一种雌雄异株植物的性别鉴定方法与流程

本发明属于植物鉴定技术领域，具体涉及一种雌雄异株植物的性别鉴定方法。

背景技术：

在经济植物中，雌雄异株的现象十分普遍，像曼地亚红豆杉、黄独、薯蓣和银杏等都是雌雄异株的植物。不同性别的植物往往有不同的经济价值，如果以种子和果实为收获对象，雌株较受人们青睐；而有时以营养器官生长为主的雄株有更高的经济价值。所以在雌雄异株的栽培过程中，合理地选择雌雄个体对提高经济效益，减少资源浪费都十分重要。

最初人们是通过植株形态凭经验判定植株性别，然而，大多数雌雄异株植物在性器官分化和成熟前形态差异并不明显，且植物的外部形态易受环境等外部因素的影响，鉴定结果的准确度不高。近年来，植物早期性别鉴定在细胞、生化和分子等不同水平上都有了一定的发展，其中dna分子标记技术在鉴定植物性别领域的应用，大大提高了鉴定结果的准确性和可靠性，但该技术对实验室和操作人员的要求较高，鉴定成本过高，不适合大规模推广应用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种雌雄异株植物的性别鉴定方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种雌雄异株植物的性别鉴定方法，包括如下步骤：

(1)对已知性别的植物叶片样本进行检测，获取不同性别的植物叶片样本对应的电化学指纹标准谱图；

(2)对待鉴定性别的植物叶片进行检测，获取检测结果；

(3)将所述检测结果与电化学指纹标准谱图进行比对，获取待鉴定性别的植物的性别。

作为优选方案，所述步骤(1)包括如下步骤：

(10)用毛细管取已知性别的植物叶片样本，置于玻碳电极表面；

(11)取一定量的碳纳米管-nmp分散液滴于经过步骤(10)处理后的玻碳电极上，使植物叶片样本被液滴完全包裹；

(12)将经过步骤(11)处理后的玻碳电极分别置于两种不同的缓冲液中，以进行脉冲伏安法扫描检测；

(13)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中以得到不同性别的植物叶片样本对应的电化学二维散点指纹标准谱图。

作为优选方案，所述步骤(2)包括如下步骤：

(20)用毛细管取待鉴定性别的植物叶片，置于玻碳电极表面；

(21)取一定量的碳纳米管-nmp分散液滴于经过步骤(20)处理后的玻碳电极上，使待鉴定性别的植物叶片被液滴完全包裹；

(22)将经过步骤(21)处理后的玻碳电极分别置于所述两种不同的缓冲液中，以进行脉冲伏安法扫描检测；

(23)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中以得到待鉴定性别的植物叶片对应的电化学二维散点指纹谱图。

作为优选方案，所述已知性别的植物叶片样本的直径为1～2mm。

作为优选方案，所述待鉴定性别的植物叶片与已知性别的植物叶片样本的直径相同。

作为优选方案，所述碳纳米管-nmp分散液的浓度为1～2％。

作为优选方案，所述一定量的碳纳米管-nmp分散液为2～7μl。

作为优选方案，所述缓冲液为磷酸缓冲溶液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液或巴比妥纳-盐酸缓冲溶液。

作为优选方案，所述缓冲液的浓度均为0.1～0.3mol/l。

作为优选方案，所述脉冲伏安法扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v，扫描速度为70～150mv/s，采样间隔为1～5mv。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的雌雄异株植物的性别鉴定方法，根据同种植物雌雄株叶片中成分不同引起的电化学行为差异所表现出的谱图不同，从而判断植物雌雄株；本发明的鉴定方法简便易行，成本低廉，可随时随地进行鉴定，准确度高，能快速鉴定雌雄异株植物的性别；另外，还具有以下优点：

