CN101990821A - 一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，包括以下步骤：(1)种子萌发至露白；(2)淹水处理：将1份种子进行淹水处理；另1份种子于28-30℃恒温培养，培养时间与淹水处理时间相同，用作不淹水对照；(3)后处理：将步骤(2)中经过淹水处理的露白种子用蒸馏水冲洗后于28-30℃恒温培养；将不淹水对照处理的露白种子继续培养，培养时间与经过淹水处理的种子培养时间相同；(4)测定计算得正常苗相对成苗率；(5)根据正常苗相对成苗率将耐湿水平划分为高耐、耐湿、中耐、不耐和极不耐。该方法简便易行，成本低；结果可靠，能较为准确地反映芝麻发芽期对湿害的反应特点；可为耐湿品种培育及新品种耐湿鉴定提供技术和材料支撑。

Description

一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法

技术领域

本发明涉及一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法。

背景技术

芝麻是对湿害敏感的作物，其耐湿性评价对鉴定和筛选耐湿性较强的芝麻种质资源、改良及培育耐湿品种、促进芝麻稳产和提高产量具有重要意义，一直以来都受到研究者们的普遍关注。已有报道显示，芝麻耐湿性评价多基于田间盛花期湿害的表型评价(冯祥运等，1991；张秀荣，1992；孙建等，2008)，但这种鉴定方式受土壤类型、空气温度、湿度、风速、晴雨以及芝麻生长发育健或弱等多种因素的影响，评价周期长、操作较复杂，且结果极易受环境影响，重复性差，从而限制了耐湿性评价的时间性和准确性。因此，探索一种快速、有效的耐湿性评价方法是芝麻耐湿性研究的迫切需要。

通过在种子发芽期施以一定的胁迫处理是预测和评价植物抗耐性的方法之一，已经广泛应用于植物抗旱(杨春杰等，2007，2008；鲁守平，2007)、抗病(黄涌等，2006；李明山，1994)、耐低温(井立军等，2004)、耐盐碱(祁栋灵等，2006)和耐湿(卢长明等，1989；张学昆等，2007；Wuebker et al.，2001；Burgos et al.，2001；Magneschi et al.，2009)等性状的评价。杨春杰等(杨春杰等，2008)采用PEG-6000(聚乙二醇)模拟干旱并对14份甘蓝型油菜进行了抗旱性评价，发现10％PEG-6000条件下种子发芽的相对活力指数可作为油菜芽期抗旱性评价的主要指标，并进一步研究发现相对活力指数主要受基因的加性效应控制(杨春杰等，2008)。黄涌等(2006)研究发现2mmol/L草酸溶液处理下甘蓝型油菜种子发芽的相对活力指数与苗期叶片接种菌核病病斑直径呈显著负相关，逐认为草酸处理下种子发芽的相对活力指数是油菜菌核病抗性评价的主要评价指标。井立军等(2004)研究认为20℃催芽96h的发芽率可以作为茄子耐低温评价的指标。祁栋灵等(2006)研究认为种子发芽期Na₂CO₃处理的相对发芽率等指标是水稻耐盐碱的间接评价指标。Wuebker等(2006)通过对大豆露白的种子进行淹水处理，试图获得大豆耐湿性的评价方法，在比较15℃和25℃温度下淹水处理结果后，认为15℃淹水处理较25℃敏感，15℃淹水处理的种子发芽率可以评价大豆的耐湿性。卢长明等(1989)认为缺氧条件下筛选发芽系数高的品系可用来筛选耐湿性高的油菜品系。张学昆等(2007)研究发现萌发种子淹水处理12h的相对活力指数与花期田间湿害后的产量性状耐湿指标呈显著或极显著相关，认为发芽期淹水处理可以用于评价甘蓝型油菜的耐湿性。但在发芽期评价芝麻耐湿性的方法尚无报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法。该方法简便易行，所需设备投入较少，成本低，结果可靠，能较为准确地反映芝麻发芽期对湿害的反应特点。

为解决本发明提出的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于包括以下步骤(除特别说明，下述恒温温度为同一温度、生长箱为同一个培养箱)：

(1)种子萌发至露白：将饱满芝麻种子培养至大部分种子露白；

(2)淹水处理：选取2份相同粒数的露白种子，每份50-100粒，将1份种子进行淹水处理：置于一个容器中，加水至定量，密封，容器中水面至少要把种子全部淹没，然后放入培养箱中28-30℃恒温淹水处理7-12h；另1份种子于28-30℃恒温培养，培养时间与淹水处理时间相同，用作不淹水对照；

