CN106846159A - 一种鉴定或评价小麦抗寒性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鉴定或评价小麦抗寒性的方法。本发明通过对低温处理后的不同小麦品种二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期的穗发育观察和生理指标测定，发现药隔期可作为抗寒性鉴定的生育期指标，并通过对春季人工低温胁迫条件下小麦抗寒性的调查，结合多项生理指标变化与抗寒性的关系，采用隶属函数法得到小麦抗寒性综合评价值，建立了多指标的综合抗寒评价函数，提出了一种小麦抗寒性鉴定与评价的方法。与现有技术用单一指标或极少指标评价小麦抗寒性的方法相比，本发明的方法更加准确客观，适用于不同小麦品种和种质资源材料抗寒性的鉴定与评价，为小麦品种和种质资源材料的抗寒性鉴定和抗寒性品种选育提供了技术依据。
Description
技术领域
本发明属于小麦抗灾减灾技术领域，具体涉及一种鉴定或评价小麦抗寒性的方法。
背景技术
低温灾害是指农作物在生长发育过程中，当温度下降到适宜温度下限后，生长就会出现延迟、停止甚至死亡的现象。小麦低温灾害可分为小麦冬季冻害和春季寒害，是小麦生长过程中频发的自然灾害，严重影响并制约着小麦的生长发育及产量的形成。尤其春季发生的倒春寒，是对小麦生产危害最严重的春季低温气象灾害之一，如2013年的倒春寒，对河南小麦的生长造成了严重危害，受灾小麦减产幅度达15％～60％。
低温对小麦生理伤害主要是使植株产生大量活性氧自由基，导致膜脂过氧化从而造成膜系统受损，有毒物质积累，最终导致细胞和组织受害甚至死亡。在低温胁迫过程中小麦植株会相应地通过如诱导新蛋白质的合成、可溶性糖含量增加和抗氧化酶活性增强等应激反应来减轻或消除低温伤害产生的不利影响，因此，小麦植株在低温胁迫下的生理指标测定值可作为小麦抗寒性鉴定的辅助指标。隶属函数法是根据模糊数学原理，在多指标测定的基础上对材料进行抗寒性综合评价,能比较准确地反映出品种间的抗寒性差异，在小麦(姜丽娜,张黛静,宋飞,等.不同品种小麦叶片对拔节期低温的生理响应及抗寒性评价[J].生态学报,2014,34(15):4251-4261.)、茶树(李叶云,舒锡婷,周月琴,等.自然越冬过程中3个茶树品种的生理特性变化及抗寒性评价[J].植物资源与环境学报,2014(3):52-58.)和甘蔗(张保青,杨丽涛,李杨瑞,等.自然条件下甘蔗品种抗寒生理生化特性的比较[J].作物学报,2011,37(3):496-505)等植物中均有应用，但是对于小麦在春季低温敏感期利用隶属函数法进行抗寒性评价未见报道。
选育耐寒小麦品种是解决小麦受寒害的主要手段之一，选育耐寒品种的关键是对耐寒品种的准确鉴定，目前在鉴定小麦抗寒性方面主要依赖受冻后的表型特征进行抗寒分级，但是对于冬季降温程度低或春季发生的倒春寒，由于其受寒害表型特征不明显则不能对品种的抗寒性进行准确判断。小麦遭遇低温后，是否发生损伤，与自身发育进程和体内多项生理特性的状况密切相关。因此，借助于这些性状指标的测定，可预判材料是否能够抵御本地区可能发生的低温寒害。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定N个待测小麦品种抗寒性的方法。
本发明提供的鉴定或辅助鉴定N个待测小麦品种抗寒性的方法包括如下步骤：
(1)分别对N个待测小麦品种进行低温处理，得到N个低温处理后的待测小麦品种；所述N为大于等于2的整数；
(2)分别检测每个低温处理后的待测小麦品种和与其对应的未经低温处理的待测小麦品种的如下生理生化指标：可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量，分别得到N个低温处理后的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值和N个未经低温处理的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值；
(3)对N个所述低温处理后的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值进行隶属函数分析，得到每个品种的可溶性糖含量的隶属函数值、SOD活性的隶属函数值和MDA含量的隶属函数值，
每个待测小麦品种的可溶性糖含量的隶属函数值的计算方法为将所述待测小麦品种的可溶性糖含量测定值代入公式(Ⅰ)；
每个待测小麦品种的SOD活性的隶属函数值的计算方法为将所述待测小麦品种的SOD活性测定值代入公式(Ⅰ)；
每个待测小麦品种的MDA含量的隶属函数值的计算方法为将所述待测小麦品种的MDA含量测定值代入公式(Ⅱ)；
所述公式(Ⅰ)如下：u(Xij)＝(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin)；
