CN108243878B - 一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法 - Google Patents

一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法,包括浸种催芽、播种、培养和统计步骤;在相同生长条件下,以同一水稻品种中胚根未扎入多糖凝胶培养基的种子个数与正常发芽的种子个数的比值,比值越大,扎根能力越弱;比值越小,扎根能力越大;本发明的鉴定方法简单、快速且准确,既可以筛选弱扎根能力的突变体进行扎根能力基础研究,又可以筛选极强扎根能力的水稻品种为培育适合直播的优良品种做准备,适用性强。

Description

一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法
技术领域
本发明属于农作物种植技术领域,具体涉及一种水稻幼胚扎根能力新的鉴定方法,有效提高水稻幼胚扎根能力鉴定的效率和准确性。
背景技术
水稻是我国主要粮食作物,而我国又是淡水资源较为缺乏国家,每年由于干旱造成水稻产量的减少占各种非生物胁迫因素之首。根深才能叶茂,根系是植物吸收水分和营养的主要器官,因此发达根系尤其是较深根系是水稻抵抗表面缺水的主要手段。在包含我国在内的东南亚地区有很多依靠天然降水灌溉的雨育田,这些雨育田大部分都有一层坚实的犁底层,由于犁底层土壤硬度很高,一般比耕作层要高一倍,所以会严重的限制植物根系向下生长,阻碍植物吸收较深土壤中的水分和营养。为了提高水稻抗旱和抗营养缺乏的能力,有必要筛选和培养一些具有较强扎根能力的品种,以抵抗犁底层的限制。由于种子早期的扎根能力显著影响到种子的成活率和健壮程度,水稻幼胚的扎根能力对直播水稻非常重要。幼胚的扎根能力越强,直播苗的成活率会越强,尤其是在质地较硬的土壤上。现有技术中虽然有对30天以上的水稻大苗进行扎根能力鉴定的方法,但未见有对幼胚扎根能力进行鉴定的方法相关技术报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:
一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法,包括以下步骤:浸种催芽、播种、培养和统计,且所述播种和培养在多糖凝胶培养基中进行;在相同生长条件下,以同一水稻品种中胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与正常发芽的种子个数之间比值作为所述水稻幼胚扎根能力的指标,比值越大,扎根能力越弱;比值越小,扎根能力越大;其中,所述正常发芽的种子为同时有健康胚芽和胚根的种子;所述胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子为胚根任何部分都还在所述多糖凝胶培养基上面的种子。
进一步地,所述多糖凝胶培养基包括琼脂胶、魔芋胶,卡拉胶、刺槐豆胶、明胶、角豆胶、糊精和黄原胶中的一种,且质量浓度为0.8%~4%。
进一步地,所述多糖凝胶培养基的制备方法为:称取培养基粉加入到水中形成质量浓度为0.8%~4%的悬浮液,再煮沸成透明液体,冷却后倒入容器中凝固。
进一步地,所述浸种催芽为将饱满的水稻种子放入28℃的水中浸泡2天。
进一步地,所述播种方法为:将所述水稻种子带胚一端朝上插入所述多糖凝胶培养基中,使所述水稻种子没入所述多糖凝胶培养基中,仅露出2~3mm胚尖于所述多糖凝胶培养基表面以上,且保持每个所述水稻种子播种深度一致。进一步地,所述培养方法为:将所述播种后的水稻种子包上保鲜膜,并放入恒温生长箱培养2~4天。
进一步地,所述统计方法为:统计所述培养好的水稻种子中胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与正常发芽的种子个数,并计算所述胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与所述正常发芽的种子个数的比值。需要说明的是,为便于统计,可将培养好的水稻种子先扫描拍照,然后统计同一时间所拍照片中胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与正常发芽的种子个数。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件可以任意组合即得本发明各较佳实例;另外本发明所用的原料和试剂除有特殊说明外,均市售可得或为常规选择。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明鉴定水稻幼胚扎根能力的方法整个鉴定过程只需要4~6天,且无需特殊设备和材料,简便、快速。
(2)本发明所用琼脂浓度均匀,培养条件稳定,且采用的是15个以上个体的整体表现,不同个体之间、不同品种之间和不同批次之间的重复性非常高,可应用于大批量突变体的准确筛选。
(3)本发明通过鉴定水稻幼胚的扎根能力,既可以筛选弱扎根能力的突变体进行扎根能力基础研究,又可以筛选极强扎根能力的水稻品种为培育适合直播的优良品种做准备,适用性强。
