CN105027963A - 一种苎麻种质资源耐寒性鉴定与评价的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于园艺学领域,具体涉及一种用于评价苎麻种质资源耐寒性的鉴定和评价方法。为了快速、准确且简单评价苎麻的耐寒性,研究人员筛选了许多指标,比如生理指标、生态学指标和形态学指标,但是研究发现上述指标中大多数与植株死亡率几乎无相关性,难以用来直接评价苎麻的耐寒性。本发明提供一种苎麻种质资源耐寒性鉴定与评价的方法,便于操作,评价分级数据稳定可靠,克服自然环境条件下难以精准鉴定苎麻种质的弊端。本发明不受时间的限制,自2月下旬至10月中旬都可以进行苎麻种质耐寒性鉴定。有利于对苎麻种质资源进行耐寒性评价分级,利于耐寒性苎麻种质筛选以及耐寒性苎麻品种的选育。
Description
技术领域
本发明涉及苎麻种质资源鉴定与评价领域,具体涉及是苎麻种质资源耐寒性鉴定与评价的方法。
背景技术
温度是影响作物生长发育和产量形成的重要环境因子,低温是一个主要的逆境因子。在全球气温变暖的大趋势下,气温变化异常,极端天气频繁出现,农作物的寒冻灾害日趋严重,给种植业带来了巨大的损失。极端天气人们难有足够的时间和能力做出有力的反应,为了减少损失,耐寒性的品种种植是人们对待低温胁迫采取的有效措施。
国内外的研究者为了快速、准确且简单评价植物的耐寒性筛选了许多指标,包括生态、形态、生理生化等方面,但是植物抵御低温是受多因子影响的复杂过程,不同种质间对低温的响应机理不同,表型不同,单一指标难以全面准确地反映其耐寒性的强弱。
苎麻(BoehmerianiveaL.)是中国特有的重要纤维用作物,也是很好的南方高蛋白饲料作物,属于荨麻科苎麻属,多年生宿根型无性繁殖作物。苎麻通过地下根-俗称麻蔸的方式过冬,春天麻蔸发芽。极端天气下,冬天的冻害会对麻蔸产生伤害。春天,“倒春寒”会影响苗期苎麻的生长发育,甚至会导致苗期苎麻凋萎死亡,严重的影响到苎麻的产量、纤维品质或蛋白含量。因此,为了避免恶劣冷冻天气对苎麻生产带来的严重影响,选育和筛选耐寒性苎麻品种非常重要。植株死亡是形态特征变化之一,但是对于低温胁迫最先发生敏感反应的为叶,故有些科学家通过叶褐化和脱落来评价植物种质的耐寒性。苎麻在低温4℃胁迫2天叶片开始边缘褐化,2℃胁迫叶片的褐化程度增加,胁迫2天后出现叶片脱落。发明人曾研究2℃低温胁迫下苎麻种质冻伤叶与0℃胁迫2天植株死亡率相关性,尽管褐化叶与脱落叶存在很大的出别,褐化叶中褐化的程度存在不同,2℃胁迫1天及3天冻伤叶与植株死亡率几乎无相关,2℃胁迫2天冻伤叶与植株死亡率呈现负弱相关。因此根据叶冻伤的程度,难以综合分析,给出定量指标。尽管揭雨成等(2007)编写《苎麻种质资源描述规范和数据标准》涉及到苎麻耐寒性鉴定方法,可是鉴定方法中依靠自然环境冻害,难以统一冻害温度,并且分级评定标准就是依据“冻害”不便于判断,无法科学准确的对苎麻种质进行耐寒性鉴定,也就是说目前苎麻还未有可行性耐寒性鉴定方法和评价体系。
发明内容
本发明正是针对以上问题,提供一种苎麻种质资源耐寒性鉴定与评价的方法,有利于对苎麻种质资源进行耐寒性评价分级,利于耐寒性苎麻种质筛选以及耐寒性苎麻品种的选育。
本发明的具体技术方案如下:
(1)苎麻种质耐寒性鉴定方法:
①苎麻苗培养:每年的2月下旬至10月中旬,取苎麻种质麻蔸,细切,种蔸大小25g左右,带有8-10个左右芽点,种植于直径为22-25cm的塑料花盆中,置于温室中培养,每份苎麻种质培养5盆,重复3次。麻蔸要求:不带病毒,无腐烂。盆栽土壤配置:土壤主要成分为黄土,经太阳晒干,按照黄土:有机肥=40:1拌均匀。
