CN109287420B - 一种快速预测花生含油率的方法 - Google Patents

一种快速预测花生含油率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速预测花生含油率的方法，属于花生育种技术领域。本发明快速预测花生含油率的方法是通过测定干旱胁迫后的花生叶片水势，将水势值导入构建的花生含油率与水势的关系模型中，求得花生含油率。本发明快速预测花生含油率的方法操作方法简单易行，可节省人力物力财力。克服常规方法中，含油率测定时间长，操作程序复杂，耗费大量人力物力财力等问题。不受季节和空间限制。此外，本发明快速预测花生含油率的方法与传统方法相比，数值相差不大，本发明快速预测花生含油率的方法准确度高、结果可靠。

Description

一种快速预测花生含油率的方法
技术领域
本发明属于花生育种技术领域，具体涉及一种快速预测花生含油率的方法。
背景技术
在我国花生是重要的油料作物之一，在农业及国民经济中占有重要的地位。我国生产的花生50％以上作为榨油用，一般花生品种的含油率为50％左右，含油率55％以上则为高油品种或高油材料，含油率每提高1个百分点，可增加纯利润7％，因此培育高油花生新品种已成为广大育种家的主要育种目标之一。然而花生中缺乏高油品种资源，靠杂交育种难以获得高油后代，因此高产高油品种的选育一直是一个难以解决的问题。诱变技术的利用能够引起基因突变或染色体变异，从而获得高油突变体。但高油突变体的鉴定需要种植田间，待成熟收获晒干后才能检测。目前花生籽仁含油率的测定，一般是在有资质的单位如农业部油料及制品质量监督检验测试中心，利用残余法进行测定。测定方法繁琐复杂，需要处理时间长，花费大量人力物力和财力，并且每年收获的花生，只能测定一次含油率。为了选择高油体培育高油新品种，育种过程每一世代都要测定含油率。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种快速预测花生含油率的方法，可以有效的缩短育种周期。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
花生含油率与水势的关系模型的构建方法，步骤如下：
(1)选定同一个品系的多个花生材料，每个花生材料分成两部分，一部分种植于大田，用于测定成熟收获后的籽仁含油率，另一部分种植于花盆，用于测定干旱胁迫后叶片水势；
(2)大田播种与含油率的测定方法为：
选择沙壤土，施足底肥，每亩施用N、P、K含量各占15％的复合肥100斤，于5月上旬播种，播种深度3-4cm，覆地膜保墒增温、防草，生育期间注意干旱时适时浇水，涝时及时排水，成熟后收获荚果晒干，测定籽仁含油率。
(3)花盆播种及水势测定方法为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理，即根据墒情该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，测定叶片的水势。
以测定的干旱胁迫后的花生叶片水势为x轴、花生籽仁含油率为y轴构建y＝ax+b的关系式。
一种快速预测花生含油率的方法，步骤为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬将待测种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理，即根据墒情该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，测定叶片的水势；
⑥将测定的花生叶片水势值导入构建的花生含油率与水势的关系模型中，求得花生含油率。
在上述方案的基础上，所述花生叶片水势的测定方法为：
a、打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，分别取10片花生叶圆片置于1mL梯度水势的蔗糖溶液中，摇匀后静置20min；
b、测定浸泡过叶片后的蔗糖溶液的折光系数，与原蔗糖溶液折光系数比较：
如果某个蔗糖溶液折光系数与原蔗糖溶液的折光系数相同，则测定值即为该花生品种(品系)的折光系数；
如果某个蔗糖溶液的折光系数与原蔗糖溶液折光系数不同，所测得的一个比原蔗糖溶液折光系数大和一个比原蔗糖溶液折光系数小的相邻两种浸泡过叶片后的蔗糖溶液的折光系数的平均数则为该花生品种(品系)的折光系数；
c、将所测得的干旱胁迫处理后某花生品种(品系)的折光系数带入蔗糖溶液折光系数与水势的关系式中，求得的水势即为该花生品种(品系)叶片的水势。
在上述方案的基础上，梯度水势的蔗糖溶液的水势分别为：-1.0MPa、-1.2MPa、-1.4MPa、-1.6MPa。
在上述方案的基础上，蔗糖溶液折光系数与水势的关系式是测定不同水势的蔗糖溶液的折光系数，并以折光系数为x轴，以水势为y轴构建y＝ax+b的关系式。
上述快速预测花生含油率方法在高油含量花生育种和筛选花生高油含量品种中的应用。
本发明技术方案的优点：
1、本发明利用测定花生干旱胁迫处理后叶片水势，鉴定其花生籽仁高油材料，操作方法简单易行，可节省人力物力财力。克服常规方法中，含油率测定时间长，操作程序复杂，耗费大量人力物力财力等问题。不受季节和空间限制。
2、本发明利用测定花生干旱胁迫处理后叶片水势，鉴定花生籽仁高油材料，无论哪个季节种植，无论在哪里种植的花生材料，均可以作为高油鉴定材料。克服育种中海南加代的花生籽仁含油率不准确，温室加代的种子饱满度差，均无法作为常规含油率测定材料的问题。
