CN110036858B - 大豆出苗期耐盐性鉴定方法建立及耐盐种质筛选 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大豆出苗期耐盐性鉴定方法建立及耐盐种质筛选。本发明提供了本发明提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在检测待测大豆在出苗期耐盐性中的应用;本发明为模拟大田环境,建立了一种以蛭石为基质,利用150mmol L‑1NaCl处理15d后耐盐指数作为鉴定指标的大豆出苗期耐盐性评价的简便方法,为大豆种质资源出苗期耐盐性的高效鉴定和耐盐机制的研究提供了方法,同时筛选耐盐种质资源为全生育期耐盐大豆品种的培育提供基础材料。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,尤其涉及一种大豆出苗期耐盐性鉴定方法建立及耐盐种质筛选。
背景技术
土壤盐渍化影响世界上20%的可用耕地,是导致作物减产的重要因素之一。据全国第二次土壤普查数据,中国盐渍土总面积约3600万hm2,占可利用土地面积的4.88%。盐胁迫抑制大豆的萌发、生长发育和根瘤形成。通过对不同作物盐度临界值(不导致产量降低的最大土壤盐度)的研究发现,大豆属于中度耐盐作物,当土壤盐度超过5dS m-1时,大豆的产量开始降低;当土壤盐度为15dS m-1时,大豆产量显著降低甚至绝收。耐盐大豆品种的培育是有效利用盐渍化土壤、促进大豆可持续发展的重要途径。
研究表明,大豆萌发出苗期、营养生长期和生殖生长等不同生育阶段的耐盐性没有明显相关性,说明其可能存在不同的耐盐机制。大豆苗期耐盐性的研究较为深入,利用分子标记技术已经检测到分布在N、D2、G等连锁群上的多个苗期耐盐性相关的数量性状位点(Quantitative Trait Loci,QTL),特别是位于N连锁群的主效QTL,是在野生、栽培大豆不同耐盐资源中保守的重要位点。在前期研究中,在耐盐大豆铁丰8号中图位克隆了位于N连锁群的苗期耐盐基因GmSALT3,在此基础上利用分子标记构建了分别携带GmSALT3和Gmsalt3等位基因的近等基因系材料,系统研究发现GmSALT3控制大豆苗期耐盐性,但与大豆出苗期的耐盐性无关,进一步证明出苗期耐盐性可能存在不同的遗传调控机制。
对于大豆萌发出苗期的耐盐性鉴定,不同研究者采用的鉴定评价指标和方法也不尽相同。萌发出苗期的耐盐性鉴定方法主要有田间鉴定法和室内鉴定法两类;鉴定指标有形态指标如受害叶面积、株高和生物量,生长发育指标如发芽率和出苗率,以及生理生化指标如丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等;评价指标有盐害指数指标法和耐盐系数法等。不同的研究人员采用不同的方法对大豆萌发和出苗期的耐盐性进行鉴定,因此,建立一种简单快捷、准确高效的鉴定方法对于我国大豆种质资源的筛选具有重要意义。此外,有研究发现,作物萌发期的耐盐性远高于出苗期的耐盐性,因此认为对出苗期耐盐性的研究价值高于对萌发期耐盐性本身的研究。
种子在盐渍土上能否正常出苗是大豆齐苗和壮苗的基础条件。因此,建立一种稳定高效的大豆出苗期耐盐性评价方法十分重要。
发明内容
为了有效检测大豆出苗期耐盐性,本发明提供如下技术方案:
本发明一个目的是提供检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体的用途。
本发明提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在检测待测大豆在出苗期耐盐性中的应用;
或,本发明提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在制备检测待测大豆在出苗期耐盐性产品中的应用;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开(真叶展开角度小于180℃且大于0℃);V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开(真叶展开角度为180℃);
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
本发明还提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在判断待测大豆在出苗期耐盐类型中的应用;
