CN108575389B

CN108575389B - 一种在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法

Info

Publication number: CN108575389B
Application number: CN201810165320.0A
Authority: CN
Inventors: 原小燕; 符明联; 张云云; 李根泽; 王敬乔; 罗延青; 赵凯琴; 何晓莹; 俎峰
Original assignee: INSTITUTE OF INDUSTRIAL CROP YUNNAN ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: INSTITUTE OF INDUSTRIAL CROP YUNNAN ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: CN108575389A

Abstract

本发明公布了一种在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法，包括以下步骤：试验地的准备；待鉴定材料种植；两种不同程度干旱胁迫处理；材料耐旱性鉴定。本发明耐旱性鉴定，采用简易移动雨棚遮雨，在大田鉴定，除土壤含水量外，最大限度地保证其他条件与大田种植完全一致，试验结果实际应用价值高；设置了不同程度干旱胁迫，综合鉴定材料耐旱性，筛选出的材料耐旱性更可靠；本发明的方法主要用于鉴定早熟油菜薹花期耐旱性，制定了早熟油菜薹花期综合耐旱评价公式；采用大田鉴定方法，操作简便，不需要复杂的仪器设备。

Description

一种在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法

技术领域

本发明涉及农作物栽培技术领域，尤其涉及在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法。

背景技术

水资源缺乏已经成为世界性的问题，干旱对农业生产具有极其严重的影响，是所有非生物胁迫中对农作物产量影响最大的因素之一。中国是一个水资源贫乏的国家，半干旱、干旱地区约占我国国土的1/2，近年来，随着全球变暖，旱灾在全国范围内呈频发趋势，目前干旱已成为影响我国北方地区全局性的自然灾害，而在南方季节性干旱的程度也在不断加剧。

油菜(Brassica napus)是中国主要油料作物之一，播种面积和总产量均居世界前列，菜籽油产量约占植物油产量的1/3以上。我国油菜主要种植在长江中下游和西南地区，冬春季节性干旱是我国南方地区油菜生产中遇到的主要农业气象灾害之一，有研究表明，每年旱灾导致的我国油菜总产损失均达20％以上。

早熟油菜是指秋播生育期为175d±5d的油菜。油菜薹花期是指从抽薹(全田75％以上植株主茎伸长，顶端离子叶节10厘米)到终花(全田75％植株全部花蕾开放)。薹花期的营养生长和生殖生长都非常旺盛，是决定产量的关键时期，对养分和水分的需求量很大，是油菜水分临界期，因此，对油菜薹花期耐旱性进行有效的鉴定、评价很重要。

长期以来，许多学者从形态水平、生理生化水平、分子水平对油菜耐旱性作了大量研究，取得了一定的进展，但目前还未形成一套系统的鉴定筛选体系。目前，多数研究者采用在试验设施中(如：花盆、温室、人工气候箱、试验室等)模拟干旱胁迫的方法，通过干旱条件下部分生理指标、生长发育指标结合产量表现，鉴定油菜耐旱性。试验设施中模拟干旱胁迫主要有两种，一种是在容器内采用高渗溶液模拟干旱，通过调节渗透压模拟干旱胁迫条件；一种是盆栽模拟干旱胁迫，在温室、网室或人工气候箱等设施中人为控制水分，形成干旱胁迫条件。试验设施内模拟干旱胁迫的鉴定方法，具有如下优点：操作简便、干旱条件易控制、重复性好，适于大批量材料生长前期(萌发期、苗期)耐旱性研究。但是对于生育期后期阶段(如薹花期、角果期)，由于试验周期长、植株体较大、操作复杂，随着材料数量的增加，对试验设施的要求也越来越高，仅适用于少数材料的耐旱性研究；另外，试验设施中模拟干旱胁迫实质上是一个模拟试验，生长环境与大田有很大差别，因此，所得结果不能直接应用于大田，多用于耐旱相关机理的研究。还有少数研究者采用自然环境条件鉴定法，在大田条件下，通过控制灌水量形成干旱胁迫条件，通过研究干旱条件下的形态及产量表现进行耐旱性鉴定，但该方法有明显的缺点，干旱胁迫条件的形成受制于自然降雨量，因此，年度间重复性差，具有不可预见性，需要经过多年、多点的重复鉴定综合评价，工作量大、耗时长、失败率高。植物对水分胁迫的响应是一个复杂的过程，油菜薹花期土壤相对含水量70％-80％为宜，我们前期研究表明，同一材料在不同程度干旱胁迫程度下，其耐旱性表现不同，在薹花期给水量减半的中度干旱胁迫条件下(在云南省昆明市寻甸县油菜试验基地，测定其土壤相对含水量为30％-40％)表现耐旱的材料，在薹花期完全不给水的严重干旱胁迫条件下(在云南省昆明市寻甸县油菜试验基地，测定其土壤相对含水量为土壤相对含水量15％-25％)不一定也表现耐旱，而在严重干旱胁迫条件下表现耐旱的材料，在中度干旱胁迫下其耐旱性不一定很突出，而目前多数研究对油菜耐旱材料筛选仅限于单一干旱胁迫条件下进行，对油菜的耐旱性进行准确鉴定，筛选综合耐旱性较强的种质资源，进一步选育耐旱品种对油菜生产具有重要的意义。

