CN101281184A - 植物抗盐特性的综合评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业和植物育种领域的一种植物抗盐特性的综合评价方法，该评价方法是以盐胁迫条件下的抗性生长特性评价、植株抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价和全部测定指标综合评价来衡量和比较不同种类、不同品种的植株的抗逆性的。本植物抗盐特性综合评价方法采用了分子生物学的方法，通过抗逆基因的表达，可以准确的分析植株的抗盐性能，为农业科技及植物科学育种提供了准确的依据。

Description

植物抗盐特性的综合评价方法

技术领域

本发明属于农业和植物育种领域，尤其是一种植物抗盐特性的综合评价方法。

背景技术

目前使用的植物抗盐特性评价方法很多，但由于依据不同，得出的结论不同，甚至相差很远。存在的问题主要体现在：

1.目前主要评价的有依据植株生长指标、植株生理指标、植株生化指标，评价方法繁杂，且无统一的标准。

2.现有的抗性评价的各评价指标选择上有较大的出入，有的指标不能正确的反应植株对盐性的抵抗能力。

3.由于植株对盐性反应是个综合反应的过程，通常少量的指标往往不能正确说明植株对盐性的抵抗能力，而现有的方法中分析的指标过少，。

4.现有的单一指标分析无法正确反应植株的抗盐性。由于盐性的复杂变化，在同一种胁迫下，植株往往呈现不同的生理反应。有的人认为该指标增加的为抗性强、呈正相关，有的试验结果却恰恰相反，呈负相关。这使得人们在众多的数据面前束手无策。

5.现有的分析是在不同的胁迫条件下的，由于环境条件不统一，数据间无可比性。使试验数据缺乏准确性。

6.现有的指标仅仅用植物的生长生理生化指标。没有分析植株遗传上的变化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种植物抗盐特性的综合评价方法。本方法采用胁迫条件下的植株抗性生长特性评价、抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价、全部测定指标综合评价，以实现不同种类或品种植物抗盐性的正确评价。

本发明的技术方案具体步骤如下：

一种植物抗盐性的综合评价方法，包括抗性生长特性评价、植株抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价，其中植物抗盐性综合评价方法是以盐胁迫条件下的抗性生长特性评价、植株抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价以及所测定的全部指标通过数学模型的计算值来衡量和比较各种植株的抗逆性，最终确定全部测定指标综合评价，其数学模型为：

$A:{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}-x_{j\min }}{x_{j\max }-x_{j\min }}$

$B:{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}=1-\frac{x_{\mathrm{ij}}-x_{j\min }}{x_{j\max }-x_{j\min }}$

$C:{\stackrel{\‾}{X}}_i=\frac{1}{n}\mathrm{\Σ}{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}$

其中：A为正相关；B为负相关；C为加权平均数；X_ij表示i种类j指标的抗盐隶属函数值；n表示数据个数。

而且，所述植株抗盐生长特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的生长量、枝条长度、叶面积、植株表现的各种症状、茎粗度变化、植株鲜重变化、植株干重变化，并记录各指标的变化值、差值；

而且，所述植株抗盐性生理特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的生理指标变化，如细胞膜透性、细胞束缚水和自由水含量变化和比值、光合作用和呼吸作用的变化、蒸腾作用、细胞间二氧化碳浓度的变化、气孔导度；

而且，所述植株抗盐性生化特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的各种酶活性变化。如细胞中MAD含量、POD含量、SOD含量、乙烯含量、ABA含量、脯氨酸含量、水杨酸含量的变化。

而且，所述植株抗性基因表达特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的抗性基因的表达如ACC基因、HS转录因子、ACS基因。

而且，所述全部测定指标综合评价是根据反应中各指标的作用，给不同的权重，计算各指标的隶属函数、计算隶属函数平均值，其中根据各指标与抗性的相关性，确定隶属函数值的正负，最后，根据隶属函数平均值排出各植物抗性的先后位置。

本发明的优点和积极效果是：

1.本植物抗盐特性综合评价方法综合了目前行之有效的科学评价方法，通过有效的组合，采用数学模型进行综合评价。

2.本植物抗盐特性综合评价方法对评价技术应该选择那些指标做了说明，这些指标是在实践中检验，被证明是和植株抗性相关和有效的；而植物抗盐特性综合评价方法可以对单一指标进行矫正，进行正确的认识，以得出正确的结论。

3.本植物抗盐特性综合评价方法是将植物放在统一的胁迫条件下，相同的基质或培养基，相同的环境条件下进行，可以使不同植物的分析数据加以比较，使得出的结论更加科学。

4.本植物抗盐特性综合评价方法采用了分子生物学的方法，通过抗逆基因的表达，可以准确的分析植株的抗盐性能，为农业科技及植物科学育种提供了准确的依据。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种植物抗盐性综合评价方法，是以盐胁迫条件下的抗性生长特性评价、植株抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价和全部测定指标综合评价来衡量和比较不同种类、不同品种的植株的抗逆性的。综合评价的的具体步骤为：

(1).盐胁迫条件下的植株抗性生长特性评价

植株抗盐生长特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中(如盆中、培养基中等)，如盐碱环境。观察和测定植株的生长量、枝条长度、叶面积、植株表现的各种症状(如植株器官的形态变化、颜色变化等)、茎粗度变化、植株鲜重变化、植株干重变化。记录各指标的变化值、差值。