(3)后处理：分别将步骤(2)中经过淹水处理的露白种子用蒸馏水冲洗后于28-30℃恒温培养；将不淹水对照处理的露白种子继续培养，培养时间与经过淹水处理的种子培养时间相同；

(4)统计分析：分别统计淹水处理和不淹水对照中各样品总数及其相对应的正常成苗数，计算正常苗成苗率，然后计算正常苗相对成苗率：

淹水处理的正常苗成苗率＝淹水处理的正常成苗数/淹水处理的样品总数×100％；

不淹水对照的正常苗相对成苗率＝不淹水对照的正常苗成苗率/不淹水对照的样品总数×100％；

正常苗相对成苗率＝淹水处理的正常苗成苗率/不淹水对照的正常苗成苗率×100％；

(5)耐湿水平确定：根据正常苗相对成苗率，确定芝麻样品的耐湿水平。

按上述方案，所述步骤(1)的具体步骤为：将饱满芝麻种子均匀置于已预先铺好至少1层湿润滤纸的培养皿中，然后将培养皿于培养箱中28-30℃恒温培养至大部分种子露白。

按上述方案，所述步骤(1)中种子露白的标准为露于种皮外的胚根是种子长度的1/2至3/4。

按上述方案，所述步骤(2)的淹水处理为：将1份种子置于盛满水的10-15ml离心管中，加水，将离心管密封，所述离心管中水面至少要把种子全部淹没，然后将离心管倒置于培养箱中28-30℃恒温淹水处理，淹水处理时间为9h。

按上述方案，所述步骤(3)的培养时间为5-6d。培养时间过短不易观察芝麻种子湿害后的发芽差异，培养时间过长则容易烂芽，难以统计分析。

按上述方案，所述步骤(2)和步骤(3)中的恒温培养为置于已预先铺好至少1层湿润滤纸的培养皿中，然后将培养皿于培养箱中28-30℃恒温培养。

按上述方案，所述步骤(4)中正常苗的标准为根和芽的生长未发现明显变形如矮化、畸形、腐烂、死亡等。

按上述方案，所述步骤(5)中根据正常苗相对成苗率将耐湿水平划分为：高耐：100％≥相对成苗率≥80％，耐湿：60％≤相对成苗率＜80％，中耐：40％≤相对成苗率＜60％为，不耐：20％≤相对成苗率＜40％为，极不耐：0≤相对成苗率＜20％。

按上述方案，在进行步骤(4)之前，步骤(2)和步骤(3)至少设置1个重复。

按上述方案，所述步骤(4)为：分别统计每次淹水处理和不淹水对照中各样品总数及其相应的正常成苗数，计算正常苗成苗率，然后将每次淹水处理的正常苗成苗率进行平均得到淹水处理的正常苗平均成苗率，将每次不淹水对照的正常苗成苗率进行平均得到不淹水对照的正常苗平均成苗率，计算正常苗相对成苗率：

正常苗相对成苗率＝淹水处理的正常苗平均成苗率/不淹水对照的正常苗平均成苗率×100％。

本发明的有益效果：本发明提供的一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，1、可完全在实验室进行，简单易行，可控性强、且所需设备投入较少，成本低，重复性好；2、能较为准确地反映出芝麻发芽期对湿害的反应特点，结果可靠；3、加速芝麻资源发芽期耐湿性鉴定进程，可为耐湿品种培育及新品种耐湿鉴定提供技术和材料支撑。

附图说明

图1为不同淹水处理时间时中芝13的正常苗相对成苗率和简易活力指数。口为正常苗相对成苗率，■为简易活力指数。图中淹水处理时间为0h时代表不淹水。

图2为不同淹水处理时间时31个芝麻材料的相对简易活力指数的分布图。

图3为淹水处理后的正常苗(a)与畸形苗(b～e)。

图4为222个芝麻材料发芽期淹水处理9h后的正常苗相对成苗率分布图。图中：表示正常苗相对成苗率的横坐标范围值中左端值用a表示，右端值用b表示，则a＜正常苗相对成苗率《b。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。操作过程除特别说明之外，均在室温进行。所用培养箱的品牌为三洋，所用芝麻材料均由中国农业科学院油料作物研究所芝麻资源课题组提供。