或,本发明还提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在制备判断待测大豆在出苗期耐盐类型产品中的应用;
所述大豆在出苗期耐盐类型为高度耐盐型、耐盐型、中度耐盐型、敏感型和高度敏感型;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
本发明还提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在筛选或选育出苗期耐盐大豆品种中的应用;
或,本发明还提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在制备筛选或选育出苗期耐盐大豆品种产品中的应用;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
本发明还提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在筛选或选育耐盐大豆品种中的应用;
或,本发明还提供了检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在制备筛选或选育耐盐大豆品种产品中的应用;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
本发明另一个目的是提供如下方法。
本发明提供了一种检测或候选检测待测大豆在出苗期耐盐性的方法,包括如下步骤:
1)将待测大豆的种子播种在蛭石中,150mmol L-1NaCl溶液浇灌,再继续培育,
2)播种后第15d检测出苗期盐胁迫下单株分类类别的单株株数;
3)根据所述出苗期盐胁迫下单株分类类别的各类别单株株数计算待测大豆的耐盐指数SI;
耐盐指数SI大的待测大豆在出苗期耐盐性大于耐盐指数SI小的待测大豆;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
或,本发明提供了一种检测或候选检测待测大豆在出苗期耐盐类型的方法,包括如下步骤:
1)将待测大豆的种子播种在蛭石中,150mmol L-1NaCl溶液浇灌,再继续培育,
2)播种后第15d检测出苗期盐胁迫下单株分类类别的单株株数;
3)根据所述出苗期盐胁迫下单株分类类别的各类别单株株数计算耐盐指数SI;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.80≤SI<1.00,则该待测大豆为或候选为高度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.60≤SI<0.80,则该待测大豆为或候选为耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.40≤SI<0.60,则该待测大豆为或候选为中度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.20≤SI<0.40,则该待测大豆为或候选为敏感型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.00≤SI<0.20,则该待测大豆为或候选为高度敏感型;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
或,本发明提供了一种选育或候选选育出苗期耐盐大豆品种的方法,选育上述方法中耐盐指数SI大于等于0.4且小于1的大豆品种,为出苗期耐盐大豆品种。
或,本发明提供了一种选育或候选选育耐盐大豆品种的方法,包括如下步骤:
1)从大豆品种中筛选出苗期耐盐大豆品种和苗期耐盐大豆品种;
所述筛选出苗期耐盐大豆品种的方法为选育上述方法中耐盐指数SI大于等于0.4且小于1的大豆品种,为出苗期耐盐大豆品种;
2)将隶属于出苗期耐盐大豆品种,且隶属于苗期耐盐大豆品种的品种记作耐盐大豆品种。
本发明第3个目的是提供一种产品。
本发明提供的产品,包括上述的检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体。
上述产品中,所述产品具有如下1)-4)至少一种功能:
1)检测待测大豆在出苗期耐盐性;
2)判断待测大豆在出苗期耐盐类型;
3)筛选或选育出苗期耐盐大豆品种;