3、本发明利用测定花生干旱胁迫处理后叶片水势，鉴定花生籽仁含油率，为花生高油育种，加快育种进程，缩短育种年限，提供可能。克服花生高油育种中，利用常规方法测定含油率，一年只能测定一次，无法加代，育种年限长的问题。
附图说明
图1不同水势蔗糖溶液的折光系数与水势的标准曲线；
图2花育20号品系花生水势-含油率的标准曲线；
图3花育22号品系花生水势-含油率的标准曲线；
图4鲁花11号品系花生水势-含油率的标准曲线。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
花生含油率与水势的关系模型的构建方法，步骤如下：
(1)分别选择花育20号、花育22号和鲁花11号品系的多个花生材料，每个花生材料分成两部分，一部分种植于大田，用于测定成熟收获后的籽仁含油率，另一部分种植于花盆，用于测定干旱胁迫后叶片水势；
(2)大田播种与含油率的测定方法为：
选择沙壤土，施足底肥，每亩施用N、P、K含量各占15％的复合肥100斤，于5月上旬播种，播种深度3-4cm，覆地膜保墒增温、防草，生育期间注意干旱时适时浇水，涝时及时排水，成熟后收获荚果晒干，籽仁委托农业部油料及制品质量监督检验测试中心，利用残余法测试含油率。
(3)花盆播种及水势测定方法为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理，即根据墒情该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，测定叶片的水势。
花生叶片水势的测定：
制备不同水势的蔗糖溶液
根据已知蔗糖溶液水势对应的蔗糖浓度，配制不同质量浓度的蔗糖溶液(表1)。
表1不同质量蔗糖溶液对应的水势
蔗糖(克/100mL) 13.34 15.91 18.44 20.99
水势(MPa) -1.0 -1.2 -1.4 -1.6
制作不同水势蔗糖溶液的折光系数与水势的标准曲线
在阿贝折射仪上测定各水势蔗糖溶液的折光系数(表2)，制作折光系数与水势的标准曲线，标准曲线公式：y＝ax+b，y：水势，x：折光系数，a和b是自动生成的常数，与温度等有关，本实验中，室温为25℃左右。根据折光系数和水势，计算出标准曲线为：y＝-70.367x+93.962，相关系数R2＝0.9992；
表2阿贝折射仪上测定各水势蔗糖溶液的折光系数
水势(MPa) -1.0 -1.2 -1.4 -1.6
折光系数 1.3496 1.3526 1.3552 1.3582
所述不同水势蔗糖溶液的折光系数与水势的标准曲线如图1所示。
分别取10片干旱胁迫后花生叶圆片分别浸于盛有-1.0、-1.2、-1.4、-1.6MPa的不同水势的1mL蔗糖溶液的PCR反应管中；每个管中放入10个圆片，盖上盖子，摇匀，静置时间为20分钟。
分别取各浸泡叶片的蔗糖溶液，在阿贝折射仪上测定折光系数。将测定的各浸泡叶片的蔗糖溶液折光系数，与原蔗糖溶液折光系数比较，如果测定的某个浸泡叶片的蔗糖溶液折光系数与原蔗糖溶液的折光系数相同，则测定值即为该品种(品系)的折光系数；
如果与原蔗糖溶液折光系数不同，所测得的一个比原蔗糖溶液折光系数大和一个比原蔗糖溶液折光系数小的相邻两种水势的折光系数的平均数则为该品种(品系)的折光系数。
经上述方法，测得各品系花生材料的含油率、折光系数如表3所示，根据标准曲线y＝70.367x+93.962，将折光系数代入公式，得水势如表3所示：
表3各品系花生材料的含油率、折光系数、水势
Figure BDA0001791237960000051
Figure BDA0001791237960000061
以测定的干旱胁迫后的花生叶片水势为x轴、花生籽仁含油率为y轴构建y＝ax+b的关系式。结果如图2～4所示：
花育20号含油率与水势的标准曲线为：y＝25.264x+90.262，相关系数0.882，达到极显著相关。花育22号含油率与水势的标准曲线为：y＝14.561x+73.347，相关系数0.884，达到极显著相关。鲁花11号含油率与水势的标准曲线为：y＝22.888x+84.167，相关系数0.888，达到极显著相关。
实施例2
鲁花11号突变体T77含油率的预测：
选用鲁花11号突变体T77(从60Co辐照后代中获得的突变体)，作为试验材料。
选择T77成熟饱满的种子种植于花盆中，具体步骤为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理，即根据墒情该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，利用实施例1中的水势测定方法测定叶片的水势。
经测定，干旱胁迫处理后T77花生叶片的水势在-1.2～-1.4MPa之间，在-1.2MPa和-1.4MPa这两相邻水势的蔗糖溶液中测得的折光系数分别为1.3527和1.3531，两者的折光系数的均值为1.3529将这一折光系数值代入不同水势蔗糖溶液的折光系数与水势的标准曲线：y＝-70.367x+93.962中，计算得水势为-1.2375143。
将上述T77花生叶片的水势值-1.2305143代入鲁花11号品系花生水势-含油率的标准曲线y＝22.888x+84.167得出花生含油率为55.84％，而在大田种植收获后的花生籽仁委托农业部油料及制品质量监督检验测试中心，利用残余法测试含油率的结果为55.78％，由此可见，两种方法检测的数值相差不大，本发明快速预测花生含油率的方法准确度高、结果可靠。
实施例3
花育20号突变体13-5含油率的预测：