附图说明
图1为浸种前和浸种后的示意图;
图2为装琼脂胶前后容器的示意图;
图3为五种不同浓度琼脂糖胶的示意图;
图4为不同突变体的扎根能力差异示意图。
具体实施方式
下述实施例进一步描述本发明,但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。
实施例1 制备琼脂糖凝胶
称取适量琼脂粉加2L水,形成0.8%,1.6%,2.4%,3.2%和4%这样5种质量浓度的悬浮液,放在电磁炉上加热,边加热边搅拌防止粘锅,沸腾后再煮10min成淡黄色透明粘稠液体,倒入烧杯后加搅拌子在磁力搅拌器上搅拌冷却,同时去除气泡。稍微冷却至60℃后,倒入水平放置的小周转箱中凝固,1h后凝结成2cm厚的琼脂胶,播种时待用,如附图2所示。
其中,周转箱内径长36cm,内径宽28cm,高8cm。周转箱底部画有黑色分隔线,每5小格内播一个品种,一个箱子同时播12个品种。其中,琼脂胶的质量浓度为0.8%~4%是基于:质量浓度为0.8%对一般材料的扎根几乎没有影响,质量浓度为4%是现在人工可制作最高浓度的胶,浓度越高制胶难度越大。
实施例2 鉴定水稻幼胚扎根能力
选择与实施例1相同的周转箱和多糖凝胶培养基,鉴定水稻幼胚扎根能力的方法,包括以下步骤:
第一步、浸种催芽;挑选12个不同的水稻品种,每一品种均挑选饱满的水稻种子15粒,装进2mL的离心管中,在28℃的水中浸泡2天。
第二步、播种;挑选步骤一中10粒露白的健康种子,胚竖直朝上插入实施例1中同一浓度的琼脂胶中,插入深度保证整个种子没入胶中,只露出2~3mm胚尖在胶上面,且所有种子的插入深度均保持一致,如附图3所示。
第三步、培养;用保鲜膜包裹步骤二播种后的周转箱,并放入28℃的恒温生长箱培养3天。
第四步、统计;打开保鲜膜,扫描拍照后统计图片中胚根未扎入琼脂胶的种子个数与正常发芽的种子个数,并计算胚根未扎入琼脂胶的种子个数与正常发芽的种子个数的比值,如表1所示。其中,正常发芽的种子是指同时有健康胚芽和胚根的种子,胚根未扎入琼脂胶的种子是指胚根任何部分都还在琼脂胶中的正常发芽种子。只统计正常发芽的种子排除种子发芽率的影响,只统计胚根的扎入与否排除其它根的影响,且均只考虑最早的且生长位置相同的那条根。
表1 12个水稻品种扎根能力统计数据
Figure BDA0001572856300000041
如表1所示,11号水稻整体发芽率都非常低,说明该水稻种子本身质量非常不好,幼胚的活力非常低,因此上述该组数据对于本实验忽略不计。总体发芽比在质量浓度为0.8%,1.6%和2.4%的琼脂胶中都近似在80%左右,质量浓度升高到3.2%之后发芽比例降低了大概8%,说明琼脂胶浓度升高到一定程度会导致发芽比例降低,其中,2.4~3.2%处于临界范围。另外,不扎根的比例随着琼脂胶浓度的升高而增加,在质量浓度为2.4%的琼脂胶中最高为20%;浓度继续升高到3.2%之后又开始降低为11.8%,说明不扎根比例在质量浓度为2.4%~3.2%之间最高。对于本实验中的12个水稻品种,总体最适合的琼脂胶质量浓度在2.4%~3.2%之间。
实施例3 早期筛选不扎根的水稻突变体
一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法,包括以下步骤:
第一步、浸种催芽;本实验采用珍汕97BEMS诱导的稳定突变体进行实验,挑选饱满的水稻种子20粒,装进2mL的离心管中,在28℃的水中浸泡2天。
第二步,准备琼脂胶;与实施例1的不同之处仅在于琼脂胶的质量浓度为3%,且周转箱底部画有黑色分隔线,每个小格内播一个品种,一个箱子同时播36个品种。
第三步、播种;挑选步骤一中15粒露白的健康种子,胚竖直朝上插入实施例1中同一浓度的琼脂胶中,插入深度保证整个种子没入胶中,只露出2~3mm胚尖在胶上面,且所有种子的插入深度均保持一致,如附图3所示。
第三步、培养;用保鲜膜包裹步骤二播种后的周转箱,并放入28℃的恒温生长箱培养3天。
第四步、统计;打开保鲜膜扫描拍照,然后统计照片中胚根未扎入琼脂胶的种子个数与正常发芽的种子个数并计算胚根未扎入琼脂胶的种子个数与正常发芽的种子个数的比值。其中,正常发芽的种子,是指同时有健康胚芽和胚根的种子;胚根未扎入琼脂胶的种子,是指胚根任何部分都还在琼脂胶中的正常发芽种子。只统计正常发芽的种子排除种子发芽率的影响;只统计胚根的扎入与否排除其它根的影响,且均只考虑最早的且生长位置相同的那条根。
结果表明,筛选到一个不扎根的突变体,如图4所示。在质量浓度为3%的琼脂胶中有一个突变体表现为显著不扎根。其中,15颗种子当中有14颗正常发芽,正常发芽的种子当中有12颗种子的胚根露在胶上未扎入琼脂胶中,未扎根比例达到85.7%;进一步说明本发明的鉴定方法对于早期筛选不扎根的突变体非常有效。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为详细,只要本领域的技术人员在查看到本发明的实施例后,不脱离本发明构思的前提下,所做的改变都属于本发明的保护范围。但本文所述的实施例不能理解为对本发明的保护范围限制。