各相关指标及其计算方法如下(周广生等，2003)：

单位电导率＝处理电导率/对应种子重量

正常苗平均根长＝每次淹水处理或对照的正常苗根长总和/相对应的正常成苗数×100％

正常苗平均芽长＝每次淹水处理或对照的正常苗芽长总和/相对应的正常成苗数×100％

正常苗平均鲜重＝每次淹水处理或对照的正常苗鲜重总和/相对应的正常成苗数×100％

正常苗成苗率＝每次淹水处理或对照的正常成苗数/相对应的样品总数×100％

畸形苗率＝每次淹水处理或对照的畸形苗数/相对应的样品总数×100％

死种子率＝每次淹水处理或对照的死种子数/相对应的样品总数×100％

简易活力指数＝正常苗成苗率×正常苗平均芽长

相对根长＝淹水处理的正常苗平均根长/对照的正常苗平均根长×100％

相对芽长＝淹水处理的正常苗平均芽长/对照的正常苗平均芽长×100％

相对鲜重＝淹水处理的正常苗平均鲜重/对照的正常苗平均鲜重×100％

正常苗相对成苗率＝淹水处理的正常苗成苗率(正常苗平均成苗率)/对照的正常苗成苗率(正常苗平均成苗率)×100％

相对简易活力指数＝淹水处理的简易活力指数/对照的简易活力指数×100％

在设置有重复时，各指标的计算方法为：将多次淹水处理重复试验的单位电导率、正常苗平均根长、正常苗平均芽长、正常苗平均鲜重、正常苗成苗率进行平均，即得到单位电导率、正常苗平均根长、正常苗平均芽长、正常苗平均鲜重、正常苗平均成苗率，对不淹水对照也按照如上方法进行计算得到各指标值，然后计算得到正常苗相对成苗率、简易活力指数和相对简易活力指数。

实施例1：芝麻发芽期淹水处理适宜时间及主要评价指标的确定

实验中所用的材料包括中芝11、中芝13、鄂芝2号、豫芝10号、H98、ZZM1138和ZZM1327等7个材料及31份随机选择的芝麻材料。

I、芝麻发芽期对淹水处理的反应特点分析

具体方法为：

(1)分别选取600粒饱满中芝11、中芝13、鄂芝2号、豫芝10号、H98、ZZM1138和ZZM1327种子，称重，置于预先铺好双层湿润滤纸的培养皿中，在28℃恒温下发芽至种子露白；

(2)选取50粒萌发至露白的种子，露白的标准是：露于种皮外的胚根是种子长度的1/2至3/4，置于10ml盛满水的离心管中，然后将离心管倒置于培养箱中进行淹水处理规定时间后，用DDS-12A型数字电导仪测浸泡液的电导率，计算得到单位电导率；另取50粒萌发至露白的种子，置于已预先铺好双层湿润滤纸的培养皿中，然后置于同一培养箱中培养，培养时间与淹水处理时间相同，用作不淹水对照；

(3)将步骤(2)中淹水处理后的种子用蒸馏水冲洗后置于铺有湿润滤纸的培养皿中，在培养箱中28℃继续发芽培养5d，同时将步骤(2)中不淹水对照的种子在同一培养箱中继续培养5d；

(4)步骤(2)和步骤(3)设置2次重复；

(5)培养结束后，分别统计各个芝麻材料每次淹水处理的样品总数及其相应的正常成苗数、畸形苗数和死种子数，测量所有正常苗根长、正常苗芽长和正常苗鲜重，计算得到正常苗平均根长、正常苗平均芽长、正常苗平均鲜重、正常苗平均成苗率，正常苗相对成苗率，简易活力指数；对不淹水对照也按照如上方法进行统计，然后分别对中芝11、中芝13、鄂芝2号、豫芝10号、H98、ZZM1138和ZZM1327等7个芝麻材料的单位电导率、正常苗平均根长、正常苗平均芽长、正常苗平均鲜重、正常苗平均成苗率，简易活力指数进行平均，得到上述7个材料各个指标的平均值，列于表1，不同淹水处理时间时芝麻的正常苗成苗率和简易活力指数见图2。

表1 不同淹水时间对芝麻种子发芽特性的影响

注：淹水处理时间为0h(CK)代表不淹水对照；^*/^**表示处理材料与对照材料的均值相比达到0.05/0.01的显著/极显著水平。

表1说明：3h淹水处理后单位电导率与不淹水对照的差异就达到极显著水平，6h淹水处理后则有单位电导率、正常苗平均芽长、正常苗平均根长和简易活力指数4个性状指标与不淹水对照的差异达到显著或极显著水平，而处理时间达到9h及以上时，除畸形苗率外的其他7个性状指标皆与不淹水对照的差异达到显著或极显著水平。图1显示：淹水处理达到6h及以上时正常苗平均成苗率和简易活力指数陡然下降，但淹水处理6h对种子发芽的影响偏轻，淹水处理达到15h及以上时对种子发芽的影响明显过重，其中15h和24h的畸形苗率和死种子率之和分别达到了94.56％和100％，因此，6-12h是芝麻种子发芽期淹水处理的敏感时间段。