发明内容

为解决现有技术仅限于在单一干旱胁迫条件下进行耐旱性鉴定导致存在鉴定结果可靠性差的技术问题，本发明提供一种在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法。

一种在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选定对照品种、(2)试验地的准备、(3)材料种植、(4)干旱胁迫处理、(5)耐旱性鉴定，各步骤具体操作以下：

(1)选定对照品种：对照品种为当地主栽的耐旱早熟油菜品种；

(2)试验地的准备：选择土壤肥力条件均匀的田地，平均划为田块I、田块II、田块III，田块I、田块II、田块III的排、灌水独立且条件相当，相邻两个田块之间间隔区大于5米；

(3)材料种植：在上述田块I、田块II、田块III于同日，按照相同的种植规格，采用直播方式种植待鉴定材料及对照品种，间苗、定苗后每份材料总苗数50株以上；

(4)干旱胁迫处理：田块I、田块II、田块III、间隔区在薹花期降雨时采用简易的移动雨棚遮雨；田块I薹花期按常规灌溉水；田块II薹花期每次灌水量为田块I的一半；田块III薹花期完全不灌水；间隔区全生育期不灌溉水；

(5)耐旱性鉴定：材料成熟时，测定上述田块I、田块II、田块III每份材料的株高和单株侧枝角果数；并按如下薹花期耐旱筛选指数公式计算每份材料的薹花期耐旱筛选指数TI，比较各材料TI值的大小，按TI值的大小判断其耐旱性的强弱，TI值越大的材料，其耐旱性越强，TI值越小的材料，其耐旱性越差；TI＝(田块II株高÷田块I株高)×(田块II单株侧枝角果数÷田块I单株侧枝角果数)×(田块III株高÷田块I株高)×(田块III单株侧枝角果数÷田块I单株侧枝角果数)

其中，步骤(2)所述相邻两个田块之间间隔区内种植油菜，油菜品种不限，但各间隔区内种植的品种相同，且种植时间、种植规格、种植方式与田块I、田块II、田块III相同；

步骤(3)所述的种植，时间优选10月5日～10月20日中的一日；

步骤(3)所述的种植规格，株行距为25～30cm×25～30cm；

步骤(3)所述待鉴定材料为n个，n为大于等于1的整数；

步骤(5)所述单株侧枝角果数，为单株侧枝有效角果数；

步骤(5)所述测定每份材料的株高和单株侧枝角果数，为成熟时每份材料随机选取10株以上测定，并取其平均值作为该材料的株高和单株侧枝角果数。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用在油菜薹花期两种不同程度干旱胁迫处理方式进行耐旱性鉴定，克服了目前采用单一干旱胁迫条件下进行耐旱性鉴定导致存在材料耐旱性鉴定结果可靠性差的技术问题，使待鉴定的油菜材料遇到不同程度干旱胁迫情况下，其耐旱性的鉴定结果更可靠和更准确。