所述公式(Ⅱ)如下：u(Xij)＝1－(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin)；
所述公式(Ⅰ)和所述公式(Ⅱ)中，i为N个待测小麦品种中的任意一个待测小麦品种，j为可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量中的任意一个生理生化指标；Xij为待测小麦品种i的生理生化指标j的相对值，Xmax为N个低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最大值；Xmin为N个低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最小值；
所述相对值(Xij)的计算公式如下：
相对值(Xij)＝(待测小麦品种i在低温处理后的生理生化指标j测定值/未经低温处理的待测小麦品种i的生理生化指标j测定值)×100％；
(4)根据每个所述待测小麦品种的可溶性糖含量的隶属函数值、SOD活性的隶属函数值和MDA含量的隶属函数值，计算每个待测小麦品种的抗寒性综合评价值D，所述待测小麦品种i的抗寒性综合评价值(Di)的计算公式如下：
抗寒性综合评价值Di＝(待测小麦品种i的可溶性糖含量的隶属函数值+待测小麦品种i的SOD活性的隶属函数值+待测小麦品种i的MDA含量的隶属函数值)/3。
(5)根据每个所述待测小麦品种的抗寒性综合评价值D判断每个待测小麦品种为抗寒性强的品种、抗寒性中等的品种还是抗寒性差的品种：
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1.00，则待测小麦品种为或候选为抗寒性强的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.40<D≤0.65，则待测小麦品种为或候选为抗寒性中等的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.00<D≤0.40，则待测小麦品种为或候选为抗寒性差的品种。
上述方法中，所述对N个待测小麦品种进行低温处理为对N个处于药隔期的待测小麦品种进行低温处理。所述药隔期是指小麦幼穗分化发育过程中，雌蕊原基逐渐生长增大并逐渐形成花药原始体，由于此期花药不同部位的细胞分裂速度不同，由圆形发展成长方体，而且4个角的细胞分裂快，使初期的花药自下而上形成一个微形纵沟，此时花药内部开始分化形成药隔，当形态上能观察到微型纵沟时，将此时定义为药隔期。
上述方法中，所述低温处理的温度为-5℃-0℃；所述低温处理的温度具体为-3℃-0℃。
本发明的方法在实际应用中，对小麦品种进行低温处理是需要在温度恒定的环境下进行低温处理。在本发明的一个实施例中是将待测小麦品种置于人工气候室中进行低温处理。所述人工气候室温度设置为白天0℃(8:00-20:00)，夜间-3℃，温度变幅为±0.5℃，白天采用人工光源补光，光照强度为600μmol·m-2·s-1。
上述方法中，所述低温处理的时间为6h-18h；所述低温处理的时间具体为12h。
上述方法中，所述抗寒性强的小麦品种为经过低温处理后减产幅度小于25％的小麦品种；所述抗寒性中等的小麦品种为经过低温处理后减产幅度为(25-40)％的小麦品种；所述抗寒性差的小麦品种为经过低温处理后减产幅度大于40％的小麦品种。
本发明的另一个目的是提供上述方法的新用途。
本发明提供了上述方法在培育抗寒性强的小麦中的应用。
本发明还提供了上述方法在比较不同小麦品种的抗寒性中的应用。
本发明还有一个目的是提供一种抗寒性强的小麦的培育方法。
本发明提供的抗寒性强的小麦的培育方法是选取上述抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1.00的小麦品种进行培育。
本发明还有一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定待测小麦品种抗寒性的试剂盒。
本发明提供的鉴定或辅助鉴定待测小麦品种抗寒性的试剂盒包括检测待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的物质。
上述试剂盒中，所述检测待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的物质为检测待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量时所需的试剂和/或仪器。
上述试剂盒中，所述试剂盒还包括如下判断标准的可读载体1)或2)：
