CN107018707B - 一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油菜种子育种和栽培的技术领域，具体涉及一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法。将筛选、消毒后的油菜种子，在10‐5℃的光照培养箱内进行发芽实验，持续培养时间为21天，通过发芽率、成苗率、平均发芽时间、发芽指数、根长、根鲜重、总鲜重、根干重8项指标的测定，做相关隶属函数分析，根据油菜种子萌发出苗时的耐低温分级标准进行科学分级作为油菜种子耐低温性能的评测。本发明简单易行，节省开支，结果准确，可以通过本发明准确鉴定和筛选耐低温的油菜品种。

Description

一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法

技术领域

本发明属于油菜种子耐低温的技术领域，具体涉及一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法。

背景技术

由于中国农村劳动力转移、节本简化栽培需求及机械化种植的发展，近年来中国长江流域冬油菜的播种期不断推迟，这直接导致该地区油菜种子萌发出苗时遭遇低温的风险。众所周知，在农作物的栽培实践中，“萌发出苗”作为作物整个生育期的第一阶段，也是最重要的阶段之一，能否在低温胁迫下保持较高的出苗率和壮苗率，达到一播全苗和苗齐苗壮，将直接影响油菜产量的形成，甚至影响整个长江流域油菜种植面积。因此建立一种快速、简捷、准确的耐低温评测方法具有重要应用价值，其一是可以对现有普遍栽培的油菜品种及种质资源进行准确鉴定，其二是通过评测可以筛选出长江流域适宜晚播的油菜品种。

前人对油菜种子低温萌发研究指标比较单一，不够系统与深入，对大量品种的研究极少。例如鲜孟筑等(鲜孟筑，油菜种子萌发成苗期耐低温评价，作物杂志，2015(5):116‐122)进行了油菜种子萌发成苗耐低温评价，提出了鉴定低温下油菜种子萌发成苗能力的方法，但是目前看来，该方法工作量偏大(温度设置有25/20℃、10/5℃)，调查与计算方法繁琐(调查计算18项指标，其中有些指标并非原始指标，并且采用了低温与对照的比值进行主成分分析)，调查指标覆盖面不强(主成分分析的6个指标覆盖面不强)，分级标准不太科学(借鉴了玉米抗旱性的分级标准，不太科学)。所以在此基础上进行系统研究与数据分析提出本发明，相比于鲜孟筑等(2015)提出的标准更加简单、科学、准确，体现了较强的创新性。

发明内容

本发明的目的是针对上述生产上的问题提供一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法，其优点为对实验材料、实验仪器要求简单，实验条件容易控制，只需要掌握种子萌发相关简单技术即可。本发明的方法简单易行，节省开支，操作技术要求较低，结果准确，可以通过此方法准确鉴定与筛选耐低温品种。

本发明的技术方案如下：

一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法，选择当年的大小均匀、饱满、无病虫害的油菜种子(每个品种或材料筛选300粒以上种子)，先用0.1％浓度的次氯酸钠消毒15分钟，再用蒸馏水清洗四次后风干备用；将清洗后油菜种子放入铺有3层经高压灭菌的滤纸、装该滤纸的发芽盒加有10ml Hoagland营养液(一种常用营养液，Alan，a simpleliquid‐culture method of growing plants，florida state gorticultural society，1964，536‐537)的发芽盒(12×12×6cm)中，每盒100粒种子，三次重复；在GDN型光照培养箱(宁波东南仪器有限公司)中进行发芽培养，培养温度设置为10/5℃(其中每天10℃下为12h，5℃下为12h)，光照/黑暗(即，每天12h光照/12h黑暗)，光强(光照强度)为150μmol/m²/s；每天添加Hoagland营养液1ml，保持发芽盒内滤纸湿润；播种后，每天统计发芽率(以芽长>2mm为标准)，每天统计成苗数(以幼茎直立，子叶平展，子叶由淡黄转为绿色为标准)，于第21天统计及调查发芽率、成苗率、根长、苗鲜重、根鲜重、根干重，其中调查根长时取样数量为每重复10株，调查苗鲜重、根鲜重、根干重时取全部样品；测定并计算发芽率、成苗率、平均发芽时间、发芽指数、根长、根鲜重、总鲜重、根干重共8项指标；对以上8项指标进行隶属函数分析(结合案例中30个品种或材料的基础数据，其中平均发芽时间为负相关)，得出隶属函数平均值，根据油菜种子萌发出苗耐低温分级标准进行分级。

