CN101221159B - 一种抗旱性鉴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抗旱性鉴定方法，利用测定穗水势对植物进行有效简便的抗旱性鉴定，为植物特别是为进行水稻抗旱性筛选和鉴定提供可靠的鉴定依据和方法，可用于水稻抗旱材料鉴定、选育和抗旱机理研究等。

Description

一种抗旱性鉴定方法

技术领域

本发明属于生物学领域，涉及一种抗旱性鉴定方法，尤其涉及一中利用测定穗的水势进行植物抗旱性鉴定的方法。

背景技术

水资源的短缺已成为全球面临的危机。随着人口的增长和城市化，水资源危机将更加严重。Brown教授指出，水资源正成为包括中国在内的部分国家制约农业发展的重要因素，减少农业用水，特别是减少水稻用水已成为农业专家们的共识。

水稻是世界上最主要的粮食作物之一，世界1/3人口的主要粮食来源，或者说是85％的粮食主要来自水稻。水稻生产的耗水量非常大，占农业用水的70％，生产1kg稻谷约要5000L水。世界上有近45％的水稻种植面积主要依赖降雨提供生长所需水分，且在所有的水稻种植面积中分别有23％的雨养低洼稻、11％的深水稻和13％的旱稻由于受到水分灌溉的限制而减产。因此，干旱是构成产量降低和不稳产的主要非生物限制因素之一。世界上，许多研究者也把重点放到了水稻抗旱性基因型的筛选上。提高或改良水稻品种的抗旱性能，选育具有较强抗旱性且能高产、稳产的水稻品种，已是遗传育种学家在水稻抗逆境研究领域中的关注热点和所面临的重要问题之一。

在植物生理学中，水势是指每偏摩尔体积水的化学势差。

水势是反应植物水分状况的灵敏指标，利于植物水分亏缺的研究。

现有的抗旱测定方法主要有利用红外测定仪来测定冠层温度，其测定比较简便，但冠层温度不够稳定，在田间有风的情况下就无法测定，而且易受小气候条件和群体密度影响。

目前抗旱测定方法还有的是利用测定硝酸还原酶、质膜透性、脯氨酸含量等指标来进行材料的抗旱性鉴定，此生理指标虽能反应植物体遭受干旱胁迫的响应，但测定起来非常繁琐，而且测定误差较大，只适合极少数材料的研究，对于群体材料或较多材料不适宜使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速、简便、稳定的抗旱性鉴定方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供的一种抗旱性鉴定方法，其是利用测定穗的水势(简称穗水势)进行植物抗旱性鉴定。

所述的测定穗水势的方法包括如下步骤：

1、材料的处理：对抗旱能力不同的材料进行成株期抗旱性鉴定，主要是对处于幼穗分化期的植物进行干旱胁迫处理。幼穗分化期的植物对水分最敏感，测定效果显著。

2、穗水势的测定：在同一天每隔1～1.5h用水势仪测定植物的穗水势。

所述的材料的处理要求是待测的植物生长的环境保证除水分状况外其它都一致。

本发明所述的抗旱性鉴定方法用于鉴定水稻的抗旱性。用于测定水稻穗水势的时间最好是在晴天的中午测定，测定的穗水势的数据比较稳定。

采用测定穗水势进行植物抗旱性的鉴定方法，适用于所有的具有穗的植物的抗旱性鉴定，特别适用于水稻抗旱性的鉴定。

采用本发明的方法鉴定植物品种间抗旱性的差异，比较和筛选出抗旱性强的植物品种，为研究抗旱性强的植物品种提供科学有效的鉴定方法，为快速简便进行植物抗旱性鉴定提供依据。

本发明所述的干旱胁迫可以采用本领域常用的干旱胁迫方法。

采用本发明的抗旱性鉴定方法，对一抗旱群体及亲本材料进行材料的抗旱性的比较与筛选，研究穗水势与植物体内水分日变化的关系，以及其与产量等性状的相关；研究穗水势在植物基因型间的差异及与植物抗旱级别的关系。

穗水势是一个有效的对植物进行抗旱性筛选的指标，特别的是为进行水稻抗旱性筛选和鉴定提供可靠的鉴定依据和方法。可用于水稻抗旱材料鉴定和选育、抗旱机理研究等。目前还没有利用穗水势指标来评价植物的抗旱性。

采用穗水势进行植物抗旱性筛选的方法与其它抗旱鉴定方法相比，有以下几个特点：

第一，测定简单，相比根部性状的测定，穗水势用水势仪直接测定，而根部性状的测定还要洗根，测定比较繁琐。

第二，数据在较长的测定时间内比较稳定，这有利于在同一天测定同时鉴定大量材料且保证了鉴定条件的一致性。

第三，穗水势对植物的抗旱性能较大程度的区分开来，即测定灵敏度高，与叶水势相比，穗水势对抗旱级别的区分度更大。

第四，穗水势与干旱情况下植物的产量及其构成因子相关显著。

在抗旱育种中，创造抗旱种质资源，选配抗旱亲本组合，在分离后代中选择抗旱基因型，特别是育种旱期世代，都需要比较简单、比较准确可靠的抗旱性鉴定方法和鉴定指标。因此，本发明的利用穗水势测定植物抗旱性的方法和指标，对培育高产、抗旱、优质兼备的作物新品种及加快育种进程具有十分重要的意义。