1)若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1.00，则待测小麦品种为或候选为抗寒性强的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.40<D≤0.65，则待测小麦品种为或候选为抗寒性中等的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.00<D≤0.40，则待测小麦品种为或候选为抗寒性差的品种；
2)待测小麦品种的抗寒性综合评价值D越高，待测小麦的抗寒性越强。
所述抗寒性综合评价值D为根据所述待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量按照权利要求1中(3)和(4)所述的方法计算得到的数值。所述抗寒性综合评价值D在0.00-1.00之间。
本发明的最后一个目的是提供上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)的新用途。
本发明提供了上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)在鉴定或评价小麦抗寒性中的应用。
本发明还提供了上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)在制备鉴定或评价小麦抗寒性的产品中的应用。
本发明还提供了上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)在培育抗寒性高的小麦中的应用。
本发明还提供了上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)在制备培育抗寒性高的小麦的产品中的应用。
本发明还提供了上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)在比较不同小麦品种抗寒性中的应用。
本发明还提供了上述试剂盒或上述试剂盒中的可读载体1)或2)在制备比较不同小麦品种抗寒性的产品中的应用。
本发明通过对低温处理后的不同小麦品种二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期的穗发育观察和生理指标测定，发现药隔期可作为抗寒性鉴定的生育期指标，并通过对春季人工低温胁迫下小麦抗寒性的调查，结合多项生理指标变化与抗寒性的关系，采用隶属函数法得到小麦抗寒性综合评价值，建立了多指标的综合抗寒评价函数，提出了一种小麦抗寒性鉴定与评价的方法。与现有技术的用单一指标或极少指标评价小麦抗寒性的方法相比，本发明的方法更加准确客观，适用于不同小麦品种和种质资源材料抗寒性的鉴定与评价，为小麦品种和种质资源材料的抗寒性鉴定和抗寒性品种选育提供了技术依据。
附图说明
图1为小麦抗寒性鉴定与评价的方法的流程图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
下述实施例中的二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期和四分体时期定义均在文献“崔金梅,郭天财.小麦的穗[M].北京:中国农业出版社,2000:18-54.”中公开过。
下述实施例中的药隔期是指小麦幼穗分化发育过程中，在雌蕊原基逐渐生长增大并形成花药原始体，由于此期花药不同部位的细胞分裂速度不同，由圆形发展成长方体，而且4个角的细胞分裂快，使初期的花药自下而上形成一个微形纵沟，此时花药内部开始分化形成药隔，当形态上能观察到微型纵沟时，将此时定义为药隔期。
下述实施例中的小麦品种由如下单位提供：
周麦18和周麦22由河南省周口农科院提供；
矮抗58由河南科技学院提供；
郑麦7698为河南省农科院提供；
石麦19和石麦22由河北农科院提供；
良星99、济麦22和山农20由山东农科院提供；
安农0711由安徽农业大学提供；
淮麦33由江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所提供；
以上品种均通过国家审定或省审定，可于种子经营单位购买。
下述实施例中的小麦品种的审定编号如下:
周麦18于2005年通过国家审定(国审麦2005006)；
良星99于2006年通过国家审定(国审麦2006016)；
济麦22于2006年通过国家审定(国审麦2006018)；
矮抗58于2005年通过国家审定(国审麦2005008)；
郑麦7698于2012年通过国家审定(国审麦2012009)；
周麦22于2007年通过国家审定(国审麦2007007)；
山农20于2010年通过国家审定(国审麦2010006)；
石麦19于2009年通过国家审定(国审麦2009018)；
石麦22于2011年通过国家审定(国审麦2011014)；
安农0711于2014年通过安徽省审定(皖麦2014002)；
淮麦33于2014年通过国家审定(国审麦2014001)。
实施例1、一种鉴定小麦抗寒性的方法及其有效性验证
一、一种鉴定小麦抗寒性的方法