此外，表1显示，单位电导率、正常苗平均成苗率、死种子率、正常苗平均芽长、正常苗平均根长和简易活力指数，随着淹水处理时间的延长而表现出不断加剧的规律性变化，均可作为芝麻发芽期淹水处理的评价指标，但单位电导率因测定较其它指标复杂，且易受环境温度影响，实际应用性较差。

II、芝麻发芽期适宜处理时间及耐湿性评价指标的确定

基于上述芝麻中芝13号发芽期各性状指标对淹水处理时间的反应特点，又按照I部分的方法对随机选择的31个芝麻材料分别进行了7h、9h和12h的发芽期淹水处理，测得正常苗相对成苗率、相对芽长、相对根长、死种子率和相对简易活力指数等5个指标，见表2；对不同淹水处理时间时31个芝麻材料的相对简易活力指数进行分布作图，见图2；并对淹水处理9h时31个芝麻材料的正常苗相对成苗率、相对芽长、相对根长、死种子率和相对简易活力指数进行相关分析，见表3。

表2显示：7h淹水处理后，正常苗相对成苗率和相对简易活力指数与不淹水对照的差异都达到极显著水平，但相对芽长和相对根长未达到显著水平。9h和12h淹水处理后，各项指标与不淹水对照的差异均达到显著或极显著水平。

从图2可以看出，7h淹水处理下的相对简易活力指数峰值为0.60～0.80，说明处理偏轻；12h淹水处理下的相对活力指数峰值为0.10～0.30，处理明显偏重；与7h淹水处理和12小时淹水处理相比，9h淹水处理下的相对活力指数峰值为0.30～0.50，较符合生产中芝麻耐湿性的分布特点。因此，芝麻发芽期淹水处理的较恰当的时间应为9h。此外，从表2还可以看出，9h淹水处理对相对简易活力指数影响最大，平均值降为31.79，其次为正常苗相对成苗率，平均值降为35.70。

对31份材料淹水处理9h的正常苗相对成苗率、相对芽长、相对根长、死种子率和相对简易活力指数进行相关分析(表3)，表明相对简易活力指数与正常苗相对成苗率、相对芽长和相对根长均呈极显著正相关，与死种子率呈极显著负相关，因此，相对简易活力指数能够较全面的反映其他发芽性状指标，可以作为评价芝麻发芽期耐湿性的指标。同时，从表3还可以看出，正常苗相对成苗率与其它指标也具有极显著的相关性，尤其与相对简易活力指数的相关系数可达到0.99，而且与相对简易活力指数相比，正常苗相对成苗率在实际应用中更为简便，因此，可以将正常苗相对成苗率用作评价芝麻芽期耐湿性的主要指标。

表2 31个芝麻材料发芽期淹水处理7h、9h和12h的结果比较

^*/^**表示处理材料与对照材料的均值相比达到0.05/0.01的显著/极显著水平。

表3 31个芝麻材料发芽期淹水处理9h后各性状指标的相关性分析

^**表示处理材料与对照材料的均值相比达到0.01的极显著水平。

实施例2：222个芝麻种质资源材料发芽期耐湿性鉴定

(1)样品准备：选取遗传基础较丰富的222个芝麻种质资源材料，每个芝麻材料取600粒饱满种子；

(2)种子萌发至露白：将每个材料的种子分别均匀置于已预先铺好双层湿润滤纸的培养皿中，在培养箱中28℃恒温培养至大部分种子露白，露白的标准为露于种皮外的胚根是种子长度的1/2至3/4；

(3)淹水处理：对每个材料选取2份相同粒数的露白种子，每份50粒；将1份置于盛满水的10ml离心管中进行密封，然后将离心管倒置于培养箱中，28℃恒温淹水处理9h；另1份直接置于预先铺好双层湿润滤纸的培养皿中，并与淹水处理置于同一培养箱中继续培养，作为不淹水对照；

(4)后处理：将步骤(3)经过淹水处理的种子用蒸馏水冲洗后置于铺有湿润滤纸的培养皿中，于28℃继续发芽培养5d；将步骤(3)中不淹水对照的种子继续培养5d；

(5)将步骤(3)和(4)设置2个重复；

(6)统计分析：分别统计各个芝麻材料的每次淹水处理中样品总数及其相对应的正常成苗数，计算正常苗成苗率，然后将3次淹水处理的正常苗成苗率进行平均得到正常苗平均成苗率，对不淹水对照也按照如上方法进行计算得到不淹水对照的正常苗平均成苗率，再计算正常苗相对成苗率；

