CN103392405A

CN103392405A - 一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法

Info

Publication number: CN103392405A
Application number: CN2013102789008A
Authority: CN
Inventors: 彭云玲; 王芳; 李健英; 赵小强; 闫慧萍
Original assignee: Gansu Agricultural University
Current assignee: ANHUI YINGNUO MANAGEMENT CONSULTING Co.,Ltd.
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-07-04
Also published as: CN103392405B

Abstract

耐盐玉米自交系的简易筛选方法，萌发期和幼苗期试验均在0mmol/L和180mmol/L条件下进行。在萌发期的胁迫试验中，每天补一次15mL的盐溶液，待种子萌发处理4d后，统计每个自交系发芽种子数，计算16个自交系的发芽势；7d后测定16个玉米自交系的发芽率、芽长、根长、芽鲜重和根鲜重。在苗期试验中，每隔1d补加1次50mL的去离子水，每3d补加一次对应浓度的NaC1溶液50mL，胁迫处理大约10d后，待对照叶片生长到三叶一心时，取第2片叶，测定MDA的含量、相对电导率、相对含水量。本发明通过萌发和苗期试验多个指标的测定，计算各个指标的盐害指数，依据耐盐指数对各个自交系的耐盐性进行聚类分析，并对各个自交系进行综合评价，最终筛选出耐盐自交系。其操作简便，在实验室即能完成，大幅度减少了工作量，缩短筛选时间，提高筛选效率和结果的准确性。

Description

一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法

技术领域

本发明属于农业新品种选育技术领域，具体涉及一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法。

背景技术

世界上盐渍土壤的面积很大，仅就103个国家的统计中，20300万hm²的灌溉面积中，就有5000万hm²的盐渍土壤。随着人口剧增和耕地减少的双重影响，人类始终面临着粮食问题。因此，开发和利用盐碱地是必然选择，而选育耐盐品种是最佳途径。

玉米是重要的粮食和饲料作物，对盐分中度敏感，其耐盐性相对较差。选择的玉米品种能否在盐渍土壤上种植，首先要对其耐盐性进行科学的鉴定和评价，而要对品种进行耐盐性鉴定，鉴定方法与评价指标是关键。种子萌发与早期幼苗生长阶段是决定玉米能否在盐渍环境下生长最关键的时期，因此，对这两个时期玉米耐盐性的研究对筛选鉴定耐盐玉米品种，培育具有一定耐盐能力的玉米，充分利用盐渍化土地，提高玉米产量具有重要意义。

当前玉米耐盐种质筛选多是通过大田生产后比较相对减产率的方法获得耐盐种质，该方法耗时长，需要利用一定数量的土地，成本较高。

构建玉米耐盐筛选技术体系关键是确定筛选浓度和筛选指标。汤华等在对玉米进行耐盐性鉴定的试验中通过对各个性状的深入统计分析发现，120mmol/L的NaCl浓度是一个临界下限值，220mmol/L是玉米耐盐性筛选的临界上限浓度。在以前的实验中我们对3个玉米自交系（耐盐自交系8723和81162、盐敏感自交系P138）分别在盐浓度为0、100、140、180、220mmol/L的NaCl胁迫条件下进行试验，结果表明，NaCl浓度在140mmol/L以下时，3个自交系受害现象并不明显，而盐浓度在220mmol/L时，盐敏感自交系受盐害严重，大部分玉米自交系不发芽，而耐盐自交系8723和81162表现出很好的耐盐性。因此，我们把180mmol/LNaCl浓度确定为区分耐盐自交系和盐敏感自交系的最适浓度，此时性状的表现与对照相比有明显差异，并且耐盐系与盐敏感系差异显著。

发明内容

本发明的目的是克服现有玉米耐盐筛选技术的不足，提供一种玉米耐盐自交系的简易筛选方法。使用该方法，不仅可以减少实验的工作量，而且缩短实验时间，大大提高了耐盐种质筛选的效率和实验结果的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法，包括如下步骤：

（1）收集材料：收集各地的玉米自交系样本16份；

（2）种子清选与消毒：在每个玉米自交系样本中选择饱满、无破损的种子360粒；分别用0.5%的次氯酸钠消毒10 min，用蒸馏水冲洗3次，用滤纸吸干附着水，得16份玉米自交系消毒种子；

（3）盐胁迫下浸种：将16份玉米自交系消毒种子分别浸泡在0mmol/L与180 mmol/L的NaCl溶液中12 h，得16份玉米自交系盐胁迫种子分别进入步骤（4）与步骤（5），0mmol/L的作为对照样品；