本实施例对如下11个黄淮麦区主推品种：周麦18、良星99、济麦22、矮抗58、郑麦7698、周麦22、山农20、石麦19、石麦22、安农0711和淮麦33的抗寒性进行鉴定。具体步骤如下：
1、盆栽试验
对如下11个黄淮麦区主推品种：周麦18、良星99、济麦22、矮抗58、郑麦7698、周麦22、山农20、石麦19、石麦22、安农0711、淮麦33进行盆栽试验。盆栽试验种植方法为：盆直径30cm，高35cm，装肥沃表土并施足基肥，埋于试验田中，盆内土壤与盆外大田齐平。每个品种种植30盆，每盆点播20穴，每穴1粒，定苗10株，管理参照大田生产。
2、低温处理
对盆栽小麦植株进行穗分化观察，待小麦发育至二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期时分别取2盆试验材料移至人工气候室进行低温处理。气候室温度设置为白天0℃(8:00-20:00)，夜间-3℃，温度变幅为±0.5℃，白天采用人工光源补光，光照强度为600μmol·m-2·s-1。低温处理设置6h、12h和18h三个水平，低温处理6h时，处理温度为0℃；低温处理12h时，处理温度为0℃；低温处理18h时，处理温度为-3℃-0℃。低温处理结束后，将盆栽小麦埋于田间直至成熟收获。
3、幼穗冻害级别的调查
在小麦处于二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期时，对经过不同时间(6h、12h和18h)低温处理后的11个小麦品种通过观察穗发育情况进行幼穗冻害等级调查。各小麦品种各选取生长整齐且均匀一致的植株3株，其主茎用解剖针剥开，在体视显微镜下观察小麦幼穗发育进程和记录幼穗受冻害情况。具体调查方法参照文献“崔金梅,郭天财.小麦的穗[M].北京:中国农业出版社,2000:18-54.”和“刘平湘,郭天财,韩巧霞,等.不同类型冬小麦品种抗晚霜冻能力的鉴定[J].中国农学通报,2010,26(19):94-98.”中的方法。
结果如表1所示。从表1中可以看出：随着幼穗发育进程向前推移和低温处理时间的延长，各品种幼穗冻害级别逐步增大，幼穗冻害级别以二棱期最低，药隔期最高。其中周麦18、周麦22、山东20和淮麦33在不同穗发育时期经三个不同低温水平处理后，幼穗冻害级别较高，而矮抗58、石麦19、良星99和郑麦7698幼穗冻害级别则较低。
对药隔期和其它时期低温处理后幼穗冻害级别间的相关性进行分析，分析结果如表2所示。从表2中可以看出：药隔期低温处理6h、12h和18h后与小花分化期、雌雄蕊分化期的低温处理6h、12h和18h后及四分体时期低温处理12h后的各幼穗冻害级别相关性达到极显著差异，与四分体时期低温处理6h和18h后幼穗冻害级别相关性达到显著差异，因此药隔期的冻害级别与其它时期低温处理后幼穗冻害级别的关系证明药隔期可作为品种抗寒性鉴定的代表时期。
表1不同时期低温处理水平下幼穗冻害级别
注；I-V分别代表二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期。
表2药隔期和其它时期低温处理后幼穗冻害级别间的相关性分析
注；I、II、III和V分别代表二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期和四分体时期。
4、生理生化指标测定
低温处理结束后，分别取小麦主茎上部3片展开叶分别测定11个小麦品种在不同时间(6h、12h和18h)的低温胁迫条件下的5项与抗寒性相关的生理生化指标(试验设三次重复，检测各品种的某一生理生化指标一次重复所用的叶片重量不得低于0.5g)，并分析不同时期低温处理下各小麦品种生理生化指标变化平均幅度，同时以未低温胁迫处理植株叶片为对照。5项与抗寒性相关的生理生化指标为可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD活性(超氧化物歧化酶活性)、CAT活性(过氧化氢酶活性)和MDA(丙二醛)含量。其中，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法；SOD活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法；CAT活性测定采用紫外吸收法；MDA含量测定采用硫代巴比妥酸(TBA)反应法。可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和MDA含量的检测方法参照文献“周祖富,黎兆安.植物生理学实验指导[M].北京：中国农业出版社,2005:86-116.”中的方法；SOD活性的检测方法参照文献“李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社,2000,167-169.”中的方法；CAT活性的检测方法参照文献“邹琦.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业出版社,2000.”中的方法。