2、本发明提出的薹花期耐旱筛选指数公式，试验要求测定的数据简单且准确性高。

本发明经过大量试验，发现不同程度干旱胁迫对薹花期油菜生物体的生长及产量均有一定的影响，而在反映油菜生物体生长状况的众多指标(包括株高、地上部鲜重、地上部干重、分枝高度、分枝数)及与产量密切相关的三个产量构成因子(角果数、角粒数、千粒重)中，相对株高(同一材料干旱胁迫条件下株高/正常灌水条件下株高)及相对单株侧枝有效角果数(同一材料干旱胁迫条件下单株侧枝有效角果数/正常灌水条件下单株侧枝有效角果数)与材料的薹花期耐旱性显著相关，且相关系数最高。

本发明薹花期耐旱筛选指数公式中采用了影响油菜产量最关键的两个技术参数相对株高(干旱胁迫试验区植株株高/对照区植株株高)和相对单株侧枝有效角果数(干旱胁迫试验区植株单株侧枝有效角果数/对照区植株单株侧枝有效角果数)，克服了常规耐旱鉴定参数多、测定计算、比较繁杂的缺陷，同时又兼顾了植株营养体生长及产量表现两方面。本发明在上述两种参数之间以及两种不同程度干旱胁迫处理的各参数之间均采用乘积形式计算薹花期耐旱筛选指数，克服了相对株高或相对侧枝有效角果数出现极端数值情况下带来的弊端(部分材料在薹花期干旱胁迫条件下，会出现营养体生长与正常条件相差不大，但其产量大幅降低的情况)，使本发明薹花期耐旱筛选指数公式既简单又具有准确性，在实施例中也得到了验证。

3、本发明干旱胁迫处理采用大田鉴定，鉴定的结果实际应用价值高。

4、本发明适于大量材料的耐旱性鉴定，而且试验设施简易，不需要复杂仪器设备，操作方便。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，各实施例中无特殊说明的为常规方法。

实施例1

云南省油菜生长期处于冬春季节，而冬春季是云南的季节性干旱期，自然降水稀少，蒸发量大，极易发生气象干旱，(云南地处亚洲季风气候区，夏季主要受西南季风的影响，西南季风从海洋携带大量的水汽，夏季云南降水量偏多，气候湿润。而到冬季，云南主要受来自大陆高压前部的偏东气流或经过青藏高原南侧的西风气流的影响，这些气流比较干燥，导致降水稀少，气候干燥。)季节性干旱是云南干旱的重要气候特征，云南干湿季分明，全省大部地区的雨季(5～10月)降水量约占全年的85％以上，而干季(11～4月)的仅占15％左右)，因此目前生产中急需耐旱性强且综合性状好的品种，同时目前审定品种的耐旱性也成为决定其推广面积的重要因素之一。随着产业结构调整，目前油菜呈现上山趋势(从水肥条件好的平坝区向水肥条件差的山地的转移)，品种是否适合山地种植成为检验其耐旱性的一个重要标准，因此，本发明方法对于提高油菜耐旱性鉴定及育种具有重要意义。本实施例于2012年10月到2013年4月在云南省昆明市小哨油菜试验基地进耐旱性鉴定试验。油菜是需水量较多的作物之一，其每形成1克干物质蒸腾水量达350-900克，本实施例2012年10月-2013年4月，正处于云南三年特大干旱时期，油菜全生育期内总降水量为61.4mm，油菜抽薹至成熟期降水量仅14.7mm，远不能满足油菜正常生长开花结实的水分需求，造成自然条件下薹花期严重干旱胁迫。

(1)选定对照品种：对照品种为当地主栽的耐旱早熟油菜品种。选择的对照材料之一为云南省当地主栽早熟油菜品种中耐旱较好的早熟杂交油菜品种云油杂10号，云油杂10号具有抗旱(在云南三年持续干旱期间，区试平均亩产226.99公斤，较对照花油8号增产17.39％)、早熟(生育期180天以内)、优质、高含油量等特性，是目前我省推广速度最快、推广面积最大的早熟甘蓝型油菜两系杂交种^[1]，作为鉴定杂交油菜耐旱性的对照品种；另一个对照品种为常规油菜品种云花油早熟1号，云花油早熟1号由于抗旱性和耐瘠性强，成为云南省山地油菜专用品种，2001－2008年云花油早熟1号参加海拔1 100－2 050m的4个等县区组织的山地油菜生产示范，总示范面积1.16万hm²，平均单产2 836.09kg/hm²，比对照增产22.03％，增产点次为100％^[2]，作为鉴定常规油菜耐旱性的对照品种；