计算公式及分级标准如下：

发芽率＝发芽种子的粒数/供试种子总数×100％；

成苗率＝正常幼苗的株数/供试种子总数×100％；

平均发芽时间＝∑(Gt*Dt)/∑Gt(式中：Gt代表第t天发芽的种子数，Dt代表自播种后的第t天)；

发芽指数＝∑(Gt/Dt)；(式中：Gt代表第t天发芽的种子数，Dt代表自播种后的第t天)；

隶属函数值：Zij＝(Xij‐Ximin)/(Ximax‐Ximin)

如果为负相关，则用反隶属函数进行转换，计算公式为：Zij＝1‐(Xij‐Ximin)/(Ximax‐Ximin)

其中：Zij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；Ximax和Ximin表示各品种中指标的最大和最小的测定值。

油菜种子萌发出苗耐低温分级标准：隶属函数≥0.7为强抗，Ⅰ级；0.5≤隶属函数<0.7为中抗，Ⅱ级；0.3≤隶属函数<0.5为弱抗，Ⅲ级；隶属函数<0.3为不抗，Ⅳ级。

本发明的积极效果：

本发明具有投入低、效益高、操作简单的特点，是比较理想的鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法。本发明可以对油菜种子萌发出苗耐低温特性进行分级，筛选出的耐低温品种在迟直播条件下可以快速出苗、苗齐苗壮，解决了迟直播条件下某些油菜品种出苗慢、出苗率低、幼苗弱小等生产问题，在油菜生产上具有非常广阔的应用前景。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1低温胁迫对30个油菜品种(材料)萌发出苗的影响

利用30个油菜品种(材料名称见表1)，研究在10/5℃(其中每天10℃下培养12h，5℃下培养12h)低温处理下不同种子萌发出苗特性，提出一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法。

1、试验品种或材料的来源

表1品种(材料)及来源

说明：表1公开的油菜品种(材料)来自大专院校和科研院所，为公开应用的种质资源。

2、试验器材

光照培养箱(型号GDN‐300B‐4，宁波东南仪器有限公司生产)、发芽盒、滤纸、TOMYSX‐500高压灭菌锅、烘箱、天平、剪刀和镊子等为常用试验材料，可商购。

3、试验试剂

Hoagland营养液、0.1％浓度的次氯酸钠

4、试验处理

试验表明30个油菜品种(材料)经精选(当年种子、大小均匀、饱满、无病虫害)后，0.1％次氯酸钠消毒15分钟，蒸馏水清洗四次后风干备用；

将消毒后的油菜种子放入铺有3层经高压灭菌的滤纸的发芽盒中，每个发芽盒加10ml Hoagland营养液中，每盒培养100粒油菜种子，三次重复；

在GDN型光照培养箱中进行发芽，温度设置为10/5℃(其中每天10℃12h，5℃12h)，光照/黑暗(12h光照/12h黑暗)，光照强度为150μmol/m²/s；

每天给发芽盒每盒补加1ml Hoagland营养液，保持发芽盒内滤纸湿润；

播种后，每天统计发芽率(以芽长>2mm为标准)，每天统计成苗数(以幼茎直立，子叶平展，子叶由淡黄转为绿色为标准)，于第21天统计及调查发芽率、成苗率、苗高、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重，其中调查苗高、根长时取样数量为每重复10株，调查苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重时取全部样品；

