CN103371060A - 一种黄瓜早期耐冷性的鉴定方法 - Google Patents

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张红梅
金海军
丁小涛
余纪柱
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Shanghai Academy of Agricultural Sciences
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Abstract

本发明为一种黄瓜早期耐冷性的鉴定方法,其特征在于:所述的鉴定黄瓜耐冷性是通过测定黄瓜幼苗叶片的叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo来实现的。通过测定低温胁迫下每个材料的生长指标、生理生化指标和叶绿素荧光参数,计算各个指标与材料冷害指数的相关系数,得出叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo与冷害指数的相关系数最高,这两个指标可以用叶绿素含量测定仪和叶绿素荧光仪直接测定,不损害植株,简单易操作,可以为生产上筛选耐冷性品种及选育提供依据。

Description

一种黄瓜早期耐冷性的鉴定方法
一、技术领域:
本发明涉及筛选黄瓜耐冷性的鉴定方法,具体是一种通过测定叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo值筛选耐冷性黄瓜的鉴定方法。
二、背景技术:
黄瓜(Cucumis sativus L.)是冬春保护地生产中主要的蔬菜作物,但由于黄瓜是一种典型的冷敏作物,植物在冬春季节遇到0-15℃的低温冷害成为黄瓜周年生产的主要限制因子。因此如何提高黄瓜耐冷性已经成为保护地栽培以及品种选育上急需攻克的难题。为了有效的鉴别黄瓜品种对低温的适应能力,目前国内外许多研究者从低温对黄瓜种子的萌发、幼苗的生长光合作用的影响以及一系列生理生化防御机制等多个方面进行了探讨,而关于哪些指标能够对黄瓜耐冷性进行有效鉴定的文献报导却比较少。若能在苗期进行育种材料的耐冷性鉴定,则可以大大缩短育种进程。因此,急需一种准确、简单、易操作地鉴定方法,筛选出耐冷性较强的育种材料,以期为黄瓜耐冷性的鉴定提供早期简便的鉴定指标,并初步明确黄瓜幼苗的耐冷机制。
三、发明内容:
本发明提出一种通过测定叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo鉴定黄瓜耐冷性的方法。本发明是这样实现的:一种通过测定叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo鉴定黄瓜耐冷性的方法。其特征在于:所述的鉴定黄瓜耐冷性的方法是经过测定叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo实现的,测定黄瓜材料的叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo,这两个指标与黄瓜的冷害指数呈显著负相关,与黄瓜耐冷性呈显著正相关,数值越大,说明材料耐冷性越强。
本发明的有益效果是:鉴定指标简单易操作,准确性好,对材料无损伤,能在短时间内对大量育种材料进行快速鉴定。
四、具体实施方式:
该发明是通过测定叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo鉴定黄瓜耐冷性的。应充分考虑测定时黄瓜材料大小的一致性和测定时环境的一致性。注意以下几点。
1.本专利在测量黄瓜叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo时应保证植株测量部位一致。
