CN106248739B - 一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法 - Google Patents

Abstract

一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法，大田土壤封冻前，取不同冬油菜植株上部完全展开且生长旺盛的真叶，并取相应植株根，编号后置于冰盒内；分析所取的叶和根的电导率和K⁺渗出率；用隶属函数法对得到的叶片电导率和K⁺渗出率以及根部电导率和K⁺渗出率进行综合抗寒性评价，得到不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij：通过得到的抗寒隶属函数值Uij来判断冬油菜的抗寒性，Uij值越大，品种抗寒性越强。该方法适用于自然降温过程田间不同冬油菜抗寒性鉴定与评价的技术体系，综合冬油菜地上部分和地下部分对冬油菜进行抗寒性早期鉴定，结果与田间鉴定结果一致；鉴定成本低，简便易行，准确可靠，能在早期有效鉴定与评价冬油菜的抗寒性。

Description

一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法

技术领域

本发明属于植物学冬油菜技术领域，涉及一种适用于不同白菜型冬油菜抗寒性鉴定与评价的技术体系，具体涉及一种自然降温过程中白菜型冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法。

背景技术

白菜型冬油菜是我国北方寒旱区的重要油料作物，适宜播期为8月下旬至9月上旬，一般在幼苗生长至4～5叶期时进入冬前低温生长阶段，8～9叶期时，幼苗停止生长，叶片逐渐干枯，进入越冬期。北方寒旱区冬油菜的抗寒性是在长期适应低温胁迫过程中通过自然选择而逐步形成的，安全越冬是北方寒旱区对冬油菜品种的基本要求，而对品种进行抗寒性鉴定是选择不同抗寒品种的基础。

研究表明，秋末和初冬的低温能够锻炼越冬植物的耐寒性，以适应越冬期间的低温，在这个适应的过程中，植物体内发生一系列的生理生化变化，包括细胞膜系统的变化、与植物抗寒性密切相关的抗氧化酶系统的变化等，这些生理生化的变化是评定植物抗寒性的主要指标。

植物组织细胞在低温胁迫条件下，随温度降低，细胞膜透性增大，细胞内K⁺等电解质外渗量会增加，外渗液的电导值相应增大。因此，植物的抗寒性与电导值、K⁺渗出率显著相关。利用电导法测定相对电导率，进而判断电解质与低温伤害程度的关系是鉴定植物耐寒性较直观的方法，已经被广泛应用于不同植物。

自然条件下复杂多变的气候环境对植物的抗寒性有直接影响。冬油菜在大田自然降温过程中的细胞质膜透性不同于人工控制条件下的降温过程，田间降温幅度大、昼夜温差大，且光照变化也大，其抗寒性受地上部分和地下部分多种因素的影响，因此应该结合叶片和根部细胞质膜透性才能对其抗寒性做出比较准确的鉴定。

发明内容

本发明的目的是提供一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法，综合叶片和根部细胞质膜透性，能够在早期较为准确地鉴定冬油菜的抗寒性，为抗寒优良新品种的选育提供理论依据和参考。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法，具体按以下步骤进行：

1）大田土壤封冻前，取不同冬油菜植株上部完全展开且生长旺盛的真叶，并取相应植株根，编号后置于冰盒后内；

2）分析所取的叶和根的电导率和K⁺渗出率，每个样品设置3次重复；

3）用隶属函数法对步骤2）得到的叶片电导率和K⁺渗出率以及根部电导率和K⁺渗出率进行综合抗寒性评价，得到不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij：

Uij=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax- Xjmin）

式中，Uij 表示i品种j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种j指标的测定值；Xjmin表示所有品种j指标的最小值；Xjmax表示所有品种j指标的最大值；i表示某个品种；j表示某项指标；

通过得到的抗寒隶属函数值Uij来判断冬油菜的抗寒性，Uij值越大，品种抗寒性越强。

本发明鉴定与评价方法适用于自然降温过程田间不同冬油菜抗寒性鉴定与评价的技术体系，综合冬油菜地上部分和地下部分对冬油菜进行抗寒性早期鉴定，结果与田间鉴定结果一致。但其鉴定成本低，简便易行，准确且可靠，能在早期有效鉴定与评价冬油菜的抗寒性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法，具体按以下步骤进行：

1）采样：在10月至12月初大田土壤封冻前，在田间取不同冬油菜植株上部完全展开且生长旺盛的真叶，每一品种（系）剪取6株，并取相应植株根，编号后放置于冰盒后内带回实验室备用；