附图说明

图1-4是三个水旱稻品种穗水势和叶水势在两种水分处理下日变化图；

其中：

○：IAPAR9；△：IRAT109；◇：ZS97B。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

以珍汕97B(ZS97B)和IRAT109为亲本构建的重组自交系群体(RILs)共17个株系(分别编号为3、12、37、41、49、53、74、75、89、90、108、117、187和19)及其亲本还有标识品种巴西旱稻(IAPAR9)为测定对象，共20份材料。在本单位上海重固基地建立的抗旱鉴定岛内进行水分处理，鉴定岛田块四周为2m深的排水沟，排水沟壁均匀分布了大小相同的排水孔。棚顶及四周都安装有可收卷的塑料薄膜，晴天打开，雨天放下。材料每份种植4行，每行15株，在80％材料处于幼穗分化前期时进行干旱胁迫，对靠近水沟的材料进行断水，保持水沟内的水低于田块1.5m左右，在鉴定岛中间沿南北走向放一条滴灌带，每天开启滴灌系统限时供水，这样靠近排水沟一侧的材料水分不足形成干旱胁迫，处于滴灌带的材料则生长正常，没有遭受干旱胁迫，形成了在同一块田地上同时实现水分充足和缺水干旱的两种处理，让抗旱材料进行水分处理时仅土壤水分存在差异外，其它环境条件基本一致。

当有材料开始出现卷叶，表明胁迫开始，抗旱材料50％都有明显的胁迫症状的时候开始测定穗水势，选择晴天中午对20份材料进行穗水势测定，测定数据结果见表1。

根据在干旱胁迫条件下的对20份材料进行穗水势测定得到的结果值，我们就可以知道各基因型的抗旱性。穗水势值越大，抗旱性越强。其中，编号为38的材料其抗旱性与IRAT109一致，是20份材料中抗旱性最强的材料，而编号为37的材料其抗旱性最差。

本实施例测定穗水势的仪器为美国生产的PMS Model 1000型号的水势仪。

实施例2

实验材料的生长环境和干旱胁迫方法同实施例1，对3个典型的水旱稻品种(ZS97B、IRAT109和IAPAR9)进行了全天植物水分状况的检测，每隔1～1.5h测定此3个品种的穗水势及叶水势的数值。测定结果见表2和图1-4，测定完后开始复水，再收种考察产量及产量构成因子。由测定结果可以看出，三个品种的抗旱性顺序依次为：IRAT109＞IAPAR9＞ZS97B。

本实施例测定穗水势和叶水势的仪器为美国生产的PMS Mode11000型号的水势仪。

由表2及图1-4可以看出，穗水势和叶水势相比，能更准确地反应ZS97B、IRAT109和IAPAR9三个典型的水旱稻品种的抗旱性。

从图1-4可以看出，在10:00-15:00时间段，无论在干旱情况下还是在正常水分条件下，3个品种的穗水势值都稳定地处于一个数值上，可以比较明显的区分3个品种的抗旱性强弱；而相比之下，叶水势在正常水分条件下3个品种的数值都有交叉，在干旱胁迫下IRAT109和IAPAR9有交叉，没有明显区分开，无法判定IRAT109和IAPAR9这2个品种的抗旱性的强弱关系。而穗水势能更清楚地分辨IRAT109和IAPAR9的抗旱性的差异。

叶水势和穗水势一样都是反应植物水分状况的灵敏指标，但是穗水势较叶水势在鉴定不同品种抗旱性能力上更为灵敏。

而且晴天中午阶段，穗水势数值能稳定3～4小时，这对于鉴定大量的植物品种间抗旱性有利。

对穗水势与产量及其构成因子相关分析发现干旱胁迫下，穗水势与着粒密度、结实率、百粒重、生物学产量及籽粒产量相关显著。所以，穗水势可作为一有效简便的不同植物品种间抗旱性鉴定方法，测定得到穗水势的值可以作为品种间抗旱性判断的指标。

实施例所用的珍汕97B(ZS97B)购自中国水稻研究所，IRAT109购自上海农业生物基因中心，巴西旱稻(IAPAR9)购自中国水稻研究所，重组自交系群体(RILs)是自育的，是通过ZS97B和IRAT109两个亲本先杂交，然后连续自交，获得的性状稳定的群体。

Claims (3)

1.一种抗旱性鉴定方法，其特征在于，测定穗水势进行植物抗旱性鉴定；所述测定穗水势的方法包括如下步骤：

(1)材料的处理：对处于幼穗分化期的植物进行干旱胁迫处理；

(2)穗水势的测定：在同一天每隔1～1.5h用水势仪测定植物的穗水势。

2.如权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，所述的植物是水稻。

3.如权利要求1或2所述的鉴定方法，其特征在于，测定穗水势的时间为晴天的中午。

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