②低温胁迫处理:当苎麻种质苗生长到10-12cm高时,计算每份种质的植株总数量,且连塑料花盆一起置于低温人工培养室(箱),低温人工培养室(箱)设置胁迫温度为0℃,将待评价苎麻种质苗在此温度下处理2天。胁迫时的光照时间为白天14小时,黑夜为10小时,光照强度为2000~2500Lx,低温人工培养室(箱)相对湿度为60%~75%。
③植株死亡率调查:低温胁迫处理完成以后,将苎麻苗从培养室(箱)取出,室温(20℃~33℃)下温室中培养7-8天,要求第一天不浇水,第二天开始浇水,保持土壤的湿润,恢复培养期间不施肥。计算恢复培养后苎麻苗植株死亡率。苎苎麻苗植株死亡率公式为:植株死亡率=植株死亡株数/胁迫前植株总株数×100%
(2)苎麻种质资源耐寒性评价分级:
①强:植株死亡率≤30%
②中:30%<植株死亡率≤65%
③弱:65%<植株死亡率
注:植株死亡率为鉴定植株三次重复植株死亡平均数
苎麻种质鉴定及评价操作步骤为,先对需鉴定的苎麻种质进行步骤(1)的鉴定,获得苎麻种质植株死亡率平均值,再根据步骤(2)的要求进行耐寒性鉴定的评价,评价有三种水平,分别为强、中、弱。根据评价水平判断苎麻种质,评价为强的种质判定此种质耐寒性强,评价为中的种质判定此种质耐寒性中等,评价为弱的种质判定此种质耐性弱,即不耐寒。
通过此标准对苎麻种质进行耐寒性评价,能够保种苎麻种质圃中25%左右苎麻种质的抗性为强,40%左右苎麻种质耐寒性抗性为中,35%苎麻种质抗性为弱。
本发明的技术效果:
1、本发明首次提出0℃胁迫处理苎麻苗期植株2天,计算植株死亡率,根据植株死亡率评价苎麻耐寒性的强弱。这种鉴定评价方法,简单,实用,结果科学。
2、本发明采用人工培养室(箱)对苎麻种质进行胁迫处理,是一个封闭的冻害环境,能够克服自然环境胁迫苎麻种质,耐寒性鉴定过程中胁迫温度难以恒定的弊端。并且本方法不受自然环境温度变化的影响,胁迫处理持续的时间长,苎麻耐寒性种质评价可以从2月下旬至10月中旬都可以进行。
3、本发明采用苗期苎麻(种根芽点发出的苗)作为研究对象,便于耐寒性鉴定操作,并且能够保证胁迫对象植株的数量,便于统计,方法科学。
总之,本发明苎麻种质耐寒性鉴定及评价方法鉴定,便于操作,评价分级数据稳定可靠,克服自然环境条件下难以精准鉴定苎麻种质的弊端。本发明不受时间的限制,自2月下旬至10月中旬都可以进行苎麻种质耐寒性鉴定及评价。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。在以下实施例和对比例中,用死亡率表示苎麻的耐寒性,这一数值越低,说明耐寒性越好。
实施例1
用本发明提供的方法来评价苎麻种质资源的耐寒性
(1)苎麻种质苗培养:
本实验用15份苎麻种质由中国农业科学院麻类研究所国家种质苎麻圃提供,分别为:湖北细叶绿、万县蔸麻、青麻苎、日本苎麻、宜黄家麻、川苎2号、大庸黄壳麻、黄皮苎、中苎1号、黔苎1号、九江麻、黎平青麻、川苎8号、龙弟家青麻、青皮蔸。2014年3月10日,从苎麻种质圃挖研究苎麻种蔸,种蔸要求不带病毒,无腐烂。细切苎麻种蔸,将8-10个芽点25g左右种蔸种植于塑料花盆,每份种质5盆3次重复。
花盆中土壤配置方法为:黄土经太阳晒干,按照黄土:有机肥=40:1拌均匀。首次栽培苎麻土壤浇透水,以后根据土壤实际干湿度每到2-3天浇水一次,保证每盆苎麻种质长8棵左右植株。
(2)低温胁迫处理:
2014年4月9日,将15份苎麻种质连同栽培的塑料盆至于温度为0℃的人工培养箱中,胁迫处理2天。胁迫时的光照时间为白天14小时,黑夜为10小时,光照强度为2200Lx,低温人工培养室(箱)相对湿度为65%。
