CN108575600A - 一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法 - Google Patents

一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法 Download PDF

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赵统敏
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Abstract

本发明属于番茄耐逆性比较生物技术领域，公开了一种快速准确且非破坏性地比较番茄品种耐低温性的方法，包括：将待比较的番茄品种种子播于装有基质的穴盘中，播种18‑23天后，将幼苗移至人工气候箱适应，每天早上浇营养液；幼苗适应培养第7天18:00开始第一次低温处理，12℃处理20h后，测定Fv/Fm，当天18:00开始第二次低温处理，8℃处理20h后，再次测定Fv/Fm。通过两次低温处理后Fv/Fm的平均值来判断番茄幼苗的耐低温性。本发明方法可快速准确非破坏性地比较番茄幼苗的耐低温性，为作物的耐低温性评价和耐低温材料的筛选提供有效方法，有利于作物耐逆育种。

Description

一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法
技术领域
本发明属于番茄耐逆性比较生物技术领域，具体涉及一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法。
背景技术
番茄(Solanum lycopersicum L.)是全球性重要蔬菜作物之一，广泛用于露地和设施栽培。番茄原产于南美洲，属于喜温作物，对低温敏感。随着我国设施栽培的广泛应用，低温成为冬春茬番茄设施栽培过程中常见的一种非生物胁迫；在冬季育苗过程中番茄幼苗也常常遭受到低温胁迫。低温会对番茄的生长发育造成不良影响，不利于番茄生产。值得注意的是，不同番茄品种对低温的敏感程度不同，因此对不同番茄品种的耐低温性进行评价很有必要。然而，目前缺乏一种快速准确且无损地比较番茄品种耐低温性的方法。
比较发明内容
本发明的目的在于提供一种快速准确且非破坏性地比较番茄品种耐低温性的方法，结合不同水平低温处理后幼苗的Fv/Fm，准确地比较番茄品种的耐低温性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，包括以下步骤：
步骤(1)、将基质装入穴盘中，浇透水；将待比较的番茄种子播于穴盘中，每个孔播1-2粒种子，播种后覆盖一层基质；将穴盘置于温室或大棚内，播种7-14天后，去除多余的苗，每孔保留一棵苗；
步骤(2)、播种18-23天后，将穴盘置于人工气候箱内适应，低温处理前，每天早上使用日本园试配方营养液浸没穴盘，浇透即可；
步骤(3)、适应培养第7天的晚上18:00，幼苗开始第一次低温处理，第一次低温处理的温度为12℃；处理20h后，使用叶室夹夹住每株植株的第一片完全展开叶，为了测定光系统II的最大光化学量子效率，需暗适应20min，利用便携式调制叶绿素荧光仪测定Fv/Fm，继续维持12℃低温处理；
步骤(4)、第一次测定Fv/Fm的当天18:00开始第二次低温处理，第二次低温处理的温度为8℃；处理20h后，使用叶室夹夹住植株的第一片完全展开叶，暗适应20min，利用便携式调制叶绿素荧光仪测定Fv/Fm；
步骤(5)、每个番茄品种至少测定5个植株，每株测定一次，共5个重复，求得根据第一次低温处理后测得的Fv/Fm平均值和第二次低温处理后测得的Fv/Fm平均值，再求得两次低温处理后的Fv/Fm平均值，来比较评价番茄品种的耐低温性。
步骤(1)中，所述的基质是品氏有机基质。
所述的穴盘长度为54cm，宽度为27cm，共50孔。
低温处理前幼苗生长的温度、光照、水分和湿度等条件适宜，为本领域技术人员公知操作。
步骤(2)中，所述的人工气候箱型号为RDN-560E-4，共4层，每层可放置2个穴盘。
适应期间人工气候箱内的温度设置为26/18℃，白天/黑夜为14h/10h，白天时间段为4:00-18:00，相对湿度为60％，光照强度为25000lux。每天早上使用500mL日本园试配方营养液浸没穴盘。
与适应期相比，第一次低温处理(12℃)和第二次低温处理(8℃)期间仅温度发生改变，其它环境条件设置不变。
所述的便携式调制叶绿素荧光仪为MINI-PAM-II便携式调制叶绿素荧光仪。
叶绿体是重要作用的细胞器，参与植物光合作用，也是低温胁迫下最为敏感的细胞器之一。低温胁迫会通过引起光合器官的不良变化来降低光合作用。当植物处于低温胁迫时，光合器官中的光系统II会受到影响。Fv/Fm是重要的叶绿素荧光参数之一，是光系统II反应中心处于完全开放时的最大光化学量子效率，能够反映光系统II反应中心的最大光能转化效率。一般正常生长的情况下，Fv/Fm值大小在0.80-0.85范围内，在逆境胁迫条件下，其值会降低。发明人通过研究发现，对番茄幼苗分别进行两次低温(12℃和8℃)处理，处理20h后不同番茄品种的Fv/Fm表现出明显的差异，因此，本发明将首先利用低温胁迫的临界值12℃处理幼苗，然后进一步降低温度(即8℃，若再降低温度，则培养箱湿度不稳定)处理幼苗，结合不同水平低温处理后幼苗Fv/Fm的平均值判断番茄是否受到低温胁迫伤害及伤害的程度，为番茄品种耐低温性的快速无损比较和表型分型奠定基础。若两次低温处理后测得的Fv/Fm平均值越高，则该番茄品种幼苗越耐低温胁迫；若两次低温处理后测得的Fv/Fm平均值越低，则该番茄品种幼苗对低温胁迫越敏感。进一步的，若两次低温处理后的Fv/Fm平均值≤0.57，则该番茄品种幼苗对低温胁迫敏感；若两次低温处理后的Fv/Fm平均值≥0.78，则该番茄品种幼苗耐低温胁迫。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明非破坏性取样，结合两次低温处理后Fv/Fm的值来综合判断番茄幼苗的耐低温性，可在短时间内快速准确地比较番茄幼苗的耐低温性，对番茄耐低温性比较的准确率可达100％，提高了结果的可靠性，为作物的耐低温性评价和耐低温材料的筛选提供有效方法，有利于作物耐逆育种。
