CN108051433A - 一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法及装置，利用生长点高度测量装置，测量冬油菜生长点高度，结合不同生长点高度品种的生理特性，实现对冬油菜抗寒性的鉴定与评价。本发明的优点是，该方法建立了直观可靠的评价技术，该技术与现有技术指标评价冬油菜抗寒性的方法相比，更加准确客观，能够通过冬油菜生长点高度和生理特性反应出不同冬油菜品种抗寒性强弱，适用于不同冬油菜品种抗寒性的鉴定与评价。
Description
技术领域
本发明属于油菜抗寒性筛选与选育领域，涉及一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法及装置。
背景技术
低温是限制我国北方农作物生长和地理分布的重要环境因子之一，而寒害是严重危害农业生产的自然灾害之一，低温寒害是全球性的，全世界每年因低温寒害造成各种农作物的损失高达数千亿美元。选育抗寒品种是防止其发生的根本途径。 但是，北方地区冬、春季多风，蒸发量大，气候严寒、干旱，生态环境恶劣，极端最低气温为-22.7～-35.0℃，年平均蒸发量1657.1～2148.8mm，普通的冬性冬油菜品种难以越冬，选育具有优异抗寒性、优良品质以及高产的冬性冬油菜品种是该区域发展冬油菜生产的关键，而抗寒品种的选育首要解决简单、直观、有效、低廉的抗寒性强弱鉴定方法。
植物的抗寒性是多基因控制的数量性状，决定冬油菜抗寒性强弱的因素有很多，如形态特征，生理生化水平、酶活力、细胞活性及膜透性等均与冬油菜抗寒性相关，冬油菜抗寒性与其生长发育密切相关，一般抗寒品种苗期匍匐生长，生长点凹陷等，由于生长点在土地平面以下，可以有效躲避冬季寒风的危害，同时可以使生长点处于一个相对稳定的湿度条件下，避免受害。
目前，利用冬油菜生长点鉴定冬油菜抗寒性未见报道。为此，本发明申请旨在提供一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法及装置。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法，利用冬油菜生长点高度及生理特性鉴定冬油菜抗寒性强弱，并提供一种生长点高度测量装置。
为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法，该育种方法具体按以下步骤进行：
1）生长点高度测定
将待鉴定的冬油菜品种（系）种植于大田，每品种（系）留30株，幼苗生长至6~7片真叶，越冬期前25天（20℃）和越冬期5天（4℃）分别用测量装置测定待鉴定冬油菜品种生长点高度。
2）生理指标测定
将测量生长点高度样品带回实验室，分别测定可溶性糖、可溶性蛋白、过氧化氢酶、游离脯氨酸、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛、抗坏血酸。3）数据处理
将步骤1）和步骤2）获得的指标进行数据标准化后主成分分析，获得各主成分的得分值和贡献率，贡献率累计达到85% 则保留该主成分，所保留的主成分为用于冬油菜树抗寒性评价的主成分。
4）抗寒性评价
将步骤3）获得的用于冬油菜抗寒性鉴定与评价的主成分进行隶属函数值分析，得到不同品种冬油菜的抗寒性综合评价值D ，比较不同冬油菜品种的抗寒性综合评价值D，D值越大，冬油菜抗寒性越强。所述隶属函数值和综合评价的计算公式为：
Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
Wj=Pj/Pj
Di=(Uij×Wj)
其中，i表示某个冬油菜品种：j表示某个主成分，Uij表示i品种主成分j的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种主成分j得分值；Xjmin表示所有品种主成分j的最小值，Xjmax表示所有品种主成分j的最大值，Wj表示主成分j的权重，Pj表示主成分j的贡献率，Di为i品种的抗寒性综合评价值D。
