CN109740961A - 一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业技术领域，具体是一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法。所述方法包括以下步骤：(1)采集经过充分抗寒锻炼的成年蓝莓1年生充分木质化的枝条进行生理生化指标测定；(2)获得的与抗寒性显著相关生理生化指标进行主成分分析，获得各主成分的得分值和贡献率，计算各指标的权重；(3)根据主成分中蓝莓抗寒生理指标的隶属函数值和权重，得到不同品种蓝莓的抗寒性综合指数D。综合指数D越大，品种抗寒性越强。本发明方法建立了多指标的综合评价体系，与现有的用单一指标或极少数指标评价蓝莓抗寒性的方法相比，更加准确可靠，适用于不同品种蓝莓抗寒性的鉴定与评价。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体是一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法。
背景技术
蓝莓为杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium spp.)植物，果实中的花色苷具有抗氧化、清除自由基、抗癌和改善视力等生物活性，具有巨大的保健功能。近年来，全世界蓝莓生产规模越来越大。我国自20世纪80年代开始引种蓝莓，截止2015年栽培面积达到了近3万公顷，产量达到2.5万吨。蓝莓作为新型经济树种在发展农村经济中起到了重要作用。目前在我国北方地区适宜种植的蓝莓品种以北高丛蓝莓为主。这些品种果实较大，果实品质优良。但在我国北方冬季露地条件下蓝莓普遍发生越冬抽条现象，需要采取各种防寒措施才能正常越冬。若防寒方法使用不当，超过蓝莓品种能够忍受温度的情况下，仍然会发生冻害。因此选择适应当地环境的抗寒蓝莓品种对于北方地区蓝莓产业发展具有重要意义。目前，我国关于蓝莓抗寒性的研究没有统一的抗寒资源鉴定标准，通常的做法是采用一个指标进行衡量，如魏鑫等通过测定6个蓝莓的半致死温度确定抗寒性大小[魏鑫，刘成，王兴东，等.6个高丛越橘品种低温半致死温度的测定[J].果树学报，2013(5)：798-802.]。而抗寒性是由多基因控制的数量性状，采用一个或较少指标进行衡量具有局限性，因此，近年来用主成分和隶属函数分析相结合进行植物抗寒性的研究较多，如葡萄[苏李维，李胜，马绍革，等.葡萄抗寒性综合评价方法的建立.草业学报，2015，24(3)：70-79]、杨树[李晓宇，杨成超，彭建东，等.杨树苗期抗寒性综合评价体系的构建.林业科学，2014，50(7)：44-51.]等，但用主成分和隶属函数分析蓝莓抗寒性的研究未见报道。蓝莓抗寒鉴定和评价体系的建立，有助于抗寒蓝莓品种的选择和确定合理的越冬防寒措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，以经过充分抗寒锻炼的不同品种成年蓝莓1年生充分木质化的枝条为鉴定材料，进行生理指标测定，采用主成分分析结合隶属函数法进行蓝莓抗寒性综合评价，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，包括以下步骤：
(1)测定经过充分抗寒锻炼的不同品种蓝莓与抗寒相关的生理生化指标，所述与抗寒相关的生理生化指标为：相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶(CAT)活性；
(2)将步骤(1)获得的生理生化指标进行主成分分析，获得各主成分的得分值和贡献率，累计贡献率达到80％以上则保留该主成分，所保留的主成分即为用于蓝莓抗寒性鉴定与评价的主成分，通过保留的主成分的特征值以及各指标负荷量，计算各抗寒性指标对葡萄抗寒性的作用大小，即权重；
(3)将步骤(2)获得的主成分进行隶属函数值分析，根据隶属函数值和各指标的权重得到不同品种蓝莓的抗寒性综合评价值D，所述隶属函数值和综合评价的计算公式为：
隶属函数值计算公式Uij＝(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
反隶属函数值计算公式Uij＝1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
Wj＝Pj/∑Pj
Di＝∑(Uij×Wj)
其中，i表示某个蓝莓品种；j表示某个主成分的指标，Uij表示i品种某主成分j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种某主成分j指标测定值；Xjmin表示所有品种某主成分j指标的最小值，Xjmax表示所有品种某主成分j的最大值，Wj表示某主成分j指标的权重，Pj表示某主成分j的贡献率，Di为i品种的抗寒性综合评价值D；