1、本发明提出的整个分析过程无需昂贵试剂和仪器，大大降低了植物性别鉴定的成本。

2、本发明可在植物早期对植物进行性别判断，大大提高了种植的经济效益。

3、本发明提出的植物早期性别鉴定法有潜力制备微型试剂盒，易推广，便于实地检测。

附图说明

图1为本发明实施例1的曼地亚红豆杉雌株的电化学指纹谱图；

图2为本发明实施例1的曼地亚红豆杉雄株的电化学指纹谱图；

图3为本发明实施例1的曼地亚红豆杉待测幼株的电化学指纹谱图；

图4为本发明实施例2的黄独雌株的电化学指纹谱图；

图5为本发明实施例2的黄独雄株的电化学指纹谱图；

图6为本发明实施例2的黄独待测幼株的电化学指纹谱图；

图7为本发明实施例3的薯蓣雌株的电化学指纹谱图；

图8为本发明实施例3的薯蓣雄株的电化学指纹谱图；

图9为本发明实施例3的薯蓣待测幼株的电化学指纹谱图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

实施例1：

本实施例的曼地亚红豆杉的性别鉴定方法，包括以下步骤：

一、曼地亚红豆杉雌株的电化学指纹标准谱图的获取

(1)用毛细管取曼地亚红豆杉雌株叶片样本，置于玻碳电极表面；其中，曼地亚红豆杉雌株叶片样本的直径为2mm；

(2)取5μl质量浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹；

(3)将经过步骤(2)处理后的玻碳电极分别置于磷酸缓冲液和柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v、扫描速度为80mv/s、采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到曼地亚红豆杉雌株的电化学二维散点指纹谱图，如图1所示。

二、曼地亚红豆杉雄株的电化学指纹标准谱图的获取

(1)用毛细管取曼地亚红豆杉雄株叶片样本，置于玻碳电极表面；其中，曼地亚红豆杉雄株叶片样本的直径为2mm；

(2)取5μl质量浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹；

(3)将经过步骤(2)处理后的玻碳电极分别置于磷酸缓冲液和柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v、扫描速度为80mv/s、采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到曼地亚红豆杉雄株的电化学二维散点指纹标准谱图，如图2所示。

三、曼地亚红豆杉待测幼株的电化学指纹谱图的获取

(1)用毛细管取曼地亚红豆杉待测幼株叶片，置于玻碳电极表面；其中，曼地亚红豆杉待测幼株叶片的直径为2mm；

(2)取5μl的浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹。

(3)将经过步骤(2)处理后玻碳电极分别置于磷酸缓冲液和柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4v～1.2v；扫描速度为80mv/s；采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到曼地亚红豆杉待测幼株的电化学二维散点指纹谱图，如图3所示；

四、电化学指纹谱图的比对

将曼地亚红豆杉待测幼株的电化学二维散点指纹谱图(图3)分别与曼地亚红豆杉雌株的电化学二维散点指纹谱图(图1)、曼地亚红豆杉雄株的电化学二维散点指纹标准谱图(图2)进行对比，发现待测幼株的电化学二维散点指纹图谱与曼地亚红豆杉雌株的电化学二维散点指纹标准谱图重合度极高，故判定该幼株为雌株。

实施例2：

本实施例的黄独的性别鉴定方法，包括以下步骤：

一、黄独雌株的电化学指纹标准谱图的获取

(1)用毛细管取黄独雌株叶片样本，置于玻碳电极表面；其中，黄独雌株叶片样本的直径为2mm；

(2)取5μl质量浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹；

(3)将经过步骤(2)处理后的玻碳电极分别置于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液和醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v、扫描速度为80mv/s、采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到黄独雌株的电化学二维散点指纹谱图，如图4所示。

二、黄独雄株的电化学指纹标准谱图的获取

(1)用毛细管取黄独雄株叶片样本，置于玻碳电极表面；其中，黄独雄株叶片样本的直径为2mm；

(2)取5μl质量浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹；

(3)将经过步骤(2)处理后的玻碳电极分别置于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液和醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v、扫描速度为80mv/s、采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到黄独雄株的电化学二维散点指纹标准谱图，如图5所示。

三、黄独待测幼株的电化学指纹谱图的获取

(1)用毛细管取黄独待测幼株叶片，置于玻碳电极表面；其中，黄独待测幼株叶片的直径为2mm；

(2)取5μl的浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹。

(3)将经过步骤(2)处理后玻碳电极分别置于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液和醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4v～1.2v；扫描速度为80mv/s；采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到黄独待测幼株的电化学二维散点指纹谱图，如图6所示；

四、电化学指纹谱图的比对

将黄独待测幼株的电化学二维散点指纹谱图(图6)分别与黄独雌株的电化学二维散点指纹谱图(图4)、黄独雄株的电化学二维散点指纹标准谱图(图5)进行对比，发现待测幼株的电化学二维散点指纹图谱与黄独雄株的电化学二维散点指纹标准谱图重合度极高，故判定该幼株为雄株。

