CN108760706A - 一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，该方法通过利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选的水稻品种，剪取待评估水稻品种的稻穗置于含有镉离子和镉离子荧光标记探针的Hoagland营养液中培养，24小时后采集水稻旗叶或幼穗或籽粒，在荧光显微镜下观察籽粒荧光强度，与空白对照样品比较，筛选出镉低积累水稻品种。本发明方法可连续跟踪镉离子在水稻籽粒中的动态变化过程。极大降低了筛选成本，提高了准确性。

Description

一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法
技术领域
本发明属于农业环境保护技术领域，具体涉及一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法。
背景技术
水稻是我国主要粮食作物之一，种植面积大、产量高、分布范围广。镉在水稻器官组织中积累不但降低农产品品质，并可通过食物链危害人类健康。研究表明，水稻对镉的积累和耐性具有明显的品种间差异。因此，筛选并推广种植水稻籽粒镉含量低的品种，能有效解决农田镉污染导致的水稻安全生产问题。
目前，国内外筛选重金属镉低积累水稻品种的方法，主要是通过在重金属镉污染农田中进行实际种植试验进行筛选。这种方法耗时长、劳动量大且受季节性影响较大，在秋、冬季节则无法开展试验。此外，田间耕层土壤中镉含量变动较大，易受到水、肥等田间管理措施及气候条件的影响，试验结果往往在年份间、地域间出现较大偏差，即使在同一地块中获得的试验结果往往也在年份间表现出不同结果。为此想获得确定结果往往需要进行多年、多地反复种植，这种方法经济性极差，难以满足生产上对镉低积累品种的现实性迫切需求。此外，采用传统田间种植法进行筛选，只能在收获期采集水稻籽粒利用原子吸收等仪器设备进行最终镉含量测定，无法反映出水稻灌浆期籽粒中镉含量的变化过程。
发明内容
针对现有技术存在的技术缺陷，本发明提供了一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，采用荧光标记技术，可连续跟踪镉离子在水稻籽粒中的动态变化过程，极大降低了筛选成本，提高了准确性。
为了实现上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：
一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，该方法包括以下内容：
1)在温室或田间小区中利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选的水稻品种；
2)剪取待评估水稻品种的稻穗，插入低积累水稻品种筛选盘的培养皿中，每皿插入3个稻穗；
3)向培养皿中加入含有0.0-0.5mg/L镉离子的Hoagland营养液；
4)向培养皿中加入镉离子荧光标记探针，在人工培养条件下进行培养；
5)24小时后采集水稻旗叶或幼穗或籽粒，在荧光显微镜下观察籽粒荧光强度，与只添加荧光探针未添加镉离子的空白对照样品比较，记录荧光强度，选择荧光强度低的品种即为镉低积累水稻品种。
进一步的，本发明步骤(1)中利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选水稻直至水稻开花初期。
进一步的，本发明步骤(2)中剪取稻穗具体为水稻稻穗下部第一节0.5-1.0cm处稻穗，保留稻穗下部第一个节和旗叶。
进一步的，本发明步骤(3)Hoagland营养液中镉离子的含量为0.0-0.5mg/L。
进一步的，本发明步骤(4)中镉离子荧光标记探针的添加量为2μg/mL-5μg/mL。
进一步的，本发明步骤(4)中人工培养条件为置于28-35℃的室温下培养8-14天，保证每天8-10小时的光照条件。
本发明的另一技术方案，一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，在上述筛选方法的基础上，不同之处为步骤(4)中不添加镉离子荧光标记探针进行人工培养，随后待籽粒成熟后，取籽粒浸泡在含有2μg/mL-5μg/mL镉离子荧光标记探针的水溶液中3-4小时，在荧光显微镜下观察籽粒荧光强度，与只添加荧光探针未添加镉离子的空白对照样品比较，记录荧光强度，选择荧光强度低的品种即为镉低积累水稻品种。
本发明的有益效果为：
本发明提供的快速筛选镉低积累水稻品种的方法，通过采用荧光标记技术，可连续跟踪镉离子在水稻籽粒中的动态变化过程，可利用水稻旗叶、幼穗、籽粒中的任一个作为检测对象，极大降低了筛选成本，提高了准确性和筛选速度。