(4)比较步骤(3)获得的不同品种蓝莓的抗寒性综合评价值D，D值越大，蓝莓抗寒性越强。
上述一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，所述蓝莓品种为北陆、公爵、蓝丰、夏普兰、伯克利。
上述一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，步骤(1)中所述蓝莓选择6年生长势良好的蓝莓上部的健康无病虫害、充分木质化的1年生蓝莓枝条作为鉴定材料，取蓝莓枝条时间为1月中旬。
上述一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，所述步骤(1)中，采用电导仪法测定枝条相对电导率；采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量；采用蒽酮法测定可溶性糖含量；采用考马斯亮蓝G250染色法可溶性蛋白质含量；采用采用紫外吸收法测定过氧化氢酶活性，以lmin内OD240减少0.01的酶量为1个酶活单位U，上述每个生理指标均重复测定3次，结果取平均值。
上述一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，所述步骤(2)中，利用SPSS软件进行主成分分析。
与现有技术相比，本发明有益效果为：本发明提供了一种蓝莓抗寒性鉴定与评价的方法，该方法通过主成分和隶属函数值法分析了越冬期蓝莓与抗寒相关的生理生化指标与蓝莓抗寒性的隶属关系，建立蓝莓多指标的综合评价方法。该综合评价方法与单一或极少指标评价蓝莓抗寒性相比，更加准确客观，适用于不同蓝莓品种抗寒性的鉴定与评价。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细的说明。
实施例1
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例的蓝莓抗寒性鉴定与评价的方法，包括以下步骤：
(1)试验材料栽植在辽宁省大连市金州新区国家现代农业园区。在2018年1月15日取6年生蓝莓一年生充分木质化枝条。测定5个品种蓝莓枝条与抗寒显著相关的生理生化指标，所述指标为：相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和过氧化氢酶CAT活性。其中，采用电导仪法测定相对枝条电导率；采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量；采用蒽酮法测定可溶性糖含量；采用考马斯亮蓝G250染色法可溶性蛋白质含量；采用采用紫外吸收法测定过氧化氢酶活性，以l min内OD240减少0.01的酶量为1个酶活单位U，上述每个生理指标均重复测定3次，结果取平均值，结果见表1。
表1低温锻炼后不同蓝莓品种枝条抗寒性生理生化指标
(2)将步骤(1)获得的生理生化指标用SPSS软件进行主成分分析，获得各主成分的得分值和贡献率，按照累计贡献率达到80％的原则，保留前一项主成分，即为蓝莓抗寒性鉴定与评价的主成分1，主成分1特征值和贡献率见表2，各抗寒性指标的负荷量见表3，由主成分1的特征值和负荷量得到主成分1中各抗寒性指标的权重，见表3。
表2蓝莓抗寒性指标的特征根及贡献率
| 主成分 | 特征值 | 贡献率％ | 累计贡献率％ |
| 1 | 4.287 | 85.735 | 85.735 |
表3抗寒性指标的负荷量和权重
| 指标 | 相对电导率 | 可溶性糖 | 丙二醛 | 过氧化氢酶 | 可溶性蛋白 |
| 负荷量 | -0.946 | 0.993 | -0.846 | 0.880 | 0.975 |
| 权重 | 0.205 | 0.215 | 0.183 | 0.190 | 0.207 |
(3)将步骤(2)获得的用于蓝莓抗寒性鉴定与评价的主成分1中的各项指标进行隶属函数值分析，得到不同品种蓝莓的抗寒性综合评价值D，所述隶属函数值和综合评价的计算公式为：
隶属函数值计算公式Uij＝(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
反隶属函数值计算公式Uij＝1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
Wj＝Pj/∑Pj
Di＝∑(Uij╳Wj)