2.本专利在测定黄瓜叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo时应保证所有植株所处的环境(温度和光照)一致。
附图说明
图1.临界低温对黄瓜叶长和叶宽生长量的影响
图2.临界低温对黄瓜相对叶绿素含量的影响
图3.临界低温对黄瓜脯氨酸含量的影响
图4.临界低温对黄瓜丙二醛含量的影响
图5.临界低温对黄瓜叶绿素荧光参数Fo的影响
图6.临界低温对黄瓜叶绿素荧光参数Fv/Fm的影响
图7.临界低温对黄瓜叶绿素荧光产额的影响
图8.临界低温对黄瓜叶绿素荧光参数ETR的影响
图9.临界低温对黄瓜叶绿素荧光参数qP的影响
图10.临界低温对黄瓜叶绿素荧光参数qN的影响
实施例:黄瓜早期耐冷性鉴定指标的筛选
1材料与方法
1.1材料
选用津春5号品种和上海市农业科学院园艺所黄瓜课题组选育的3个杂交组合:07-QP-17(华南型)、07-QP-22(欧洲型)、07-QP-48(欧洲型)进行耐冷性指标筛选试验。
1.2方法
将黄瓜种子直播于穴盘中,出苗后选择生长一致的苗移入营养钵中,基质配比为园土∶珍珠岩∶草炭=2∶1∶1,置于智能型人工气候箱内进行培养,温度为25℃/18℃,光照12h,光强为130-140μmol·m-2·s-1,相对湿度控制在75%左右。黄瓜植株长到3~4片真叶时,进行低温处理。先进行偏低温(20℃/12-13℃)诱导2d,再调节温度为15℃/7~8℃(临界低温),光照时间8h,处理前和处理期间进行取样测定。
1.3测定指标
1.3.1形态学鉴定
叶长和叶宽分别于处理前和处理后进行测量。冷害指数于处理后第3d、7d、10d进行调查。分级标准为:
0级子叶、真叶完好,无明显伤害症状;
1级叶片轻微受害,叶缘发黄;
2级叶片有小部分面积出现脱水斑;
3级叶片有一半的面积出现脱水斑;
4级叶片大部分的面积出现脱水斑;
5级全株严重萎蔫、死亡。
冷害指数的计算方法:
Figure BSA00000702897300031
1.3.2生理指标测定
叶绿素相对含量用SPAD-502型手提式叶绿素含量仪于处理的第0d、3d、5d、7d、10d进行测定。测定部位为黄瓜植株的第二片真叶。
叶绿素荧光参数用便携式调制叶绿素荧光仪-PAM-2100于处理的第0d、1d、3d、5d、7d、10d测定。测定部位为黄瓜植株的第二片真叶。
脯氨酸和丙二醛(MDA)含量于处理的第0d、2d、7d、10d进行测定。
1.4数据处理
用SPSS软件分别对冷害指数和各指标进行相关性分析。
2结果与分析
2.1临界低温下不同生态类型黄瓜苗期冷害指数的变化
黄瓜在受到低温胁迫后,绿色组织遭到破坏,生长迟缓或停止。受害时间偏长,将出现局部死亡,甚至整株死亡。这是由于冷害伤害了细胞的正常功能结构,细胞质膜和细胞器膜系遭到破坏,导致代谢发生紊乱,结构和组织方面遭到破坏,进而在形态上很快出现伤痕。叶片边缘发黄并轻微卷曲、出现水渍状斑点,严重时水渍状斑点连成大片[6]。耐冷性不同的黄瓜材料在低温胁迫下受害程度不同。本试验中,处理3d后,07-QP-17和07-QP-48基本无伤害,而津春5号和07-QP-22受到轻微伤害。处理后第7d,津春5号、07-QP-17和07-QP-22三个品种的植株叶片水渍状伤害斑加大,而07-QP-48受伤害仍然较轻。到处理后第10d各品种开始出现整株死亡症状,津春5号死亡株数最多,07-QP-17和07-QP-22其次,而07-QP-48表现出较好的耐冷性。
表1各品种的冷害指数
Table 1 Index of chilling injury of cucumber
Figure BSA00000702897300041
2.2临界低温对黄瓜叶长和叶宽生长的影响
从图1可以看出,黄瓜叶片在临界低温下仍旧有缓慢生长,北方品种津春5号的叶片增长量最大,其次是欧洲类型07-QP-22,叶片增长量最慢的是07-QP-48。这与冷害指数的表现相反,所以单从生长指标判断品种的耐冷性是不准确的。
2.3临界低温对不同生态类型黄瓜相对叶绿素含量的影响