(2).盐胁迫条件下的植株抗性生理特性评价

植株抗盐性生理特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，如盐碱环境。观察和测定植株的生理指标变化，如叶片细胞膜透性、细胞束缚水和自由水含量变化和比值、光合作用和呼吸作用的变化、蒸腾作用、细胞间二氧化碳浓度的变化、气孔导度等。

(3).盐胁迫条件下的植株抗性生化特性评价

植株抗盐性生化特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，如干盐碱环境。观察和测定植株的各种酶活性变化。如植株细胞中MAD含量、POD含量、SOD含量、乙烯含量、ABA含量、脯氨酸含量、水杨酸等含量的变化。

(4).盐胁迫条件下的植株抗性基因表达特性评价

植株抗性基因表达特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，如盐碱环境。观察和测定植株的抗性基因的表达(如通过Northern杂交信号的强弱变化来判断植株的抗性基因的表达情况)。如ACC基因、HS转录因子、ACS基因(以上基因序列在基因银行中均能查到)等。

(5).全部测定指标综合评价。

全部测定指标综合评价是根据反应中各指标的作用，给不同的权重，计算各指标的隶属函数、计算隶属函数平均值。其中根据各指标与抗性的相关性，确定隶属函数值的正负。最后，根据隶属函数平均值排出各植物抗性的先后位置。实践证明，生长指标应该给予较高的权重。

如对苜蓿三个品种劳博、游客、龙苜进行耐盐评价。将三个品种的种子播种，生长1个月后转入土壤含盐量0.4％、PH8的土壤中栽培，进行盐胁迫处理。处理半个月后测定各项指标见下表：

指标	劳博	游客	龙苜
				枝条长度mm	20	18	11
植株高度	51	45	82
				植株相对鲜重	52	50	81
植株干重	45	40	69
				细胞膜透性％	60	70	50
游离浦氨酸含量	1.8	3.8	0.91
				丙二醛含量(μmol/l)	0.03	0.015	0.045
HS转录因子表达量增加倍数	1.7	1	2

根据上述测定值，进行综合评价：

求隶属函数：

$A:{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}-x_{j\min }}{x_{j\max }-x_{j\min }}$

$B:{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}=1-\frac{x_{\mathrm{ij}}-x_{j\min }}{x_{j\max }-x_{j\min }}$

$C:{\stackrel{\‾}{X}}_i=\frac{1}{n}\mathrm{\Σ}{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}$

(其中：A为正相关；B为负相关；C为加权平均数；X_ij表示i种类j指标的抗盐隶属函数值；n表示数据个数。)

根据上述公式求出的隶属函数平均值为龙苜0.91，劳博0.75，游客0.086。结果为龙苜抗盐性最强，其次是劳博，游客耐盐性最差。

Claims (6)

1.一种植物抗盐性的综合评价方法，包括抗性生长特性评价、植株抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价，其特征在于：植物抗盐性综合评价方法是以盐胁迫条件下的抗性生长特性评价、植株抗性生理特性评价、抗性生化特性评价、抗性基因表达特性评价以及所测定的全部指标通过数学模型的计算值来衡量和比较各种植株的抗逆性，最终确定全部测定指标综合评价，其数学模型为：

$A:{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}-x_{j\min }}{x_{j\max }-x_{j\min }}$

$B:{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}=1-\frac{x_{\mathrm{ij}}-x_{j\min }}{x_{j\max }-x_{j\min }}$

$C:{\stackrel{\‾}{X}}_i=\frac{1}{n}\mathrm{\Σ}{\hat{X}}_{\mathrm{ij}}$

其中：A为正相关；B为负相关；C为加权平均数；X_ij表示i种类j指标的抗盐隶属函数值；n表示数据个数。

2.根据权利要求1所述的植物抗盐性的综合评价方法，其特征在于：所述植株抗盐生长特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的生长量、枝条长度、叶面积、植株表现的各种症状、茎粗度变化、植株鲜重变化、植株干重变化，并记录各指标的变化值、差值。

3.根据权利要求1所述的植物抗盐性的综合评价方法，其特征在于：所述植株抗盐性生理特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的生理指标变化，如细胞膜透性、细胞束缚水和自由水含量变化和比值、光合作用和呼吸作用的变化、蒸腾作用、细胞间二氧化碳浓度的变化、气孔导度。

4.根据权利要求1所述的植物抗盐性的综合评价方法，其特征在于：所述植株抗盐性生化特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的各种酶活性变化。如细胞中MAD含量、POD含量、SOD含量、乙烯含量、ABA含量、脯氨酸含量、水杨酸含量的变化。

5.根据权利要求1所述的植物抗盐性的综合评价方法，其特征在于：所述植株抗性基因表达特性评价是将植株栽培到相同的盐胁迫环境中，观察和测定植株的抗性基因的表达如ACC基因、HS转录因子、ACS基因。

6.根据权利要求1所述的植物抗盐性的综合评价方法，其特征在于：所述全部测定指标综合评价是根据反应中各指标的作用，给不同的权重，计算各指标的隶属函数、计算隶属函数平均值，其中根据各指标与抗性的相关性，确定隶属函数值的正负，最后，根据隶属函数平均值排出各植物抗性的先后位置。