（4）种子萌发试验：将步骤（3）所得的16份玉米自交系盐胁迫种子分别置于直径为12cm的培养皿中，双层滤纸作发芽床，每皿30粒，分别加入0 mmol/L与180 mmol/L的NaC1溶液，实验设3次重复；培养皿置于培养箱中25℃暗萌发；萌发期间每天补一次15 mL对应浓度的盐溶液，待种子萌发处理4 d后，统计每个自交系发芽种子数，分别计算16个自交系的发芽势；7 d后测定每个自交系的发芽率、根长、芽长、根鲜重与芽鲜重；

（5）幼苗生长试验：将0 mmol/L与180 mmol/L的NaC1溶液各100 mL分别与500 g已灭菌的蛭石搅拌均匀，而后分装于15 cm×13 cm的营养钵中；将步骤（3）所得的16份玉米自交系盐胁迫种子，分别播在各自对应盐浓度的消毒蛭石中，每钵30粒，进行胁迫处理，实验设3次重复；播种后置于植物生长室中培养，生长室的昼夜温度为25±2℃/20±2℃，每天光照12 h，光照强度为600 μmol/(s·m²)，相对湿度60-80%，期间，每隔1 d补加1次50 mL的去离子水，每3 d补加一次对应浓度的NaC1溶液50 mL，胁迫处理大约10 d后、待对照样品的叶片生长到三叶一心时，取第2片叶测定MDA含量、相对电导率与相对含水量；

（6）耐盐性综合评价：采用Excel2007和SPSS19.0软件对发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重、MDA含量、相对电导率、相对含水量9项指标进行分析处理，并计算各个指标的耐盐指数；根据各个指标的耐盐指数对16份玉米自交系运用欧氏距离的最短距离法进行聚类分析；并依据聚类分析的结果对16份玉米自交系的耐盐性做出综合性的评价。

为了得到更好的、契合实际的胁迫效果，种子经步骤（2）消毒后，应立即进入步骤（3），在相应浓度的NaC1溶液浸泡12 h。

在步骤（6）中，发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和相对含水量的耐盐指数的计算公式为：

耐盐指数=（对照测定值－胁迫测定值）/对照测定值×100%；

即耐盐指数为对照测定值与胁迫测定值的差与对照测定值的比的百分比；发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和相对含水量与盐胁迫呈负相关，耐盐指数值越大表示耐盐性越差。

MDA和相对电导率的耐盐指数的计算公式为：

耐盐指数=（胁迫测定值-对照测定值）/对照测定值×100%；

即耐盐指数为胁迫测定值与对照测定值的差与对照测定值的比的百分比； MDA和相对电导率大小与盐胁迫呈正相关，耐盐指数值越大表示耐盐性越差。

本发明通过对16份玉米自交系在180 mmol/LNaCl胁迫下测定种子萌发期和幼苗生长期的相关指标，根据各个指标的盐害指数对16份玉米自交系进行耐盐性聚类分析和综合评价，为玉米耐盐自交系的筛选和耐盐自交系优劣性评价提供了一种简易可行的方法，能够大大提高耐盐自交系筛选的效率，具有很高的应用价值，为选育优良耐盐品种以及高效利用世界盐碱地提供重要基础信息。

由于本发明玉米自交系的萌发期和幼苗期试验只是在0 mmol/L和180 mmol/L条件下进行。在萌发期的胁迫试验中，每天补一次15 mL的盐溶液，待种子萌发处理4 d后，统计每个自交系发芽种子数，计算16个玉米自交系的发芽势；7 d后测定16个玉米自交系的发芽率、芽长、根长、芽鲜重和根鲜重。在苗期试验中，每隔1 d补加1次50 mL的去离子水，每3 d补加一次对应浓度的NaC1溶液50 mL，胁迫处理大约10 d，待对照叶片生长到三叶一心时，测定MDA的含量、相对电导率和相对含水量。通过萌发和苗期试验相关技术指标的测定，计算各个指标的盐害指数，依据耐盐指数对各个自交系的耐盐性进行聚类分析和综合性评价，最终筛选出耐盐自交系。所以本发明操作简便，在实验室即能完成，大幅度减少了工作量，缩短筛选时间，提高筛选效率和结果的准确性。而当前玉米耐盐种质筛选多是通过大田生产后比较相对减产率的方法获得耐盐碱种质，耗时长，需要利用一定数量的土地，成本较高。

具体实施方式

本发明下述实验例中所用的方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用器材、试剂均为试剂公司购买的常规试剂、器材。

实验例，玉米耐盐自交系的简易筛选方法，按以下步骤进行：

1. 收集材料：收集了81162、8723、TS141、543、136等16份玉米种质材料，供试验所用；所收集的16份玉米种质材料如表1所示。

2. 种子清选与消毒：各自交系中选择饱满、无破损的种子360粒。将16份玉米自交系分别用0.5%的次氯酸钠消毒10 min，用蒸馏水冲洗3次，用滤纸吸干附着水，得16份自交系玉米消毒种子。