(7)耐湿水平确定：根据正常苗相对成苗率，确定样品的耐湿水平。

对照耐湿性等级划分标准(见图6)，其中：表现极不耐的材料最多，共有70份，占全部材料的31.53％；其次为不耐的材料，共有69份，占31.08％；中耐的材料有43份，占19.37％；耐湿的材料有28份，占12.61％；高耐的材料有12份，占全部材料的5.40％。

从对222个芝麻种质资源材料发芽期耐湿性鉴定结果来看，各种耐湿水平的芝麻种质资源基本符合田间试验和生产中的分布规律，即高耐湿材料偏少，多数是中耐和不耐类型。其中，在高耐湿材料中，漯芝15和辽品芝3号在实际生产上耐湿性确实较强，这进一步说明本方法的鉴定结果可靠，能较好地反映芝麻发芽期对湿害的反应特点。

Claims (10)

1.一种鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)种子萌发至露白：将饱满芝麻种子培养至大部分种子露白；

(2)淹水处理：选取2份相同粒数的露白种子，每份50-100粒，将1份种子进行淹水处理：置于一个容器中，加水至定量，密封，容器中水面至少要把种子全部淹没，然后放入培养箱中28-30℃恒温淹水处理7-12h；另1份种子于28-30℃恒温培养，培养时间与淹水处理时间相同，用作不淹水对照；

(3)后处理：分别将步骤(2)中经过淹水处理的露白种子用蒸馏水冲洗后于28-30℃恒温培养；将不淹水对照处理的露白种子继续培养，培养时间与经过淹水处理的种子培养时间相同；

(4)统计分析：分别统计淹水处理和不淹水对照中各样品总数及其相对应的正常成苗数，计算正常苗成苗率，然后计算正常苗相对成苗率：

淹水处理的正常苗成苗率＝淹水处理的正常成苗数/淹水处理的样品总数×100％；

不淹水对照的正常苗相对成苗率＝不淹水对照的正常苗成苗率/不淹水对照的样品总数×100％；

正常苗相对成苗率＝淹水处理的正常苗成苗率/不淹水对照的正常苗成苗率×100％；

(5)耐湿水平确定：根据正常苗相对成苗率，确定芝麻样品的耐湿水平。

2.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：步骤(1)的具体步骤为：将饱满芝麻种子均匀置于已预先铺好至少1层湿润滤纸的培养皿中，然后将培养皿于培养箱中28-30℃恒温培养至大部分种子露白。

3.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：步骤(2)或步骤(3)所述的恒温培养为：置于已预先铺好至少1层湿润滤纸的培养皿中，然后将培养皿于培养箱中28-30℃恒温培养。

4.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：所述步骤(1)中种子露白的标准为露于种皮外的胚根是种子长度的1/2-3/4。

5.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：所述步骤(2)的淹水处理为：将1份种子置于盛满水的10-15ml离心管中，加水，将离心管密封，所述离心管中水面至少要把种子全部淹没，然后将离心管倒置于培养箱中28-30℃恒温淹水处理，淹水处理时间为9h。

6.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：所述步骤(3)的培养时间为5-6d。

7.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：所述步骤(4)中正常苗的标准为根和芽的生长未发现明显变形如矮化、畸形、腐烂、死亡等。

8.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：所述步骤(5)中根据正常苗相对成苗率将耐湿水平划分为：高耐：100％≥相对成苗率≥80％，耐湿：60％≤相对成苗率＜80％，中耐：40％≤相对成苗率＜60％为，不耐：20％≤相对成苗率＜40％为，极不耐：0≤相对成苗率＜20％。

9.根据权利要求1所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：在进行步骤(4)之前，步骤(2)和步骤(3)至少设置1个重复。

10.根据权利要求9所述的鉴定芝麻发芽期耐湿性的方法，其特征在于：所述步骤(4)为：分别统计每次淹水处理和不淹水对照中各样品总数及其相应的正常成苗数，计算正常苗成苗率，然后将每次淹水处理的正常苗成苗率进行平均得到淹水处理的正常苗平均成苗率，将每次不淹水对照的正常苗成苗率进行平均得到不淹水对照的正常苗平均成苗率，计算正常苗相对成苗率：

正常苗相对成苗率＝淹水处理的正常苗平均成苗率/不淹水对照的正常苗平均成苗率×100％。

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