5项与抗寒性相关的生理生化指标检测结果如表3(表中数值为11个品种在不同低温处理条件下的各个指标的平均值)所示。从表3中可以看出，在二棱期各品种的可溶性糖含量、CAT活性、SOD活性除18h低温处理后的可溶性糖含量降低，其余各时间段这4个生理指标有不同程度增加。MDA含量在不同时间处理下，和对照相比，有不同程度下降，且与可溶性蛋白和可溶性糖增加幅度一致，在低温处理12后，MDA含量降幅最大。说明在二棱期小麦积累大量渗透调节物质，以使细胞渗透势增强，同时有更强的抗氧化能力去清除低温胁迫时积累的活性氧自由基，维持细胞质膜的稳定性和完整性，二棱期不属于低温敏感期。
各小麦品种生理指标变化平均幅度如表4所示。从表4中可以看出：在对后四个时期的生理指标变化研究中发现，低温处理后，小花分化期各品种的可溶性蛋白含量、可溶性糖、CAT活性的平均升幅、MDA含量的平均降幅与其余三个时期相比达到最大，分别为46.80％、54.05％、35.07％、54.37％和34.75％；而各品种可溶性糖含量、CAT活性、SOD活性的平均降幅、MDA含量的平均升幅在药隔期达到最大，分别为25.77％、32.33％、38.22％、45.20％和84.73％。说明在药隔期经低温胁迫后，渗透调节物质和保护酶的大量减少，MDA的大量积累将导致小麦植株抗寒能力减弱，药隔期对急剧降温发生的倒春寒更为敏感，结合步骤3中的幼穗冻害级别调查结果，药隔期可作为小麦倒春寒研究的敏感时期。
在药隔期在6h和12h低温处理水平下可溶性糖含量的平均增幅均大于可溶性蛋白含量的增幅，18h可溶性糖含量的降幅也大于可溶性蛋白含量的降幅，说明可溶性糖对于低温的响应更敏感。抗氧化酶类SOD和CAT酶活性在6h处理阶段均成增加状态，且SOD活性平均增幅大于CAT活性的平均增幅，而在12h和18h小时处理后，SOD活性平均降幅大于CAT活性的平均降幅，说明SOD较CAT在温度骤降时，在抗寒机制中发挥作用更积极。在本研究中，MDA含量的变化与渗透调节物质和抗氧化酶活性的变化成反比，且随着低温处理时间的延长，其含量也在不断增加，前人研究表明MDA积累会使超氧化物自由基或活性氧的产生增多，将严重损伤细胞膜系统，使膜的完整性遭到破坏，所以在一定条件下丙二醛含量的高低和细胞膜受损伤的程度的大小相关。综上所述，可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量可作为春季抗寒性生理指标来预测小麦的抗寒性。
表3不同时期低温处理下各小麦品种生理指标平均值
注；I-V分别代表二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期。
表4不同时期低温处理下各小麦品种生理指标变化平均幅度
注；I-V分别代表二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体时期。
将药隔期不同低温处理水平后的小麦幼穗冻害级别和各生理指标变幅做相关性分析，分析结果如表5所示。从表5中可以看出：与6h和18h低温处理相比，幼穗冻害级别和12h低温处理后的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的变幅间相关性均达到极显著水平。因此在实际工作中，可以在12h低温处理后，根据可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量生理指标值来预测小麦的抗寒性。
表5低温处理幼穗冻害级别和各生理指标变幅间的相关性
5、抗寒性分析
(1)隶属函数分析
将步骤4获得的不同小麦品种在药隔期经12h低温处理后的每个生理生化指标(可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量)的测定值进行隶属函数分析，得到每个品种对应的每个生理生化指标(可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量)的隶属函数值。
若计算小麦品种的可溶性糖含量和SOD活性的隶属函数值，则将该小麦品种的可溶性糖含量测定值和SOD活性测量值代入公式(1)；
u(Xij)＝(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin) (1)；
若计算小麦品种的MDA含量的隶属函数值，则将该小麦品种的MDA含量测量值代入公式(2)；
u(Xij)＝1－(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin) (2)；