3. 盐胁迫下浸种：将消毒种子分别浸泡在0 mmol/L与180 mmol/L的NaC1溶液中12 h，得16份玉米自交系盐胁迫种子，分别进入步骤4与步骤5。

4. 种子萌发试验：将步骤3所得的16份玉米自交系盐胁迫种子分别置于直径为12 cm的培养皿中，双层滤纸作发芽床，每皿30粒；分别加入0 mmol/L与180 mmol/L的NaC1溶液，实验设3次重复。培养皿置于培养箱中25℃暗发芽，期间每天补一次15 mL对应浓度的盐溶液，待种子萌发处理4 d后，统计每个自交系发芽种子数，计算16个自交系的发芽势；7 d后，统计种子发芽率、胚芽长度、胚根长度、芽鲜重、根鲜重。

种子发芽势（%）=（第4天发芽种子数/供试种子粒数）×100；

种子发芽率（%）=（发芽的种子粒数/供试种子粒数）×100。

5. 幼苗生长试验：将0 mmol/L与180 mmol/L的NaC1溶液各100 mL分别与500 g已灭菌的蛭石搅拌均匀，而后分装于15 cm×13 cm的营养钵中；将步骤3所得的16份玉米自交系盐胁迫种子，分别播在各对应盐浓度的消毒蛭石中，每钵30粒，进行胁迫处理，实验设3次重复。播种后置于植物生长室中培养，期间，每隔1 d补加1次50 mL的去离子水，每3 d补加一次对应浓度的NaC1溶液50 mL，胁迫处理大约10 d后，待对照叶片生长到三叶一心时，测定MDA含量、相对含水量、相对电导率。生理生化指标测定均取第2片叶鲜样，具体方法按照植物生理学实验指导进行。

6.实验结果

6.1 16份玉米自交系萌发期和苗期的试验结果，分别如表2和表3。

6.2 采用Excel2007和SPSS19.0软件对发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重、MDA含量、相对电导率与相对含水量9项指标进行分析处理，并计算各个指标的耐盐指数。

其中：发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和相对含水量的耐盐指数的计算公式为：耐盐指数=（对照测定值－胁迫测定值）/对照测定值×100%； MDA和相对电导率的耐盐指数的计算公式为：耐盐指数=（胁迫测定值-对照测定值）/对照测定值×100%；16份玉米自交系各个指标的耐盐指数，如表4所示。

6.3 16份玉米自交系的耐盐性综合评价

根据各个指标的耐盐指数分别对16份玉米自交系运用欧氏距离的最短距离法进行耐盐性聚类分析。将耐盐性划分为5级，根据实际结果将高耐、耐、中耐、敏感、高感分别用1, 2, 3, 4, 5表示，对各自交系盐耐性进行排序。因此, 总分高的耐盐性弱, 总分低的耐盐性强。综合评价结果(表5)表明，玉米对盐胁迫十分敏感，其综合评价平均值的范围由1.8至4.2，故此将16份玉米自交系盐耐性由强到弱分为高耐(1.8-2.0) ，耐(2.1-2.4)，中耐( 3.0-3.4)，敏感(3.7-3.9)，高感( 4.0-4.2)5个级别，其中高耐盐自交系3份，中等耐盐自交系5份，耐盐自交系4份，盐敏感自交系2份，高敏感自交系2份。

从以上实例可以看出，此玉米耐盐种质筛选方法操作简便，对萌发期和幼苗期9个指标进行聚类分析和综合性评价，耐盐性的筛选更加准确可靠精确，提高耐盐种质筛选的效率，为玉米耐盐育种奠定了坚实的基础，应用潜力很大。

Claims

1.一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）收集材料：收集各地的玉米自交系样本16份；

（4）种子萌发试验：将步骤（3）所得的16份玉米自交系盐胁迫种子分别置于直径为12 cm的培养皿中，双层滤纸作发芽床，每皿30粒，分别加入0 mmol/L与180 mmol/L的NaC1溶液，实验设3次重复；培养皿置于培养箱中25℃暗萌发；萌发期间每天补一次15 mL对应浓度的盐溶液，待种子萌发处理4 d后，统计每个自交系发芽种子数，分别计算16个自交系的发芽势；7 d后测定每个自交系的发芽率、根长、芽长、根鲜重与芽鲜重；

2.如权利要求1所述的一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法，其特征在于：

在步骤（6）中，发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和相对含水量的耐盐指数的计算公式为：耐盐指数=（对照测定值－胁迫测定值）/对照测定值×100%；而MDA和相对电导率的耐盐指数的计算公式为：耐盐指数=（胁迫测定值-对照测定值）/对照测定值×100%。

3.如权利要求1或2所述的一种耐盐玉米自交系的简易筛选方法，其特征在于：种子经步骤（2）消毒后，应立即进入步骤（3）。