从图2可以看出,临界低温对不同类型黄瓜叶片叶绿素相对含量有一定的影响,低温处理后各品种的相对叶绿素含量都有所降低,其中华南类型07-QP-17和欧洲类型07-QP-48降幅较大,在整个低温处理过程中,欧洲类型07-QP-22的相对叶绿素含量最高,津春5号其次。低温胁迫下黄瓜叶片叶绿素相对降低量与冷害指数呈显著负相关(r=-0.894*)。
2.4临界低温对不同生态类型黄瓜脯氨酸含量的影响
从图3可以看出不同类型黄瓜叶片中的脯氨酸含量在临界低温胁迫下迅速下降,从第7天开始趋于平稳。而以往的研究表明黄瓜植株在临界低温下,脯氨酸含量会急剧上升,而后趋于平稳。导致这种结果不同的原因也许是品种不同或处理时间上的差别,还需要继续进行研究和验证。在整个处理过程中,津春5号的脯氨酸含量高于其他3个品种。本试验中,脯氨酸相对降低量与冷害指数呈不显著负相关(r=-0.845)。
2.5临界低温对不同生态类型黄瓜丙二醛含量的影响
由图4可以看出,低温胁迫下,津春5号和07-QP-22呈下降-上升-再下降的趋势,07-QP-48是先上升后下降,而07-QP-17则是处于一直缓慢下降状态。在整个处理过程中,津春5号植株内的MDA含量一直较高。MDA含量的相对降低量与冷害指数呈不显著负相关(r=0.94)。
2.6临界低温对不同生态类型黄瓜叶绿素荧光参数的影响
图5-图10表示的是临界低温对不同类型黄瓜叶绿素荧光参数的影响,从中可以看出,不同类型黄瓜品种在处理前的Fo、qP、Fv/Fm等参数没有明显差异。刚进入临界低温0-1d时,各品种的Fo、qN开始下降,Fo随后又开始回升,第7天后又开始下降。品种间没有差异。光电子传递速率(ETR)变化在0-1d内稍有上升,随后缓慢下降,欧洲品种07-QP-22在处理后第10d的ETR值明显高于其他品种。欧洲类型07-QP-22和07-QP-48的荧光产额在处理后0-1d内略有上升,然后缓慢下降。而津春5号和华南类型07-QP-17从处理开始就呈下降趋势。各品种的叶绿素光化学猝灭系数qP在0-1d内急剧上升,然后呈平缓上升趋势。在整个处理过程中,欧洲类型07-QP-22的Yield、ETR和qN一直略高于其他品种。
进入临界低温0~1d时Fv/Fm的变化情况是:各品种差异不大,都呈上升趋势,可以推断是临界低温诱导了光化学活性的提高。之后开始缓慢下降,津春5号在处理后第7天降到最低,而后上升到与其他三个品种一样的水平。07-QP-17、07-QP-22和07-QP-48在处理1d后开始平稳下降,但仍然维持较高水平。叶绿素荧光参数除了Fo与黄瓜冷害指数显著相关外(r=-0.927*),其他参数与冷害指数相关性都不显著。

Claims (3)

1.一种通过测定叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo对黄瓜早期耐冷性进行鉴定的方法,其特征在于:所述的黄瓜早期耐冷性鉴定方法是经过计算每个测定指标与冷害指数相关系数的方法实现的。通过计算低温胁迫下黄瓜植株的形态学指标(叶长和叶宽)、生理生化指标(脯氨酸、丙二醛和叶绿素含量)和叶绿素荧光参数与冷害指数的相关系数,筛选出与冷害指数呈显著负相关的两个指标:叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo。通过对这两个指标的测定可以比较不同材料幼苗期对低温的耐性差异来得到耐冷的黄瓜品种。
2.根据权利要求1所述的耐冷性黄瓜的鉴定方法,其特征在于:筛选黄瓜耐冷性是通过测定叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fo实现的。
3.根据权利要求1或2所述的筛选黄瓜耐冷性的鉴定方法,其特征在于:两个鉴定指标与植株冷害指数呈显著负相关,可以通过仪器直接测定,简单易操作,对植株无损伤,可以准确快速地对大量育种材料进行耐冷性筛选,提高育种效率,加快育种进程。
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