CN102498791A - 一种耐旱功能水稻的快速筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐旱功能水稻的快速筛选方法,其主要是通过用高浓度、高分子量的聚乙二醇渗透液模拟种子发根和成苗的干旱胁迫条件,研究在高渗透液下水稻种子的发根率和根芽比,从而快速筛选耐旱功能水稻,本发明操作简单,快速,准确性好,有效快速的进行耐旱功能水稻筛选。
Description
技术领域
本发明涉及水稻筛选方法,具体是一种耐旱功能水稻快速筛选方法。
背景技术
中国是一个水资源非常短缺的国家,被联合国列为13个贫水国之一。中国农业的持续发展面临着严重的水危机,20世纪50年代全国受旱灾面积年均1133万hm2,而到80年代和90年代分别增加至年均2333万hm2和2667万hm2,并且每年约有667万hm2灌溉面积得不到灌溉,因缺水而减产粮食700亿~800亿kg,干旱早已成为影响水稻产量的主要障碍因素之一。因此,准确鉴定水稻种质的抗旱性,并选育抗旱性强的水稻品种,已成为育种家关注的重要课题。
多年来,前人在抗旱研究中摸索出一些行之有效的方法,这些方法按照作物生长条件可分为田间直接鉴定法、干旱棚法、人工气候室法、盆栽或箱栽法和室内模拟干旱条件法。其中,室内模拟干旱条件法是多年来常用的方法,其优点是适合早期鉴定、条件易控制、重复性好、方法简单、适于大批量鉴定、试验周期短,但至今因采用的实验方法、测试时间和评价方法不同,结论也不尽一致。
发明内容
本发明用高浓度、高分子量的聚乙二醇(PEG)渗透液模拟种子发根和成苗的干旱胁迫条件,研究在高渗透液下水稻种子的发根率和根芽比,旨在提供了一种耐旱功能水稻的快速筛选方法,其操作简单,快速,准确性好。
实现上述目的本发明采用如下技术方案:
耐旱功能水稻的快速筛选方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)水稻种子的消毒处理
分别取待检测耐旱性能不同的完整、饱满的水稻种子各380-420粒分别装入不同的培养瓶中,再用1-1.5mol/L HNO3浸泡28-32min后,用蒸馏水洗3-4次,然后用8-12%的H2O2处理10-20min,再用蒸馏水洗3-4次后,晾干,待用;
(2)PEG高浓度渗透液的配制
精确称取分子量为6000-20000之间的PEG,用蒸馏水配制,浓度控制在18%-23%之间,以总体积30ml为例,配比如表1所示。
(3)水稻种子的发芽试验
每只培养皿平铺上2-3层滤纸,再放入28-32ml已配制的高浓度PEG渗透剂,然后再将经步骤(1)消毒处理过的水稻种子放入,每只培养皿均匀放90-110粒,另设只加28-32ml的蒸馏水的对照组,分4-5个重复,最后将处理好的培养皿盖上盖,置于27-30℃的恒温箱中进行发芽试验;
(4)水稻发根率和根芽比的测定
待水稻在27-30℃的恒温箱中培养8-10天后,取出,记录水稻发根的种子数,并随机选取20-30颗已发芽的水稻种子,测定其根长和苗长。
计算公式(1)、(2)如下:
发根率(%)=(发根种子数/种子总数)×100…………………(1)
根芽比=平均根长(cm)/平均苗长(cm)………………………(2)
其中,对同一分子量PEG不同材料,发根率和根芽比越大,表示材料的耐旱性越好;对同一材料不同分子量PEG,发根率和根芽比差异说明PEG的胁迫性能。
本发明的有益效果:
本发明操作简单,快速,准确性好,有效快速的进行耐旱功能水稻筛选。
附图说明
图1为以PEG8000为例的不同浓度对水稻的发根率的影响。
图中1、II优838,2、沪优2号,3、沪旱15,4、绿旱1号
图2同一材料不同分子量PEG的根芽比差异研究。
图3以PEG8000,20%处理为例、发根率为指标的材料耐旱性筛选。
图中1、转基因5(NT),2、早籼15,3、K优52,4、协优52,5、沪旱15,6、超丰早,7、植保旱稻,8、沪旱3号,9、沪旱1号,10、转基因2,11、转基因3。
图4以PEG8000,20%处理为例、根芽比为指标的材料耐旱性筛选。
图中1、II优838,2、转基因5(NT),3、早籼15,4、K优52,5、协优52,6、沪旱15,7、超丰早,8、植保旱稻,9、沪旱3号,10、沪旱1号,11、转基因2,12、转基因3。
具体实施方式
本发明具体实施方式采用的材料及仪器。
1、供试水稻种子材料:
选用II优838,沪优2号,沪旱15,绿旱1号,早籼15,K优52,协优52,沪旱15,超丰早,植保旱稻,沪旱3号,沪旱1号,转基因5(NT),转基因2,转基因3共15个材料和品种进行耐旱性鉴定研究。
试验仪器和试剂:
LRH-400-GS人工气候箱(广东省医疗器械厂);PEG4000、6000、8000、10000、20000等化学试剂均购自合肥博美化学试剂有限公司。
实施例1:耐旱功能水稻的快速筛选方法,包括以下步骤:
(1)水稻种子的消毒处理
分别取待检测耐旱性能不同的完整、饱满的水稻种子各380-420粒分别装入不同的培养瓶中,再用1-1.5mol/L HNO3浸泡28-32min后,用蒸馏水洗3-4次,然后用8-12%的H2O2处理10-20min,再用蒸馏水洗3-4次后,晾干,待用;
(2)PEG高浓度渗透液的配制
精确称取分子量为6000-20000之间的PEG,用蒸馏水配制,浓度控制在18%-23%之间,以总体积30ml为例,配比如表1所示。