(3)植株死亡率计算
2014年4月11日,低温胁迫后苎麻种质至于室温(20℃~33℃)中培养,要求第一天不浇水,第二天开始浇水,保持土壤的湿润,恢复培养期间不施肥。8天后,调查被低温胁迫苎麻种质植株的死亡情况,并计算植株死亡率。
(4)苎麻种质耐寒性评价
根据植株死亡率对15份研究苎麻种质进行耐寒性分级评定(见表1)。结果15份苎麻种质分级评定中有6份种质耐寒性强,4份种质耐性中,5份种质耐寒性弱。通过耐寒性评价指标能很好的评价苎麻种质耐寒性强弱,并且每评价一批种质经历的时间为40多天,苎麻种质耐寒性进行评价快速且准确。
表115份苎麻种质0℃胁迫处理后植株死亡率评价情况
实施例2对比例
低温胁迫苎麻种质冻伤叶与植株死亡率相关性
低温胁迫,最直观的影响是植物表型改变,尤其是形态特征的变化。植株死亡是形态特征变化之一,但是对于低温胁迫最先发生敏感反应的为叶,故有些科学家通过叶褐化和脱落来评价植物种质的耐寒性。苎麻在低温4℃胁迫2天叶片开始边缘褐化,2℃胁迫叶片的褐化程度增加,胁迫2天后出现叶片脱落。本案例中研究2℃低温胁迫下苎麻种质冻伤叶与0℃胁迫2天植株死亡率相关性(见表2)。尽管褐化叶与脱落叶存在很大的出别,褐化叶中褐化的程度存在不同,但是为了方便计算,本案例将所有的褐化叶和脱落叶相加,统称为冻伤叶。从表1中可以发现2℃胁迫1天及3天冻伤叶与植株死亡率几乎无相关,2℃胁迫2天冻伤叶与植株死亡率呈现负弱相关。从相关性来看,如果根据冻伤叶来评价苎麻种质耐寒性,是很难做到。造成这种原因可能为叶冻伤的程度不同,难以综合分析,给出定量指标。
表2低温胁迫苎麻种质冻伤叶与植株死亡率相关性
本案例进一步说明,采用植株死亡率高低评价苎麻种质耐寒性,有着科学性,能够给出定量的数据,容易判定种质耐性。
以上实施案例是为了进一步说明本发明的内容,但不应理解为本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤、条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。
Claims (2)
1.一种苎麻种质资源耐寒性鉴定与评价的方法,包括鉴定和评价两个步骤,其特征在于,所述耐寒性鉴定的方法如下:
(1)苎麻苗培养:每年的2月下旬至10月中旬,取苎麻种质麻蔸,细切,种蔸大小25g左右,带有8-10个左右芽点,种植于直径为22-25cm的塑料花盆中,置于温室中培养,每份苎麻种质培养5盆,重复3次,麻蔸要求:不带病毒,无腐烂,盆栽土壤配置:土壤主要成分为黄土,经太阳晒干,按照黄土:有机肥=40:1拌均匀;
(2)低温胁迫处理:当苎麻种质苗生长到10-12cm高时,计算每份种质的植株总数量,且连塑料花盆一起置于低温人工培养室(箱),0℃温度下,处理苎麻苗2天;
(3)植株死亡率调查:苎麻苗从培养室(箱)取出,室温(20℃~33℃)下温室中培养7-8天,要求第一天不浇水,第二天开始浇水,保持土壤的湿润,恢复培养期间不施肥。计算恢复培养后苎麻苗死亡率,公式为:植株死亡率=苎麻植株死亡株数/苎麻植株总株数×100%;
所述苎麻种质资源耐寒性评价分级的标准如下:
(1)强:植株死亡率≤30%
(2)中:30%<植株死亡率≤65%
(3)弱:植株死亡率>65%
2.根据权利要求1所述的苎麻种质资源耐寒性鉴定与评价的方法,其特征在于,所述胁迫过程中,光照时间为白天14小时,黑夜为10小时,光照强度为2000~2500Lx,低温人工培养室(箱)相对湿度为60%~75%。
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