优选地，步骤2）中，生理指标测定方法为取冬油菜生长点部位测定：超氧化物歧化酶活性测定采用氮蓝四唑光还原法；过氧化物酶活性测定采用愈创木酚比色法；过氧化氢酶活性测定采用紫外吸收法；丙二醛含量的测定用硫代巴比妥酸法；可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G250法；可溶性糖含量测定采用蒽酮显色法；抗坏血酸酶活性采用抗坏血酸比色法；游离脯氨酸釆用酸性印三酮法进行测定。
优选地，步骤2）中，主成分分析的方法为利用SPSS 软件进行数据标准化后分析。
优选地，步骤2）中，保留的冬油菜抗寒性评价的主成分2个，其中主成分1为过氧化物酶、超氧化物歧化酶、可溶性糖、可溶性蛋白、过氧化氢酶、游离脯氨酸、抗坏血酸；主成分2为生长点高度、丙二醛。
一种油菜生长点特性测定装置，其结构包括：三角形测量尺，三角形测量尺分为竖尺、斜尺和横尺；其中，竖尺的长度能够伸出与斜尺和横尺的铰接处；竖尺上还设有量爪，量爪可以在竖尺移动；横尺上设有滑块，滑块上固定有移动尺。
优选的，量爪采用拉杆设计，可以调节长度。
优选的，斜尺和横尺与竖尺铰接处设有方形孔，能够使竖尺穿过。
优选的，竖尺、斜尺、横尺、移动尺上均设有刻度。
有益效果：本发明通过冬油菜生长点高低程度初步反应出不同冬油菜品种抗寒性的强弱，并对其生长点进行抗寒指标评测，能综合反应出不同冬油菜品种抗寒性。此外，本发明建立了多指标的综合评价函数，该综合评价函数相比单一指标或极少指标评价冬油菜抗寒性的方法，更加准确客观。本发明一种冬油菜生长点高低测量工具，可简单准确的测量冬油菜生长点高度，利用该装置还可测量油菜根长、根颈直径、角果长，单株覆盖面积等。该鉴定油菜抗寒性的方法操作简便，对实验室条件和技术要求低、成本低、结果可靠。
附图说明
图1为本发明冬油菜生长点取样及测量标准。
图2为本发明抗寒性不同的冬油菜生长点对比图。
图3为本发明生长点高度测量装置结构示意图。
图4本发明生长点高度测量装置量爪伸展示意图。
其中，图中各结构的名称为：1-竖尺、2-斜尺、3-横尺、4-移动尺、5-量爪、6-滑块。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明的技术方案，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了关系不大的其他细节。
实施例1
本实施例提供利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法，具体按以下步骤：
1）选择9个冬油菜品种在越冬期前（20℃）和越冬期（4℃）测定生长点高度与8项抗寒相关生理指标，所述品种中白菜型冬油菜为陇油7号、陇油9号、陇油12号、天油4号、Lenox，甘蓝型冬油菜为TS309、TSG8、天油2266、天油2288，所述抗寒相关生理指标为：可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、丙二醛、抗坏血酸；生理指标测定方法为取冬油菜生长点部位测定；超氧化物歧化酶活性测定采用氮蓝四唑光还原法；过氧化物酶活性测定采用愈创木酚比色法；过氧化氢酶活性测定采用紫外吸收法；丙二醛含量的测定用硫代巴比妥酸法；可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G250法；可溶性糖含量测定采用蒽酮显色法；抗坏血酸酶活性采用抗坏血酸比色法；游离脯氨酸釆用酸性印三酮法进行测定。
2）将步骤1）获得的指标用SPSS软件进行数据标准化后主成分分析，按照累计贡献率达到85%的原则，保留前两项主成分，即为冬油菜抗寒性鉴定与评价的主成分1和主成分2,各主成分对应的得分值和贡献率如下表1所示：
表1 ：越冬期冬油菜分析指标主成分分析得分表
| 指标 | 主成分1 | 主成分2 |
| 生长点高度 | -0.125 | 0.723 |
| 过氧化物酶 | 0.366 | -0.181 |
| 丙二醛 | 0.263 | 0.498 |
| 超氧化物歧化酶 | 0.342 | -0.198 |
| 可溶性塘 | 0.371 | 0.086 |