测定并计算发芽率、成苗率、平均发芽时间、发芽指数、苗高、根长、总苗长、苗鲜重、根鲜重、总鲜重、苗干重、根干重、总干重共13项指标；

对以上13项指标进行主成分分析，根据贡献率筛选出重要指标，然后进行隶属函数分析，得出隶属函数平均值，根据油菜种子萌发出苗耐低温分级标准进行分级。

5、计算公式及分级标准

发芽率＝发芽种子的粒数/供试种子总数×100％；

成苗率＝正常幼苗的株数/供试种子总数×100％；

平均发芽时间＝∑(Gt*Dt)/∑Gt(Gt代表第t天发芽的种子数，Dt代表自播种后的第t天)；

发芽指数＝∑(Gt/Dt)(Gt代表第t天发芽的种子数，Dt代表自播种后的第t天)；

隶属函数值：Zij＝(Xij‐Ximin)/(Ximax‐Ximin)

如果为负相关，则用反隶属函数进行转换，计算公式为：Zij＝1‐(Xij‐Ximin)/(Ximax‐Ximin)

其中：Zij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；Ximax和Ximin表示各品种中指标的最大和最小的测定值。

油菜种子萌发出苗耐低温分级标准：隶属函数≥0.7为强抗，Ⅰ级；0.5≤隶属函数<0.7为中抗，Ⅱ级；0.3≤隶属函数<0.5为弱抗，Ⅲ级；隶属函数<0.3为不抗，Ⅳ级。

6、试验结果

表3主成分分析结果

表4各因子载荷矩阵

根据表3和表4结论，筛选第1和第2主成分的较大特征向量进行隶属函数分析，特征向量分别为平均发芽时间、根长、根鲜重、总鲜重、根干重、发芽率、成苗率、发芽指数，共计8个指标，其中平均发芽时间为负相标，其余为正相标。

根据表5提供的隶属函数值，参照油菜种子萌发出苗耐低温分级标准(隶属函数≥0.7为强抗，Ⅰ级；0.5≤隶属函数<0.7为中抗，Ⅱ级；0.3≤隶属函数<0.5为弱抗，Ⅲ级；隶属函数<0.3为不抗，Ⅳ级)。本发明得出如下结论：沣油823、圣光127、德核油999、赣油杂5号、湘杂油2号为强抗品种；华油杂14号、文油99、川油40、HN4、秦优7号、高油605、甲F2013棚、HN3、华油杂9号、浙油50、陇油8号、希望528为中抗品种；HN5、中油杂12、圣光77、HN2、丰油701、浙双8号、沣油737、丰油730、华双4号为弱抗性，华早291、沣油682、A35、德油8号为不抗。

上述参数为筛选耐低温油菜新品种提供了有用的参数。

Claims (1)

1.一种鉴定油菜种子萌发成苗耐低温特性的方法，其特征包括下列步骤：

(1)选择当年的大小均匀、饱满、无病虫害的油菜种子，每个品种或材料样本筛选300粒以上种子，先用0.1％浓度的次氯酸钠消毒15分钟，再用蒸馏水清洗四次后风干备用；

(2)将种子放入铺有3层灭菌滤纸，加有10ml荷格兰氏(Hoagland)营养液的发芽盒中，发芽盒的体积为12×12×6cm，每盒装100粒种子，三次重复；在光照培养箱中进行发芽培养，控制温度为每天10℃12h/5℃12h，控制光照为每天12h光照/12h黑暗，光照强度为150μmol/m²/s；每天补加Hoagland营养液1ml，保持发芽盒内滤纸湿润直至得到芽苗；

(3)播种后，以芽长>2mm为标准，以幼茎直立，子叶平展，子叶由淡黄转为绿色为标准，每天统计发芽率和成苗数，于第21天统计调查发芽率、成苗率、根长、根鲜重、总鲜重、根干重、平均发芽时间、发芽指数指标；其中：调查根长时样本取样数量为每重复10株幼苗；调查苗鲜重、根鲜重、根干重时取全部样本；对以上8项指标进行隶属函数分析，其中平均发芽时间为负相关，得出隶属函数平均值，根据油菜种子萌发出苗耐低温分级标准进行分级；

(4)油菜种子萌发出苗耐低温分级标准为：隶属函数≥0.7为强抗，Ⅰ级；0.5≤隶属函数<0.7为中抗，Ⅱ级；0.3≤隶属函数<0.5为弱抗，Ⅲ级；隶属函数<0.3为不抗，Ⅳ级。