公式(1)和公式(2)中，i为所有待测小麦品种中的任意一个待测小麦品种，j为可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量中的任意一个生理生化指标；Xij为小麦品种i的生理生化指标j的相对值，Xmax为所有低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最大值；Xmin为所有低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最小值。
相对值(Xij)的计算公式如下所示：相对值(Xij)＝(待测小麦品种i在低温处理后的生理生化指标j测定值/未经低温处理的待测小麦品种i的生理生化指标j测定值)×100％；
(2)抗寒性综合评价值D分析
根据每个品种对应的每个生理生化指标(可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量)的隶属函数值，计算每个小麦品种的抗寒性综合评价值D，
抗寒性综合评价值Di＝(待测小麦品种i的可溶性糖含量的隶属函数值+待测小麦品种i的SOD活性的隶属函数值+待测小麦品种i的MDA含量的隶属函数值)/3。
不同小麦品种的抗寒性综合评价值D的检测结果如表6所示。比较表6中药隔期在12h低温处理后测定的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的生理指标值获得的不同小麦的抗寒性综合评价值D，不同参试品种在低温胁迫后的抗寒性综合评价值均在0.10和0.92之间。根据综合值对参试品种的抗寒性进行鉴定，第一类为抗寒性强的品种：矮抗58、石麦19、郑麦7698和良星99(0.65<D≤1.00)；第二类为抗寒性中等的品种：济麦22、安农0711和石麦22(0.40<D≤0.65)；第三类为抗寒性差的品种：淮麦33、山农20、周麦22和周麦18(0.00<D≤0.40)。
表6低温胁迫下小麦各生理指标隶属函数值和综合评价值
二、鉴定小麦抗寒性的方法的有效性验证
对药隔期经过不同时间(6h、12h和18h)的低温处理后的各小麦品种的单株穗数、穗粒数、千粒重、单株产量和减产幅度进行检测。
检测结果如表7所示。从表7中可以看出：各小麦品种的产量及产量三要素均有所降低，单株穗数在6h、12h和18h低温处理后降幅最大的品种分别为石麦22和周麦18(12h和18h)，降幅分别为18.25％、31.17％和41.43％；穗粒数降幅最大的品种分别是山农20、安农0711和山农20，降幅分别为16.51％、24.50％和32.09％；千粒重在各低温处理后降幅最大的品种分别是周麦22(6h和12h)和淮麦33，降幅分别为17.93％、29.40％和40.28％；产量在6h、12h和18h处理后降幅最大的品种分别是周麦18、周麦22和淮麦33，分别为28.67％、48.89％和62.95％，降幅最小的品种分别是良星99、郑麦7698和矮抗58，分别为7.22％、21.53％和26.01％。
由于本实验是在人工胁迫下完成的，品种只受到逆境之一—低温的胁迫，因此低温是影响品种产量下降的主要因素，且本发明鉴定的不同品种在低温胁迫处理后产量的降幅与该品种抗寒综合评价值基本符合，即抗寒综合评价值高的品种在低温处理后具有更小的产量降低幅度，即具有更高的抗寒性，证明通过本发明的抗寒综合评价值去衡量小麦品种和种质资源材料的抗寒性高低是可靠的。
通过表7中的结果也可以看出：抗寒性强的小麦品种为经过低温处理后减产幅度小于25％的小麦品种；抗寒性中等的小麦品种为经过低温处理后减产幅度为(25-40)％的小麦品种；抗寒性差的小麦品种为经过低温处理后减产幅度大于40％的小麦品种。
表7低温处理下不同小麦品种产量及构成
因此，在实际工作中，可按照如下方法鉴定或辅助鉴定N个待测小麦品种的抗寒性(图1)：
(1)分别对处于药隔期的N个待测小麦品种进行低温处理，处理时间为12h，得到N个低温处理后的待测小麦品种；
(2)分别检测每个低温处理后的待测小麦品种和未经低温处理的待测小麦品种的如下生理生化指标：可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量，分别得到N个低温处理后的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值和N个未经低温处理的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值；
(3)对N个低温处理后的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值进行隶属函数分析，得到每个品种的可溶性糖含量的隶属函数值、SOD活性的隶属函数值和MDA含量的隶属函数值，
每个待测小麦品种的可溶性糖含量的隶属函数值的计算方法为将待测小麦品种的可溶性糖含量测定值代入公式(1)；
每个待测小麦品种的SOD活性的隶属函数值的计算方法为将待测小麦品种的SOD活性测定值代入公式(1)；