| 可溶性蛋白 | 0.309 | 0.308 |
| 过氧化氢酶 | 0.372 | -0.213 |
| 游离脯氨酸 | 0.377 | 0.099 |
| 抗坏血酸 | 0.388 | 0.020 |
| 特征值 | 6.426 | 1.504 |
| 贡献率% | 71.399 | 16.713 |
| 累积贡献率% | 71.399 | 88.111 |
从表1中可以看出，主成分1 和主成分2 的累计贡献率达到88.111%，主成分1为过氧化物酶、超氧化物歧化酶、可溶性糖、可溶性蛋白、过氧化氢酶、游离脯氨酸、抗坏血酸；主成分2为生长点高度、丙二醛，这2个综合指标代表了原来9个单项指标88.111%的信息。
3）将步骤2）获得的用于冬油菜抗寒性鉴定与评价的主成分进行隶属函数值分析，得到不同品种冬油菜的抗寒性综合评价值D，所述隶属函数值和综合评价的计算公式为：
Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
Wj=Pj/SPj
Di=S(Uij×Wj)
其中，i表示某个冬油菜品种：j表示某个主成分，Uij表示i 品种主成分j的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种主成分j得分值；Xjmin表示所有品种主成分j的最小值，Xjmax表示所有品种主成分j的最大值，Wj表示主成分j 的权重，Pj表示主成分j的贡献率，Di为i品种的抗寒性综合评价值D，计算结果如下表2所示：
表2 ：主成分得分值Xij、隶属函数值Uij和综合评价值D
4）比较步骤3）获得的不同品种冬油菜的抗寒性综合评价值D，所述D 值在0~l之间，D值越接近1，表示抗寒性越强，反之，抗寒性则越弱。-4℃时D值较20℃增加，增加的幅度越大说明抗寒性越强，陇油7号、陇油9号、陇油12号、天油4号、Lenox、TS309、TSG8、天油2266、天油2288的D值分别为0.826、0.692、0.681、0.609、0.536、0.537、0.547、0.508、0.492，表明9个品种的抗寒性大小顺序为：陇油7号>陇油9号>陇油12号>天油4号>TSG8>TS309> Lenox >天油2266>天油2288，研究结果与品种自身抗寒性强弱一致。
实施例2
本实施例提供一种油菜生长点特性测定装置，其结构包括：三角形测量尺，三角形测量尺分为竖尺1、斜尺2和横尺3；其中，竖尺1的伸出与斜尺2和横尺3的铰接处；竖尺1上还设有量爪5，量爪5可以在竖尺1移动；横尺3上设有滑块6，滑块6上固定有移动尺4。
进一步地，量爪5采用拉杆设计，可以调节长度。
进一步地，竖尺1、斜尺2、横尺3、移动尺4上均设有刻度。
进一步地，采用该测定装置测量油菜生长点特性的操作步骤如下：
将横尺3与地面平行，竖尺1穿过斜尺2和横尺3与地面垂直，0刻度线与地面重合，滑动量爪5至待测样品生长点处即可测量冬油菜生长点高度。
实施例3
本实施例提供一种油菜生长点特性测定装置对油菜其他农艺性状的测量方法，其中，采用该测定装置测量油菜根长的操作步骤如下：
取待测油菜根部样品，一侧放置于竖尺1上0刻度线，滑动量爪5即可测油菜根长。
进一步地，采用该测定装置测量油菜根颈直径的操作步骤如下：
取待测油菜根部样品，将一个量爪5调至竖尺1上0刻度线，将根部样品与垂直放置竖尺1上0刻度线，滑动量另一个量爪5 至根部，两个量爪之间的距离即为油菜根颈直径。
进一步地，采用该测定装置测量油菜角果长特性的操作步骤如下：
取待测油菜角果样品，一侧放置于竖尺1上0刻度线，滑动量爪5即可测油菜角果长。
进一步地，采用该测定装置测量冬油菜越冬期单株覆盖面积的操作步骤如下：
将横尺3置于冬季干枯冬油菜最长横边，滑动滑块6将移动尺4置于干枯冬油菜最长竖边，即可得到冬油菜越冬期单株理论覆盖面积。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (6)
1.一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）生长点高度测定