2）对所取的叶和根进行电导率和K⁺渗出率分析，每个样品设置3次重复；

测定电导率：用自来水冲洗干净所取的冬油菜叶和根，用蒸馏水漂洗2次，然后用去离子水冲洗，滤纸吸干后将根剪成2mm小段；避开叶脉用中号打孔器在叶片上打六个小圆片，准确称取同一株冬油菜的根和叶各1g，将称取的根置于一个小锥形瓶中，将称取的叶置于另一个小锥形瓶中，然后在该两个小锥形瓶中分别添加10mL去离子水，封口后室温静置12h，然后用电导仪（DDS-11A型）测定电导率；之后将原样液封口后放入沸水浴中煮沸30min，以杀死植物组织，取出冷却至室温后在同样条件下测定煮沸电导率，3次重复，计算相对电导率。

测定K⁺渗出率：用自来水冲洗干净所取的叶和根，用蒸馏水漂洗2次，然后用去离子水冲洗，滤纸吸干后将根剪成2mm小段；叶片避开叶脉用中号打孔器打六个小圆片，分别准确称取同一株冬油菜的根和叶各1g，将称取的根置于一个小锥形瓶中，将称取的叶置于另一个小锥形瓶中，然后在该两个小锥形瓶中分别添加10mL去离子水，封口后室温静置12h，然后用原子吸收光谱仪（美国热电SOLLAR M6型）测定K⁺浓度。之后将原样液封口后放入沸水浴中煮沸30min，以杀死植物组织，取出冷却至室温后在同样条件下测定煮沸K⁺浓度，3次重复，计算K⁺渗出率。

K⁺渗出率的测定采用火焰原子吸收光谱仪进行分析，具体参数设置如下：灯电流：7.0Ma；光谱通带：0.5nm；燃烧器高度：7mm；空气流量：8.0ML/min； 乙炔流量：1.5L/min；波长：766.5nm。

3）冬油菜抗寒性受地上部分和地下部分多种因素的影响，植物的抗寒性与电导值、K⁺渗出率显著相关，隶属函数法可以综合并准确说明植物的抗寒性强弱。因此用隶属函数法将步骤2）得到的叶片电导率和K⁺渗出率以及根部电导率和K⁺渗出率进行综合抗寒性评价。得到不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij；由于电导率和K⁺渗出率与植物抗寒性呈负相关，计算公式为：

Uij=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax- Xjmin）

式中，Uij 表示i品种j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种j指标的测定值；Xjmin表示所有品种j指标的最小值；Xjmax表示所有品种j指标的最大值；i表示某个品种；j表示某项指标。

通过得到的不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij来判断其抗寒性，Uij值越大，品种抗寒性越强。

隶属函数法是根据模糊数学的原理，利用模糊数学中的最大隶属度原则和模糊变换的手段，对测定目标各个相关因素所构成的因素集论域U通过各指标的隶属函数变换所得到的模糊关系矩阵R(R∈U)，并通过各指标的评价子集进行模糊变换的运算，对运算结果依据隶属度最大原则进行评估。

利用隶属函数法对植物的抗寒性进行综合评价的报道较多，鲁金星等在低温胁迫对砧木及酿酒葡萄枝条抗寒性的影响研究中通过隶属函数法综合评判了不同葡萄品种抗寒性（鲁金星等，低温胁迫对砧木及酿酒葡萄枝条抗寒性的影响，果树学报，2012，29（6）:1040～1046），黄浩等在黄梁木种源抗寒性综合评价中也应用到了该方法（黄浩等，黄梁木种源抗寒性综合评价，华南农业大学学报，2016，37（1）：82～88. 马骊等利用隶属函数法对白菜型冬油菜的抗寒性进行了评价（马骊等，白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的研究，华北农学报，20 16，31 (1) ：147 -15 4）。

实施例：

冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法，包括以下步骤：

1）采样：在10月至12月初大田土壤封冻前，在田间取不同（11个品种）冬油菜植株上部完全展开且生长旺盛的真叶，并取根，放置于冰盒后带回实验室备用；

2）将冬油菜叶片和根部用于电导率和K⁺渗出率分析，每个样品设置3次重复；

电导率的测定：每株冬油菜取同一生长位点健壮功能叶，并取根。用自来水冲洗干净，用蒸馏水漂洗2次，然后用去离子水冲洗，滤纸吸干后将根剪成2mm小段；叶片避开叶脉用中号打孔器打六个小圆片，分别准确称取同一株冬油菜的根和叶各1g，将称取的根置于一个小锥形瓶中，将称取的叶置于另一个小锥形瓶中，然后在该两个小锥形瓶中分别添加10mL去离子水，封口后室温静置12 h，然后用电导仪（DDS-11A型）测定电导率；之后将原样液封口后放入沸水浴中煮沸30 min，以杀死植物组织，取出冷却至室温后在同样条件下测定煮沸电导率，3次重复，计算相对电导率。