实施例3：

本实施例的薯蓣的性别鉴定方法，包括以下步骤：

一、薯蓣雌株的电化学指纹标准谱图的获取

(1)用毛细管取薯蓣雌株叶片样本，置于玻碳电极表面；其中，薯蓣雌株叶片样本的直径为2mm；

(2)取5μl质量浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹；

(3)将经过步骤(2)处理后的玻碳电极分别置于醋酸-醋酸钠缓冲溶液和巴比妥纳-盐酸缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v、扫描速度为80mv/s、采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到薯蓣雌株的电化学二维散点指纹谱图，如图7所示。

二、薯蓣雄株的电化学指纹标准谱图的获取

(1)用毛细管取薯蓣雄株叶片样本，置于玻碳电极表面；其中，薯蓣雄株叶片样本的直径为2mm；

(2)取5μl质量浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹；

(3)将经过步骤(2)处理后的玻碳电极分别置于醋酸-醋酸钠缓冲溶液和巴比妥纳-盐酸缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4～1.2v、扫描速度为80mv/s、采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到薯蓣雄株的电化学二维散点指纹标准谱图，如图8所示。

三、薯蓣待测幼株的电化学指纹谱图的获取

(1)用毛细管取薯蓣待测幼株叶片，置于玻碳电极表面；其中，薯蓣待测幼株叶片的直径为2mm；

(2)取5μl的浓度为1％的碳纳米管-nmp分散液滴在经过步骤(1)处理后的上述玻碳电极上，使叶片样品被液滴完全包裹。

(3)将经过步骤(2)处理后玻碳电极分别置于浓度均为0.1mol/l的醋酸-醋酸钠缓冲溶液和巴比妥纳-盐酸缓冲溶液中，以脉冲伏安法进行扫描检测；其中，脉冲伏安法进行扫描检测的条件为：扫描区间为-0.4v～1.2v；扫描速度为80mv/s；采样间隔为1mv；

(4)将两组获取的电化学信号进行标准化处理，将同一电位的电流值一一对应，列入二维坐标系中，得到薯蓣待测幼株的电化学二维散点指纹谱图，如图9所示；

四、电化学指纹谱图的比对

将薯蓣待测幼株的电化学二维散点指纹谱图(图9)分别与薯蓣雌株的电化学二维散点指纹谱图(图7)、薯蓣雄株的电化学二维散点指纹标准谱图(图8)进行对比，发现待测幼株的电化学二维散点指纹图谱与薯蓣雌株的电化学二维散点指纹标准谱图重合度极高，故判定该幼株为雌株。

由以上实施例可知，本发明的雌雄异株植物的性别鉴定方法，根据同种植物雌雄株叶片中由酶等成分不同引起的电化学行为差异所表现出的谱图不同判断植物雌雄株。本方法提供的鉴定方法简便易行，成本低廉，可随时随地进行鉴定，准确度较高，能快速鉴定雌雄异株植物的性别。

在上述实施例及其替换方案中，碳纳米管-nmp分散液的质量浓度还可以为0.8％、1.1％、1.2％、1.3％、1.5％、1.6％、1.8％、1.9％、2％、2.2％。

在上述实施例及其替换方案中，碳纳米管-nmp分散液的滴加量还可以为2μl、2.5μl、3μl、3.5μl、4μl、4.5μl、5.5μl、6μl、6.5μl、7μl。

在上述实施例及其替换方案中，两种不同的缓冲液还可以为磷酸缓冲溶液与醋酸-醋酸钠缓冲溶液、磷酸缓冲溶液与巴比妥纳-盐酸缓冲溶液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液与巴比妥纳-盐酸缓冲溶液。

在上述实施例及其替换方案中，上述缓冲液的浓度还可以均为0.15mol/l、0.18mol/l、0.2mol/l、0.25mol/l、0.28mol/l、0.3mol/l。

在上述实施例及其替换方案中，脉冲伏安法扫描检测的条件中的扫描速度还可以为70mv/s、90mv/s、100mv/s、110mv/s、120mv/s、130mv/s、140mv/s、150mv/s；采样间隔还可以为2mv、3mv、4mv、5mv。

在上述实施例及其替换方案中，已知性别的植物叶片样本的直径还可以为1mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm；待鉴定性别的植物叶片与已知性别的植物叶片样本的直径相同。

鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。