Claims (1)

1.一种鉴定水稻幼胚扎根能力的方法,其特征在于,包括以下步骤:
浸种催芽、播种、培养和统计,且所述播种和培养均在多糖凝胶培养基中进行;
所述多糖凝胶培养基包括琼脂胶;
所述多糖凝胶培养基的制备方法为:称取培养基粉加入到水中形成质量浓度为2.4%~3.2%的悬浮液,再煮沸成透明液体,冷却后倒入容器中凝固;
所述浸种催芽方法为:将饱满的水稻种子放入28℃的水中浸泡2天;
所述播种方法为:将所述水稻种子带胚一端朝上插入所述多糖凝胶培养基中,使所述水稻种子没入所述多糖凝胶培养基中,露出2~3mm胚尖于所述多糖凝胶培养基表面以上,且保持每个所述水稻种子播种深度一致;
所述培养方法为:将所述播种后的水稻种子包上保鲜膜,并放入恒温生长箱培养2~4天;
所述统计方法为:将所述培养好的水稻种子扫描拍照,统计同一时间照片中胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与正常发芽的种子个数,并计算所述胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与所述正常发芽的种子个数的比值;
在相同生长条件下,以同一水稻品种中胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子个数与正常发芽的种子个数之间比值作为所述水稻幼胚扎根能力的指标,比值越大,扎根能力越弱;比值越小,扎根能力越大;其中,
所述正常发芽的种子为同时有健康胚芽和胚根的种子;
所述胚根未扎入所述多糖凝胶培养基的种子为胚根任何部分都还在所述多糖凝胶培养基上面的种子。
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