每个待测小麦品种的MDA含量的隶属函数值的计算方法为将待测小麦品种的MDA含量测定值代入公式(2)；
公式(1)如下：u(Xij)＝(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin)；
公式(2)如下：u(Xij)＝1－(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin)；
公式(1)和公式(2)中，i为N个待测小麦品种中的任意一个待测小麦品种，j为可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量中的任意一个生理生化指标；Xij为待测小麦品种i的生理生化指标j的相对值，Xmax为N个低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最大值；Xmin为N个低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最小值；
待测小麦品种i的生理生化指标j的相对值(Xij)的计算公式如下所示：
待测小麦品种i的生理生化指标j的相对值(Xij)＝(待测小麦品种i在低温处理后的生理生化指标j测定值/未经低温处理的待测小麦品种i的生理生化指标j测定值)×100％；
(4)根据每个待测小麦品种的可溶性糖含量的隶属函数值、SOD活性的隶属函数值和MDA含量的隶属函数值，计算每个待测小麦品种的抗寒性综合评价值D，待测小麦品种i的抗寒性综合评价值(Di)的计算公式如下：
抗寒性综合评价值Di＝(待测小麦品种i的可溶性糖含量的隶属函数值+待测小麦品种i的SOD活性的隶属函数值+待测小麦品种i的MDA含量的隶属函数值)/3。
(5)根据每个待测小麦品种的抗寒性综合评价值D判断每个待测小麦品种为抗寒性强的品种、抗寒性中等的品种还是抗寒性差的品种：
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1.00，则待测小麦品种为抗寒性强的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.40<D≤0.65，则待测小麦品种为抗寒性中等的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.00<D≤0.40，则待测小麦品种为抗寒性差的品种；
抗寒性强的小麦品种为经过低温处理后减产幅度小于25％的小麦品种；
抗寒性中等的小麦品种为经过低温处理后减产幅度为(25-40)％的小麦品种；
抗寒性差的小麦品种为经过低温处理后减产幅度大于40％的小麦品种。
Claims (10)
1.一种鉴定或辅助鉴定N个待测小麦品种抗寒性的方法，包括如下步骤：
(1)分别对N个待测小麦品种进行低温处理，得到N个低温处理后的待测小麦品种；
所述N为大于等于2的整数；
(2)分别检测每个低温处理后的待测小麦品种和与其对应的未经低温处理的待测小麦品种的如下生理生化指标：可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量，分别得到N个低温处理后的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值和N个未经低温处理的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值；
(3)对N个所述低温处理后的待测小麦品种的可溶性糖含量测定值、SOD活性测定值和MDA含量测定值进行隶属函数分析，得到每个品种的可溶性糖含量的隶属函数值、SOD活性的隶属函数值和MDA含量的隶属函数值，
每个待测小麦品种的可溶性糖含量的隶属函数值的计算方法为将所述待测小麦品种的可溶性糖含量测定值代入公式(Ⅰ)；
每个待测小麦品种的SOD活性的隶属函数值的计算方法为将所述待测小麦品种的SOD活性测定值代入公式(Ⅰ)；
每个待测小麦品种的MDA含量的隶属函数值的计算方法为将所述待测小麦品种的MDA含量测定值代入公式(Ⅱ)；
所述公式(Ⅰ)如下：u(Xij)＝(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin)；
所述公式(Ⅱ)如下：u(Xij)＝1－(Xij－Xmin)/(Xmax－Xmin)；
所述公式(Ⅰ)和所述公式(Ⅱ)中，i为N个待测小麦品种中的任意一个待测小麦品种，j为可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量中的任意一个生理生化指标；Xij为待测小麦品种i的生理生化指标j的相对值，Xmax为N个低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最大值；Xmin为N个低温处理后的待测小麦品种的生理生化指标j的相对值中的最小值；