将待鉴定的冬油菜品种（系）种植于大田，每品种（系）留30株，幼苗生长至6~7片真叶，越冬期前25天（20℃）和越冬期5天（4℃）分别用测量装置测定待鉴定冬油菜品种生长点高度；
2）生理指标测定
将测量生长点高度样品带回实验室，分别测定可溶性糖、可溶性蛋白、过氧化氢酶、游离脯氨酸、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛、抗坏血酸；
3）数据处理
将步骤1）和步骤2）获得的指标进行主成分分析，获得各主成分的得分值和贡献率，贡献率累计达到85%则保留该主成分，所保留的主成分为用于冬油菜树抗寒性评价的主成分；
4）抗寒性评价
将步骤3）获得的用于冬油菜抗寒性鉴定与评价的主成分进行隶属函数值分析，得到不同品种冬油菜的抗寒性综合评价值D ，比较不同冬油菜品种的抗寒性综合评价值D，D值越大，冬油菜抗寒性越强；所述隶属函数值和综合评价的计算公式为：
Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
Wj=Pj/Pj
Di=(Uij×Wj)
其中，i表示某个冬油菜品种：j表示某个主成分，Uij表示i品种主成分j的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种主成分j得分值；Xjmin表示所有品种主成分j的最小值，Xjmax表示所有品种主成分j的最大值，Wj表示主成分j的权重，Pj表示主成分j的贡献率，Di为i品种的抗寒性综合评价值D。
2.如权利要求1所述的一种利用生长点特性鉴定冬油菜抗寒性的方法，其特征在于，所述步骤2）中，生理指标测定方法为取冬油菜生长点部位测定。
3. 如权利要求l 所述的一种利用生长点鉴定冬油菜抗寒性的方法，其特征在于，所述步骤2）中，保留的冬油菜抗寒性评价的主成分2个，其中主成分1为过氧化物酶、超氧化物歧化酶、可溶性糖、可溶性蛋白、过氧化氢酶、游离脯氨酸、抗坏血酸；主成分2为生长点高度、丙二醛。
4.一种油菜生长点高度测定装置，其特征在于，其结构包括：三角形测量尺，三角形测量尺分为竖尺、斜尺和横尺；其中，竖尺的伸出与斜尺和横尺的铰接处；竖尺上还设有量爪，量爪可以在竖尺移动；横尺上设有滑块，滑块上固定有移动尺。
5.如权利要求4所述一种油菜生长点特性测定装置，其特征在于，量爪采用拉杆设计，可以调节长度。
6.如权利要求4所述一种油菜生长点特性测定装置，其特征在于，竖尺、斜尺、横尺、移动尺上均设有刻度。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN110810173A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-21 | 甘肃农业大学 | 利用根系性状鉴定白菜型冬油菜抗寒性的方法 |
| CN111855586A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-30 | 广东省农业科学院果树研究所 | 菠萝品种耐寒性的快速筛选方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110810173A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-21 | 甘肃农业大学 | 利用根系性状鉴定白菜型冬油菜抗寒性的方法 |
| CN110810173B (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-18 | 甘肃农业大学 | 利用根系性状鉴定白菜型冬油菜抗寒性的方法 |
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| CN111855586B (zh) * | 2020-06-04 | 2021-09-14 | 广东省农业科学院果树研究所 | 菠萝品种耐寒性的快速筛选方法 |
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