同时，1个人工气候箱最多可放置8个穴盘，每个穴盘最多可播种10个品种(每个品种5个重复)，即一批最多可比较80个品种。
附图说明
图1为不同番茄品种第1片完全展开叶Fv/Fm对照值。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，基于本发明中的实施例，对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
实施例1
一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，步骤如下：
步骤(1)、将番茄种子播于装有品氏有机基质(Pindstrup，丹麦)的穴盘中，每个孔播1-2粒种子；将穴盘置于温室或大棚内，在适宜的温度、光照、水分和湿度等条件下培育；播种14天后，若一个孔出2棵苗，则去除多余的苗，仅保留一棵苗；
步骤(2)、播种23天后，将穴盘置于人工气候箱(RDN-560E-4，宁波东南仪器有限公司)内适应，适应期间人工气候箱内的温度设置为26/18℃，白天/黑夜为14h/10h(白天时间段为4:00-18:00)，相对湿度为60％，光照强度为25000lux；低温处理前，每天早上使用500mL日本园试配方营养液浸没穴盘；
步骤(3)、播种后第30天，即适应第7天的18:00开始对番茄幼苗第一次低温处理(12℃)；处理20h后(即播种后第31天下午14:00)，使用叶室夹夹住每株幼苗的第一片完全展开叶，暗适应20min；打开MINI-PAM-II便携式调制叶绿素荧光仪(德国WALZ公司)的开关，将探头插入叶室夹，拔开叶室夹的开关，测定Fv/Fm，每个番茄品种测定5个植株，每个植株测定一次，共5个重复，求得平均Fv/Fm，每次测定结束后从叶片上取下叶室夹，关闭叶室夹，防止无效的暗适应影响测定结果的准确性；再开始测定下一张叶片的Fv/Fm；测定结束后继续维持12℃低温处理，当天晚上18:00开始第二次低温处理(8℃)；
步骤(4)、第二次低温处理(8℃)20h后(即播种后第32天下午14:00)，使用叶室夹夹住每株幼苗的第一片完全展开叶，暗适应20min；打开MINI-PAM-II的开关，将探头插入叶室夹，拔开叶室夹的开关，测定Fv/Fm，每次测定结束后从叶片上取下叶室夹，再开始测定下一张叶片的Fv/Fm；
步骤(5)、根据两次低温处理后测得的Fv/Fm平均值比较多个品种的耐低温性：若两次低温处理后测得的Fv/Fm平均值越高，则该番茄品种幼苗越耐低温胁迫；若两次低温处理后测得的Fv/Fm平均值越低，则该番茄品种幼苗对低温胁迫越敏感。
见图1和表1，对22个番茄品种幼苗的耐低温性进行比较。利用MINI-PAM-II测定播种后第30天番茄幼苗Fv/Fm对照值、12℃处理20h后的Fv/Fm值、8℃处理20h后的Fv/Fm值。低温处理前(即对照值，如图1)22个番茄品种的Fv/Fm>0.80，表明处理前番茄幼苗均未受到胁迫，均正常生长且无差异。两次低温处理后，Fv/Fm平均值最小的品种是1号(0.570)，Fv/Fm平均值最大的品种是9号(0.780)。因此，在这22个番茄品种中，品种1对较为低温敏感，而品种9对低温具有一定耐受性。
表1不同番茄品种在12℃和8℃处理20h后的Fv/Fm平均值
注：1-7、9-10号番茄是通过引进国外优良番茄种质资源，经过多代自交纯化后，与国内已有优良番茄材料杂交获得。8号为金陵梦玉番茄品种，11号为苏粉12号番茄品种，12号为金陵靓玉番茄品种，13-16号为野生醋栗番茄，17号为千禧番茄品种，18号为粉娇番茄品种，19号为东方美二号番茄品种，20号为欧贝番茄品种，21号为金陵墨玉番茄品种，22号为阿里郎番茄品种。
对比例1
王孝宣等[1]将番茄冷害分为5级：无冷害症状、叶片正常为0级；少数番茄叶片边缘出现轻微皱缩为1级；主茎正常，少于半数的番茄叶片呈现萎蔫为2级；多于半数番茄叶片萎蔫为3级；整个植株萎蔫死亡为4级。12℃低温处理5天后，通过肉眼观察植株表型进行分级的方法来判断番茄幼苗对低温胁迫的耐受性，对实施例1中的两个番茄品种(对低温敏感的番茄1号；耐低温的番茄9号)进行比较，具体步骤为：
(1)、材料的准备同实施例1的步骤(1)-步骤(2)，播种后第30天，即适应第7天的18:00开始对番茄幼苗在人工气候箱进行12℃(14h/10h，白天/黑夜)低温处理；
(2)、12℃低温处理5天后，对两个番茄品种的叶片和植株进行肉眼观察。
比较结果为：低温处理5天后，1号番茄受伤害的程度大于9号番茄。其中，1号呈现整个植株萎蔫死亡的症状，为4级；而9号有少数番茄叶片出现轻微皱缩，为1级。因此，9号番茄品种的耐低温性优于1号。
同对比例1的常规表型比较方法相比，本发明方法可快速准确地比较番茄幼苗对低温胁迫的耐受性，为作物的耐低温性的评价和材料筛选提供有效方法。
参考文献：
[1]、王孝宣,李树德,东惠茹,高振华,戴善书.低温胁迫对番茄苗期和开花期若干性状的影响[J].园艺学报,1996,23(4):349-354.