具体实施方式
下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，具体包括以下步骤：
(1)在温室或田间小区中利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选的水稻品种，直至水稻开花初期。
(2)用剪刀直接从水稻稻穗下部第一节0.5-1.0cm处，剪取待评估水稻品种的稻穗，保留稻穗下部第一个节和旗叶。将剪下的稻穗插入低积累水稻品种筛选盘的培养皿中，每皿插入3个稻穗；
(3)打开低积累水稻品种筛选盘的蠕动泵，分别向各培养皿中加入含有0.0-0.5mg/L镉离子的Hoagland营养液(完全营养)；
(4)向每个培养皿中加入镉离子荧光标记探针(Leadmium green AM dye)，使探针浓度达到2μg/mL-5μg/mL。
(5)盖上人工植物培养盘的罩子，同时打开罩子上方的通气孔，使其与外界空气相通。
(6)置于28-35℃的室温下培养8-14天，保证每天8-10小时的光照条件。
(7)培养24小时后可采集水稻旗叶或幼穗在在荧光显微镜下观察荧光强度；待籽粒进入成熟期后可从稻穗上采集水稻籽粒剥去颖壳后，在荧光显微镜下观察籽粒荧光强度，与只添加荧光探针未添加镉离子的空白对照样品比较，记录荧光强度，选择荧光强度低的品种即为镉低积累水稻品种。
实施例2
一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，具体包括以下步骤：
(1)在温室或田间小区中利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选的水稻品种，直至水稻开花初期。
(2)用剪刀直接从水稻稻穗下部第一节0.5-1.0cm处，剪取待评估水稻品种的稻穗，保留稻穗下部第一个节和旗叶。将剪下的稻穗插入低积累水稻品种筛选盘的培养皿中，每皿插入3个稻穗；
(3)打开低积累水稻品种筛选盘的蠕动泵，分别向各培养皿中加入含有0.1-0.5mg/L镉离子的Hoagland营养液(完全营养)；
(4)盖上人工植物培养盘的罩子，同时打开罩子上方的通气孔，使其与外界空气相通，继续培养12小时以上。
(5)待籽粒成熟后，从稻穗上取下籽粒、剥掉颖壳后将籽粒浸泡在含有2μg/mL-5μg/mL镉离子荧光标记探针(Leadmium green AM dye)的水溶液中浸泡3-4小时，用蒸馏水反复清洗后，在荧光显微镜下观察籽粒荧光强度，与只添加荧光探针未添加镉离子的空白对照样品比较，记录荧光强度，选择荧光强度低的品种即为镉低积累水稻品种。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在温室或田间小区中利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选的水稻品种；
2)剪取待评估水稻品种的稻穗，插入低积累水稻品种筛选盘的培养皿中，每皿插入3个稻穗；
3)向培养皿中加入含有0.0-0.5mg/L镉离子的Hoagland营养液；
4)向培养皿中加入镉离子荧光标记探针，在人工培养条件下进行培养；
5)24小时后采集水稻旗叶或幼穗或籽粒，在荧光显微镜下观察籽粒荧光强度，与只添加荧光探针未添加镉离子的空白对照样品比较，记录荧光强度，选择荧光强度低的品种即为镉低积累水稻品种。
2.根据权利要求1所述的一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，其特征在于，步骤(1)中利用未受重金属镉污染的土壤种植待筛选水稻直至水稻开花初期。
3.根据权利要求1所述的一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，其特征在于，步骤(2)中剪取稻穗具体为水稻稻穗下部第一节0.5-1.0cm处稻穗，保留稻穗下部第一个节和旗叶。
4.根据权利要求1所述的一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，其特征在于，步骤(3)Hoagland营养液中镉离子的含量为0.0-0.5mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，其特征在于，步骤(4)中镉离子荧光标记探针的添加量为2μg/mL-5μg/mL。
6.根据权利要求1所述的一种快速筛选镉低积累水稻品种的方法，其特征在于，步骤(4)中人工培养条件为置于28-35℃的室温下培养8-14天，保证每天8-10小时的光照条件。
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