每株冬油菜取同一生长位点健壮功能叶，并取根。用自来水冲洗干净，用蒸馏水漂洗2次，然后用去离子水冲洗，滤纸吸干后将根剪成2mm小段；叶片避开叶脉用中号打孔器打六个小圆片，分别准确称取同一株冬油菜的根和叶各1g，将称取的根置于一个小锥形瓶中，将称取的叶置于另一个小锥形瓶中，然后在该两个小锥形瓶中分别添加10mL去离子水，封口后室温静置12 h，然后用原子吸收光谱仪（美国热电SOLLAR M6型）测定其K⁺浓度。之后将原样液封口后放入沸水浴中煮沸30 min，以杀死植物组织，取出冷却至室温后在同样条件下测定煮沸K⁺浓度，3次重复，计算K+渗出率。

K⁺渗出率的测定采用火焰原子吸收光谱仪进行分析，具体参数设置如下：灯电流：7.0Ma；光谱通带：0.5nm；燃烧器高度：7mm；空气流量：8.0ML/min；乙炔流量：1.5L/min；波长：766.5nm。

3）将步骤（2）分析得到的叶片和根部电导率和K⁺渗出率进行隶属函数值分析，得到不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij；

Uij=1-（Xij-Xj min）/（Xjmax- Xjmin）

式中，Uij表示i品种j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种j指标的测定值；Xjmin表示所有品种j指标的最小值；Xjmax表示所有品种j指标的最大值；i表示某个品种；j表示某项指标。

通过比较步骤3）得到的表1所示的11个不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij来判断其抗寒性，Uij值越大，品种抗寒性越强。

表1 自然降温过程中不同冬油菜品种抗寒隶属函数值Uij

从表1判定11个冬油菜品种的抗寒性大小依次为‘陇油6号’>‘陇油7号’>‘陇油8号’>‘陇油9号’>‘天油4号’>‘天油5号’>‘天油8号’>‘天油2号’>‘延油2号’>‘200119’>‘宁油2号’。整体表现为陇油系列抗寒性强于天油系列，与北方寒旱区冬油菜田间抗寒鉴定结果相吻合。

本发明冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法适用于自然降温过程田间不同冬油菜早期抗寒性鉴定与评价的技术体系，综合冬油菜地上部分和地下部分对冬油菜进行抗寒性鉴定，与北方寒旱区冬油菜田间抗寒鉴定结果相吻合，能够为北方寒旱区冬油菜抗寒性能力做出早期预测。

Claims (1)

1.一种冬油菜抗寒性鉴定与评价的方法，其特征在于，该方法具体按以下步骤进行：

1)大田土壤封冻前，取不同冬油菜植株上部完全展开且生长旺盛的真叶，并取相应植株根，编号后置于冰盒内；

2)分析所取的叶和根的电导率和K⁺渗出率，每个样品设置3次重复；

测定电导率：洗净所取的叶和根，蒸馏水漂洗后，去离子水冲洗，滤纸吸干，将根剪成2mm长的小段；避开叶脉在叶片上打六个小圆片，分别称取同一株冬油菜的根和叶各1g，将所称取的根和叶分置于两个小锥形瓶中，添加10mL去离子水，封口后室温静置12h，然后测定电导率；之后将原样液封口后放入沸水浴中煮沸30min后，冷却至室温，在同样条件下测定煮沸电导率，3次重复，计算相对电导率；

测定K⁺渗出率：洗净所取的叶和根，蒸馏水漂洗后，去离子水冲洗，滤纸吸干后将根剪成2mm长的小段；避开叶脉在叶片上打六个小圆片，分别准确称取同一株冬油菜的根和叶各1g，将所称取的根和叶分置于两个小锥形瓶中，添加10mL去离子水，封口后室温静置12h，然后测定K⁺浓度；之后将原样液封口后放入沸水浴中煮沸30min，冷却至室温后在同样条件下测定煮沸K⁺浓度，3次重复，计算K⁺渗出率；

3)用隶属函数法对步骤2)得到的叶片电导率和K⁺渗出率以及根部电导率和K⁺渗出率进行综合抗寒性评价，得到不同品种冬油菜的抗寒隶属函数值Uij：

Uij＝1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

式中，Uij表示i品种j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种j指标的测定值；Xjmin表示所有品种j指标的最小值；Xjmax表示所有品种j指标的最大值；i表示某个品种；j表示某项指标；

通过得到的抗寒隶属函数值Uij来判断冬油菜的抗寒性，Uij值越大，品种抗寒性越强；

K⁺渗出率的测定采用火焰原子吸收光谱仪进行分析，具体参数设置如下：灯电流：7.0Ma；光谱通带：0.5nm；燃烧器高度：7mm；空气流量：8.0mL/min；乙炔流量：1.5L/min；波长：766.5nm。