所述相对值(Xij)的计算公式如下：
相对值(Xij)＝(待测小麦品种i在低温处理后的生理生化指标j测定值/未经低温处理的待测小麦品种i的生理生化指标j测定值)×100％；
(4)根据每个所述待测小麦品种的可溶性糖含量的隶属函数值、SOD活性的隶属函数值和MDA含量的隶属函数值，计算每个待测小麦品种的抗寒性综合评价值D，所述待测小麦品种i的抗寒性综合评价值(Di)的计算公式如下：
抗寒性综合评价值Di＝(待测小麦品种i的可溶性糖含量的隶属函数值+待测小麦品种i的SOD活性的隶属函数值+待测小麦品种i的MDA含量的隶属函数值)/3。
(5)根据每个所述待测小麦品种的抗寒性综合评价值D判断每个待测小麦品种为抗寒性强的品种、抗寒性中等的品种还是抗寒性差的品种：
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1.00，则待测小麦品种为或候选为抗寒性强的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.40<D≤0.65，则待测小麦品种为或候选为抗寒性中等的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.00<D≤0.40，则待测小麦品种为或候选为抗寒性差的品种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述对N个待测小麦品种进行低温处理为对N个处于药隔期的待测小麦品种进行低温处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述低温处理的温度为-5℃-0℃；
或所述低温处理的温度具体为-3℃-0℃。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：
所述低温处理的时间为6h-18h；
或所述低温处理的时间具体为12h。
5.权利要求1-4中任一所述的方法在培育抗寒性强的小麦中的应用；
或权利要求1-4中任一所述的方法在比较不同小麦品种的抗寒性中的应用。
6.一种抗寒性强的小麦的培育方法，是选取权利要求1中所述的抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1的小麦品种进行培育。
7.一种鉴定或辅助鉴定待测小麦品种抗寒性的试剂盒，其包括检测待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的物质。
8.根据权利要求7所述的试剂盒，其特征在于：所述检测待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的物质为检测待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量时所需的试剂和/或仪器。
9.根据权利要求7或8所述的试剂盒，其特征在于：所述试剂盒还包括如下判断标准的可读载体1)或2)：
1)若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.65<D≤1.00，则待测小麦品种为或候选为抗寒性强的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.40<D≤0.65，则待测小麦品种为或候选为抗寒性中等的品种；
若待测小麦品种的抗寒性综合评价值D为0.00<D≤0.40，则待测小麦品种为或候选为抗寒性差的品种；
2)待测小麦品种的抗寒性综合评价值D越高，待测小麦的抗寒性越强。
所述抗寒性综合评价值D为根据所述待测小麦品种的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量按照权利要求1中(3)和(4)所述的方法计算得到的数值。
10.权利要求7-9中任一所述的试剂盒或权利要求7-9中任一所述的试剂盒中的可读载体1)或2)在鉴定或评价小麦抗寒性中的应用；
或权利要求7-9中任一所述的试剂盒或权利要求7-9中任一所述的试剂盒中的可读载体1)或2)在制备鉴定或评价小麦抗寒性的产品中的应用；
或权利要求7-9中任一所述的试剂盒或权利要求7-9中任一所述的试剂盒中的可读载体1)或2)在培育抗寒性高的小麦中的应用；
或权利要求7-9中任一所述的试剂盒或权利要求7-9中任一所述的试剂盒中的可读载体1)或2)在制备培育抗寒性高的小麦的产品中的应用；
或权利要求7-9中任一所述的试剂盒或权利要求7-9中任一所述的试剂盒中的可读载体1)或2)在比较不同小麦品种抗寒性中的应用；
或权利要求7-9中任一所述的试剂盒或权利要求7-9中任一所述的试剂盒中的可读载体1)或2)在制备比较不同小麦品种抗寒性的产品中的应用。
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