实意义。而筛选培育水稻新品种的过程中，为了对其耐储藏性进行研究，则需建立一种快速评价方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种水稻耐储藏特性的快速评价方法，通过水稻lox3基因的表达水平判断水稻种质资源的耐储性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水稻耐储藏特性的快速评价方法，根据水稻lox3基因的表达水平判断水稻种质资源的耐储性，lox3基因表达量越低，耐储性越好。

优选地，在温度42℃，相对湿度88％对水稻种子进行人工老化20-30天，然后通过水稻种胚lox3基因表达水平判断耐储性。

优选地，人工老化后种胚lox3基因表达量越低，lox3活性越低，水稻种胚脂氢过氧化物含量越低，种胚亚油酸含量越高，耐储性越好。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种水稻耐储藏特性的快速评价方法，根据水稻lox3基因的表达水平判断水稻种质资源的耐储性，lox3基因表达量越低，水稻种子发芽率越高，耐储性越好。快速评价水稻的耐储性，对于缩短优质水稻的培育周期具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为实施例1人工老化不同时间后的水稻种子发芽率对比。

图2附图为实施例1自然老化不同时间后的水稻种子发芽率对比。

图3附图为实施例2lox3活性检测结果。

图4附图为实施例2水稻种胚脂氢过氧化物的含量检测结果。

图5附图为实施例2水稻种胚亚油酸含量检测结果。

图6附图为实施例2人工老化0-30天后种子的发芽率变化情况。

图7附图为实施例2自然老化6个月、12个月和18个月后种子的发芽率变化情况。

图8附图为实施例2人工老化处理24天后种胚lox3表达水平qrt-pcr检测。

图9附图为实施例3不同水稻品种中脂肪氧化酶含量荧光定量检测结果；图中左侧柱形为lox2含量，右侧柱形为lox3含量。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

选取籼稻品种“航1号”、“航2号”、“福恢653”和“云恢290”4份不同材料的种子(储存于本实验室)，按照每种材料50粒种子，3次重复，置于42℃、相对湿度88％的人工气候箱中。每种材料分成三个处理，依次为0d，20d和30d人工老化。另外取上述四种相应材料于室温开放条件下(测得实际温度为28±2℃，相对湿度为72±3％)依次保存0个月，6个月，12个月和18个月进行自然老化，每种材料取50粒种子，3次重复。

将人工老化和自然老化处理完毕的水稻种子均匀平铺于裁好的正方形滤纸上，卷起来后用橡皮筋捆好，同一品种同一处理的三个重复为一捆，于多功能环境监测培养箱中进行发芽试验。设定培养箱的温度为28℃，相对湿度为100％，同时模拟日光照射周期：16h光照，8h黑暗。2周后统计发芽种子数。

在人工老化前，“航1号”、“航2号”、“福恢653”和“云恢290”4份材料的发芽率平均值均在87.7％以上，随着老化时间的延长，4个品种发芽率随之下降(表1，图1)。从结果可以看出，当人工老化时间为20d时，4个品种的发芽率略有变化；而当老化时间延长到30d时，它们的发芽率都急剧下降。

表1人工老化不同时间段种子的发芽率

在自然老化前，4个品种的发芽率都在85.0％以上，相差不显著。随着储藏时间的延长，4个品种发芽率基本呈下降趋势(表2，图2)。自然储藏6个月后，“航1号”、“航2号”和“福恢653”的发芽率均发生较为明显的变化，降幅依次为39.2％，41.2％和42.9％，而“云恢290”的降幅较小，只有29.6％，但是4个品种发芽率之间相差不显著。当储藏时间延长到12个月时，“航1号”、“航2号”、“福恢653”和“云恢290”相比，发芽率差异显著(p＝0.00，0.00，0.00<0.05)；“航1号”、“航2号”和“福恢653”相比，发芽率差异显著(p＝0.04，0.04<0.05)；而“航1号”和“航2号”的发芽率与储藏6个月相比有所下降，但是降幅不显著，“福恢653”和“云恢290”的发芽率不但没有下降反而提高，且“云恢290”的涨幅显著。

表2自然老化不同时间后的发芽率

本发明通过对4个水稻品种分别进行人工老化和自然老化处理，结果发现，在温度42℃，湿度88％条件下处理20-30天的水稻种子的发芽率与自然老化12-18个月的发展趋势相近，因此，上述人工老化方法可以克服自然老化耗时较长的缺陷，为快速筛选鉴定耐储藏特性的水稻种质资源提供评价体系和依据。

实施例2

脂质过氧化反应严重影响水稻种子的耐储性和活力，稻谷中的脂质过氧化主要是在脂肪氧化酶3(lox3)的催化下完成。

本发明利用反义技术抑制水稻胚乳lox3基因的表达，获得反义lox3转基因品种ts-58，ts-61，ts-91和ts-105。以lox3缺失品种dawdam和野生型wt作为对照，ki-i2淀粉染色法检测水稻种胚lox3活性，分光光度法检测水稻种胚脂氢过氧化物的含量；hplc检测种胚亚油酸(la)含量，结果如图3-5所示，dawdam水稻种胚脂氢过氧化物含量低，种胚亚油酸含量高；而反义转基因品种相对于野生型lox3活性低，水稻种胚脂氢过氧化物含量低，种胚亚油酸含量高。

进一步地，对wt、ts-91和ts-105人工老化处理30天和自然老化处理18个月后，计算其发芽率(方法如实施例1)。如图6-8所示，反义lox3转基因品种ts-91、ts-105的发芽率均显著高于wt，lox3基因表达水平明显低于wt。可见，降低脂肪氧化酶编码基因lox3的表达水平能显著提高种子活力和耐储性。

实施例3

对耐储藏品种“青粳占”(qjz)、“粤晶丝苗”(yjsm)、“青源占”(qyz)、“华占”(hz)，不耐储藏品种“晶丝占”(jsz1)、“外引7号”(wy7)、“成特丝苗”(ctsm)、“明恢86”(mh86)、“日本晴”(npb)脂肪氧化酶lox3的表达量进行检测，如图9所示，耐储藏品种的lox3表达量明显低于不耐储藏品种，与实施例2试验结果所呈现的规律一致。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。