其中，i表示某个蓝莓品种；j表示第一主成分包含的指标，即抗寒性指标：相对电导率、可溶性糖、丙二醛、过氧化氢酶、可溶性蛋白；Uij表示i品种第一主成分j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种第一主成分j指标测定值；Xjmin表示所有品种第一主成分j指标的最小值，Xjmax表示所有品种第一主成分j的最大值，Wj表示第一主成分j指标的权重，Pj表示第一主成分j的贡献率，Di为i品种的抗寒性综合评价值D。第一主成分各指标权重计算结果见表3。隶属函数值和综合评价值见表4。
表4蓝莓抗寒性指标的隶属度及抗寒性综合指数
| 品种 | 相对电导率 | 可溶性糖 | 丙二醛 | 过氧化氢酶 | 可溶性蛋白 | 综合指数D |
| 北陆 | 1 | 1 | 0.863 | 0.891 | 1.000 | 0.954 |
| 公爵 | 0.427 | 0.000 | 0.558 | 0.000 | 0.000 | 0.190 |
| 蓝丰 | 0.573 | 0.482 | 0.654 | 0.261 | 0.402 | 0.473 |
| 夏普兰 | 0.000 | 0.001 | 0.000 | 0.326 | 0.175 | 0.098 |
| 伯克利 | 0.804 | 0.796 | 1.000 | 0.630 | 0.620 | 0.767 |
(4)比较步骤(3)获得的不同品种蓝莓的抗寒性综合评价值D，所述D值在0-1之间，D值越接近1，表示抗寒性越强，反之，抗寒性则弱，即5个蓝莓品种抗寒性由强到弱的顺序为北陆>伯克利>蓝丰>公爵>夏普兰。
Claims (5)
1.一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测定经过充分抗寒锻炼的不同品种蓝莓与抗寒相关的生理生化指标，所述与抗寒相关的生理生化指标为：相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶(CAT)活性；
(2)将步骤(1)获得的生理生化指标进行主成分分析，获得各主成分的得分值和贡献率，累计贡献率达到80％以上则保留该主成分，所保留的主成分即为用于蓝莓抗寒性鉴定与评价的主成分，通过保留的主成分的特征值以及各指标负荷量，计算各抗寒性指标对葡萄抗寒性的作用大小，即权重；
(3)将步骤(2)获得的主成分进行隶属函数值分析，根据隶属函数值和各指标的权重得到不同品种蓝莓的抗寒性综合评价值D，所述隶属函数值和综合评价的计算公式为：
隶属函数值计算公式Uij＝(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
反隶属函数值计算公式Uij＝1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)
Wj＝Pj/∑Pj
Di＝∑(Uij×Wj)
其中，i表示某个蓝莓品种；j表示某个主成分的指标，Uij表示i品种某主成分j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i品种某主成分j指标测定值；Xjmin表示所有品种某主成分j指标的最小值，Xjmax表示所有品种某主成分j的最大值，Wj表示某主成分j指标的权重，Pj表示某主成分j的贡献率，Di为i品种的抗寒性综合评价值D；
(4)比较步骤(3)获得的不同品种蓝莓的抗寒性综合评价值D，D值越大，蓝莓抗寒性越强。
2.根据权利要求1所述的一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，其特征在于，所述蓝莓品种为北陆、公爵、蓝丰、夏普兰、伯克利。
3.根据权利要求1所述的一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，其特征在于，步骤(1)中所述蓝莓选择6年生长势良好的蓝莓上部的健康无病虫害、充分木质化的1年生蓝莓枝条作为鉴定材料，取蓝莓枝条时间为1月中旬。
4.根据权利要求1所述的一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用电导仪法测定枝条相对电导率；采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量；采用蒽酮法测定可溶性糖含量；采用考马斯亮蓝G250染色法可溶性蛋白质含量；采用采用紫外吸收法测定过氧化氢酶活性，以lmin内OD240减少0.01的酶量为1个酶活单位U，上述每个生理指标均重复测定3次，结果取平均值。
5.根据权利要求1所述的一种鉴定和评价蓝莓抗寒性的方法，其特征在于所述步骤(2)中，利用SPSS软件进行主成分分析。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190510 |