(3)水稻种子的发芽试验
每只培养皿平铺上2-3层滤纸,再放入28-32ml已配制的高浓度PEG渗透剂,然后再将经步骤(1)消毒处理过的水稻种子放入,每只培养皿均匀放90-110粒,另设只加28-32ml的蒸馏水的对照组,分4-5个重复,最后将处理好的培养皿盖上盖,置于27-30℃的恒温箱中进行发芽试验;
(4)水稻发根率和根芽比的测定
待水稻在27-30℃的恒温箱中培养8-10天后,取出,记录水稻发根的种子数,并随机选取20-30颗已发芽的水稻种子,测定其根长和苗长。
实施例2:本发明定具体操作过程:
1、水稻种子的消毒处理:
取上述待检测抑草性能的不同水稻材料(II优838,沪优2号,沪旱15,绿旱1号,早籼15,K优52,协优52,沪旱15,超丰早,植保旱稻,沪旱3号,沪旱1号,转基因5,转基因2,转基因3)无虫蚀、成熟饱满种子400粒装入网袋中,用1mol/LHNO3浸泡30min,蒸馏水水洗3次,然后用10%的H2O2处理10min-20min,再用蒸馏水洗3次,晾干,待用;
2、高浓度PEG渗透液的配制
以PEG8000,20%浓度,30毫升为例,精确称取PEG8000 6g,再加入24毫升蒸馏水充分溶解,其他分子量PEG和不同浓度均可按表1所示进行。
3、水稻种子的发芽试验
以PEG8000,20%浓度,30毫升为例,每只培养皿平铺上2层滤纸,再放入30ml已配制的PEG8000,20%浓度PEG渗透剂,然后再将经步骤(1)消毒处理过的水稻种子放入,每只培养皿均匀放100粒。另设只加30ml的蒸馏水的对照组。分4个重复,最后将处理好的培养皿盖上盖,置于27-30℃的恒温箱中进行发芽试验;
4、水稻发根率和根芽比的测定
待水稻在27-30℃的恒温箱中培养8天后,取出,记录水稻发根的种子数,并随机选取20颗已发芽的水稻种子,测定其根长和苗长。
实验室快速鉴定结果与分析:
1、同一分子量PEG、不同浓度的不同材料的发根率差异研究:
选取II优838,沪优2号,沪旱15,绿旱1号四种材料,利用PEG8000的19%和20%两个浓度研究发根率差异(图1),结果表明:19%和20%两个浓度的材料差异趋势相同,从大到小分别为沪优2号>II优838>沪旱15>绿旱1号。
2、同一材料不同分子量PEG的根芽比差异研究
选取II优838和PEG4000、6000、8000、10000、20000,以10%、15%和20%三个浓度进行研究(图2),结果表明:20%浓度时,PEG4000的根芽比较大,PEG胁迫性能过大,而高分子量的PEG6000、8000、10000、20000根芽比差异不大,相对而言PEG8000更适于研究。
3、以PEG8000,20%处理为例,以发根率为指标的材料耐旱性筛选:
以PEG8000,20%处理为例,选用早籼15,K优52,协优52,沪旱15,超丰早,植保旱稻,沪旱3号,沪旱1号,转基因5,转基因2,转基因3共11个材料和品种进行耐旱性的发根率研究(图3)。结果表明:发根率大小差异为转基因5>早籼15>K优52>协优52>沪旱15>超丰早>植保旱稻>沪旱3号>沪旱1号>转基因2>转基因3,差异显著,重复性好。
4、以PEG8000,20%处理为例、以根芽比为指标的材料耐旱性筛选:
以PEG8000,20%处理为例,选用II优838,早籼15,K优52,协优52,沪旱15,超丰早,植保旱稻,沪旱3号,沪旱1号,转基因5(NT),转基因2,转基因3共12个材料和品种进行耐旱性根芽比指标研究(图4)。结果表明:发根率大小差异为II优838>转基因5>早籼15>K优52>协优52>沪旱15>超丰早>植保旱稻>沪旱3号>沪旱1号>转基因2>转基因3,差异显著,重复性好,并与发根率指标相对应。
结论:高浓度、高分子量的聚乙二醇(PEG)渗透液能模拟干旱胁迫条件,筛选耐旱品种。
Claims (1)
1.一种耐旱功能水稻的快速筛选方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)水稻种子的消毒处理
分别取待检测耐旱性能不同的完整、饱满的水稻种子各380-420粒分别装入不同的培养瓶中,再用1-1.5mol/L HNO3浸泡28-32min后,用蒸馏水洗3-4次,然后用8-12%的H2O2处理10-20min,再用蒸馏水洗3-4次后,晾干,待用;
(2)PEG高浓度渗透液的配制
精确称取分子量为6000-20000之间的PEG,用蒸馏水配制,浓度控制在18%-23%之间;
(3)水稻种子的发芽试验
每只培养皿平铺上2-3层滤纸,再放入28-32ml 已配制的高浓度PEG渗透剂,然后再将经步骤(1)消毒处理过的水稻种子放入,每只培养皿均匀放90-110粒,另设只加28-32ml的蒸馏水的对照组,分4-5个重复,最后将处理好的培养皿盖上盖,置于27-30℃ 的恒温箱中进行发芽试验;
(4)水稻发根率和根芽比的测定
待水稻在27-30℃ 的恒温箱中培养8-10天后,取出,记录水稻发根的种子数,并随机选取20-30颗已发芽的水稻种子,测定其根长和苗长,以此算出发根率和根芽比,对同一分子量PEG不同材料,发根率和根芽比越大,表示材料的耐旱性越好,从而筛选出耐旱功能水稻。
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