(3)材料种植：在上述田块I、田块II、田块III、间隔区于同日(2012年10月5日)，按照相同的种植规格(株距25cm，行距30cm，小区面积2.25m²))，采用直播方式种植材料；田块I、田块II、田块III、种植待鉴定品种和2个对照品种，待鉴定品种为云南省已审定的6个品种，分别是5个常规品种花油3号、花油6号、花油9号、云油双1号、云油双2号，1个杂交品种云油杂2号；间隔区种植的油菜品种为花油8号，为优质早熟常规油菜品种；田块I、田块II、田块III间苗、定苗后每份材料总苗数50株以上；

测定结果详见表1。

表1实施例1参试材料在不同干旱胁迫条件下的有效侧枝角果数、株高、TI值及产量表现

注：产量相对值指干旱胁迫条件下的单株籽粒产量与对照条件下单株籽粒产量的百分比。

根据表1中TI值鉴定参试材料的耐旱性，TI值越大的品种或材料其耐旱性越强。由表1可以看出：按TI值大小排列。上述2个杂交油菜材料耐旱性由强到差的顺序为：云油杂10号＞云油杂2号；上述6个常规油菜材料耐旱性由强到差的顺序为：云花油早熟1号＞花油6号＞云油双2号＞花油9号＞花油3号。鉴定结果没有品种耐旱能力超过对照的，其中，花油3号耐旱性最差，也与相关报道想吻合，花油3号适应性广，在云南省内均有一定的推广面积，但是其对肥水条件要求相对较高，其耐旱性与上述几个品种相比较较差^[4]。

实施例2对2017年选育的新材料进行耐旱性鉴定

本次待鉴定的常规油菜品系为：12xs242-3-3、12XS247-4-1、12XS274-2-1、12XS256-6-1。

实施例2除试验地点为云南省昆明市寻甸试验基地外，其余步骤与实施例1相同。测定结果详见表2。

表2实施例2参试材料在不同干旱胁迫条件下的有效侧枝角果数、株高、TI值

根据表2中TI值鉴定参试材料的耐旱性，TI值越大的品种其耐旱性越强。其中12XS256-6-1的TI值为0.62，大于对照云花油早熟1号TI值0.40。评价结果为12XS256-6-1耐旱性强，12xs242-3-3及12XS274-2-1两份材料TI值接近，均小于对照，耐旱性表现相似均较差，12XS247-4-1耐旱性居中，这与我们采用抗旱指数法、灰色关联度综合分析法结合聚类分析，鉴定不同程度干旱胁迫条件下材料耐旱性表现的鉴定结果一致^[5]，但本发明要求测定的数据更少。

参考文献

[1]郑庆伟.“早熟两系杂交油菜育种体系构建及超高产品种云油杂10号选育与应用”通过成果鉴定[J].农药市场信息,2015(13):45.

[2]杨进成,刘坚坚,安正云,李根泽,李红彦,瞿观,胡新洲,张钟.耐旱优质油菜品种云花油早熟1号的选育及种植技术[J].农业科技通讯,2015(12):243-246.

[3]符明联,张美华,原小燕,李根泽.早熟优质甘蓝型油菜品种花油8号的特征特性及直播高效生产技术[J].种子,2012,31(07):113-114.

[4]原小燕,符明联,李根泽,王敬乔,魏生广,程德荣.甘蓝型与芥菜型油菜种间杂交后代DH系抗旱性评价[J].中国油料作物学报,2015,37(01):62-71.

[5]原小燕,铁朝良,符明联,李根泽,字德华,张云云,王敬乔.甘芥种间杂交后代DH系花期抗旱性评价[J].干旱地区农业研究,2017,35(02):79-88.

Claims

1.一种在大田条件下鉴定早熟油菜薹花期耐旱性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选定对照品种、(2)试验地的准备、(3)材料种植、(4)干旱胁迫处理、(5)耐旱性鉴定，各步骤具体操作以下：

步骤(3)所述的种植，时间优选10月5日～10月20日中的一日；

步骤(3)所述的种植规格，株行距为25～30cm×25～30cm；

步骤(3)所述待鉴定材料为n个，n为大于等于1的整数；

步骤(5)所述单株侧枝角果数，为单株侧枝有效角果数；