选用花育20号突变体13-5(从快中子辐照后代中获得的突变体)，作为试验材料。
选择13-5成熟饱满的种子种植于花盆中，具体步骤为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理，即根据墒情该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，利用实施例1中的水势测定方法测定叶片的水势。
经测定，干旱胁迫处理后13-5花生叶片在-1.2MPa的蔗糖溶液中，折光系数为1.3526，与原蔗糖溶液的折光系数相同，因此，13-5的折光系数为1.3526。将这一折光系数值代入不同水势蔗糖溶液的折光系数与水势的标准曲线：y＝-70.367x+93.962中，计算得水势为-1.2164042MPa。
将上述13-5花生叶片的水势值-1.2164042MPa代入花育20号品系花生水势-含油率的标准曲线y＝25.26x+90.262得出花生含油率为59.54％，而在大田种植收获后的花生籽仁委托农业部油料及制品质量监督检验测试中心，利用残余法测试含油率的结果为59.38％，由此可见，两种方法检测的数值相差不大，本发明快速预测花生含油率的方法准确度高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种快速预测花生含油率的方法，其特征在于：步骤为：测定干旱胁迫后的花生叶片水势，将水势值导入构建的花生含油率与水势的关系模型中，求得花生含油率；
所述花生含油率与水势的关系模型的建立方法为：
选定同一个品系的多个花生材料，每个花生材料分成两部分，一部分种植于大田，用于测定成熟收获后的籽仁含油率，另一部分种植于花盆，用于测定干旱胁迫后叶片水势；
以测定的干旱胁迫后的花生叶片水势为x轴、花生籽仁含油率为y轴构建y＝ax+b的关系式。
2.根据权利要求1所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：
所述大田播种与含油率的测定方法为：
选择沙壤土，施足底肥，每亩施用N、P、K含量各占15％的复合肥100斤，于5月上旬播种，播种深度3-4cm，覆地膜保墒增温、防草，生育期间注意干旱时适时浇水，涝时及时排水，生熟后收获荚果晒干，测定籽仁含油率。
3.根据权利要求1所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：
所述花盆播种及水势测定方法为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，测定叶片的水势。
4.根据权利要求3所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：
所述花生的干旱胁迫为：花生播种5周后，根据土壤墒情在该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天。
5.根据权利要求1～4任一项所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：所述花生叶片水势的测定方法为：
a、打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，分别取10片花生叶圆片置于1mL梯度水势的蔗糖溶液中，摇匀后静置20min；
b、测定浸泡过叶片后的蔗糖溶液的折光系数，与原蔗糖溶液折光系数比较：
如果某个蔗糖溶液折光系数与原蔗糖溶液的折光系数相同，则测定值即为该花生品种(品系)的折光系数；
如果某个蔗糖溶液的折光系数与原蔗糖溶液折光系数不同，所测得的一个比原蔗糖溶液折光系数大和一个比原蔗糖溶液折光系数小的相邻两种浸泡过叶片后的蔗糖溶液的折光系数的平均数则为该花生品种(品系)的折光系数；
c、将所测得的干旱胁迫处理后某花生品种(品系)的折光系数带入蔗糖溶液折光系数与水势的关系式中，求得的水势即为该花生品种(品系)叶片的水势。
6.根据权利要求5所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：梯度水势的蔗糖溶液的水势分别为：-1.0MPa、-1.2MPa、-1.4MPa、-1.6MPa。
7.根据权利要求5所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：蔗糖溶液折光系数与水势的关系式是测定不同水势的蔗糖溶液的折光系数，并以折光系数为x轴，以水势为y轴构建y＝ax+b的关系式。
8.根据权利要求6或7所述快速预测花生含油率的方法，其特征在于：步骤为：
①播种基质的准备：营养钵基质选用沙壤土与蛭石按4︰1的比例，并根据土壤的肥力加适量的复合肥(N、P、K＝1︰1︰1)搅拌均匀；
②播种：选用内径25cm的花盆，装入的基质与花盆上沿持平，5月上旬将待测种子播种于营养钵中，播种深度为3-4cm；浇水600mL；
③管理
将上述营养钵放于自然环境下，根据墒情浇水，每次浇水600mL；
④干旱胁迫处理
播种5周后进行干旱胁迫处理，即根据墒情该浇水时不浇水，干旱胁迫处理2天；
⑤打取干旱胁迫后花生叶片的圆片，测定叶片的水势；
⑥将测定的花生叶片水势值导入构建的花生含油率与水势的关系模型中，求得花生含油率。
9.权利要求8所述快速预测花生含油率方法在高油含量花生育种和筛选花生高油含量品种中的应用。
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