Claims (7)

1.一种快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)、将基质装入穴盘中，浇透水；将待比较的番茄种子播于穴盘中，每个孔播1-2粒种子，播种后覆盖一层基质；播种7-14天后，去除多余的苗，每孔保留一棵苗；
步骤(2)、播种18-23天后，将穴盘置于人工气候箱内适应，每天早上使用日本园试配方营养液浸没穴盘；
步骤(3)、适应培养第7天的18:00，幼苗开始第一次低温处理，第一次低温处理的温度为12℃；处理20h后，使用叶室夹夹住植株的第一片完全展开叶，暗适应20min，利用便携式调制叶绿素荧光仪测定Fv/Fm，继续维持12℃低温处理；
步骤(4)、第一次测定Fv/Fm的当天18:00开始第二次低温处理，第二次低温处理的温度为8℃；处理20h后，使用叶室夹夹住植株的第一片完全展开叶，暗适应20min，利用便携式调制叶绿素荧光仪测定Fv/Fm；
步骤(5)、根据第一次低温处理后测得的Fv/Fm和第二次低温处理后测得的Fv/Fm求得两次低温处理后的Fv/Fm平均值，评价番茄品种的耐低温性。
2.根据权利要求1所述的快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于步骤(1)中，所述的基质是品氏有机基质。
3.根据权利要求1所述的快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于步骤(1)中，所述的穴盘长度为54cm，宽度为27cm，共50孔。
4.根据权利要求1所述的快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于步骤(2)中，所述的人工气候箱共4层，每层放置2个穴盘。
5.根据权利要求1所述的快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于步骤(2)中，适应期间人工气候箱内的温度设置为26/18℃，白天/黑夜为14h/10h，白天时间段为4:00-18:00，相对湿度为60％，光照强度为25000lux。
6.根据权利要求1所述的快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于每个番茄品种至少测定5个重复，求得Fv/Fm平均值。
7.根据权利要求1所述的快速准确比较番茄品种耐低温性的方法，其特征在于步骤(5)中，若两次低温处理后的Fv/Fm平均值越高，则该番茄品种幼苗越耐低温胁迫；若两次低温处理后的Fv/Fm平均值越低，则该番茄品种幼苗对低温胁迫越敏感。
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