4)筛选或选育耐盐大豆品种。
本发明观察到幼苗受到盐胁迫后正常生长发育具有差异性,存在能正常出苗但子叶未能展开最终干枯死亡的现象,因此,将幼苗的出苗数与生长发育状况相结合,以此进行分类计算耐盐指数,以期准确地评价大豆种质出苗期的耐盐性。此外,单株分类记载法仅着眼于处理条件下品种出苗情况的差异性,可以省略对照条件的种植,从而节约大量的劳动成本,适用于大批量的鉴定。该指标仅反映了胁迫后幼苗的生长发育状况,适用于种质资源的评价与筛选,而早期的短时间胁迫对最终产量的影响仍需进一步研究。
本发明通过培养皿和发芽袋两种方式鉴定其中4份材料的芽期耐盐性发现,品种的发芽率(第七天)几乎不受盐胁迫影响,且品种间差异不显著(数据未显示)。这些结果表明,与后期生长相比,大豆芽期能耐受更高的盐浓度,并且,种子萌发并不意味着能够正常生长成幼苗。因此,认为出苗期的耐盐性研究对于大豆生产更具有指导意义。
本发明也发现,同一大豆品种出苗期耐盐性与苗期耐盐性存在差异(图4),苗期耐盐的10份品种(系)中,3份为出苗期盐敏感材料;出苗期耐盐的7份材料中,4份为苗期盐敏感材料。因此,筛选出苗期和苗期均耐盐的种质资源对于全生育期耐盐品种的培育尤为重要。
本发明为模拟大田环境,建立了一种以蛭石为基质,利用150mmol L-1NaCl处理15d后耐盐指数作为鉴定指标的大豆出苗期耐盐性评价的简便方法,为大豆种质资源出苗期耐盐性的高效鉴定和耐盐机制的研究提供了方法,同时筛选耐盐种质资源为全生育期耐盐大豆品种的培育提供基础材料。耐盐指数法同时考虑了盐胁迫后大豆的出苗数量及幼苗生长发育状况;在实际操作方面,省略了种植对照以及测定生物量的步骤,可极大节约人力和物力,为优异种质的快速、大量鉴定提供了可能。因此,对大量种质资源进行出苗期耐盐鉴定,可采用耐盐指数法。与田间鉴定法相比,该方法不受地力、降水等影响,能于可控条件下模拟大豆自然生长条件,可重复性强。同时,蛭石吸水迅速,有利于保持土壤盐分的相对稳定,且无需更换溶液或配制混合基质,具有快速、准确、经济等特点。
附图说明
图1为单株分类记载法的标准。
图2为不同浓度NaCl处理15d后6份材料的表型;A、B、C分别表示0、100和150mmolL-1NaCl处理15d的表型特征,比例尺为1cm。D:成苗率。E:根鲜重。F:地上部鲜重。G:株高。H:根干重。I:地上部干重。数据结果为3次生物学重复,误差线为标准误(n=3)。柱子上方的小写字母表示在0.05水平上的差异显著性。
图3为150mmol L-1NaCl处理下6份材料的耐盐性;ST_SR,相对成苗率;ST_Height,相对株高;ST_FWR,相对根鲜重;ST_FWS,相对地上部鲜重;ST_DWR,相对根干重;ST_DWS,相对地上部干重。数据结果为3次生物学重复,误差线为标准误(n=3)。柱子上方的小写字母表示在0.05水平上的差异显著性。
图4为代表性大豆苗期和出苗期耐盐性差异;A:0mmol L-1NaCl处理15d的表型特征。B:播种时150mmol L-1NaCl处理15d的表型特征。C:真叶展开时200mmol L-1NaCl处理15d的表型特征。比例尺=5cm。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中统计学分析应用MicrosoftExcel 2010处理数据,SAS9.4软件进行单因素方差分析,最小显著极差法(Least Significant Differences,LSD)进行多重比较(P<0.05)。
下述实施例中6份大豆资源(中黄35、中黄39、Williams82、铁丰8号、Peking和NY27-38)来自国家大豆种质资源库。21份大豆新品种(系)来自2018年国家黄淮海北片品种区域试验(表2)。
实施例1、鉴定大豆出苗期耐盐性的方法建立
一、盐浓度对耐盐性研究的影响
1、盐处理
耐盐性鉴定于2016年5-6月在中国农业科学院作物科学研究所网室遮雨棚下进行,采用6份大豆资源:中黄35、中黄39、Williams82、铁丰8号、Peking和NY27-38。每份大豆材料挑选90粒饱满的种子,种于装有6cm蛭石的8cm×8cm×8cm的小花盆中,每盆10粒,播种深度为2cm,每24个小花盆置于一个大蓝盒(46cm×32cm×10cm)内,用RO水(对照)或盐溶液(100mmol L-1、150mmol L-1NaCl)处理,三次重复,具体处理方法如下:
对照组:每个蓝盒中浇5L水,使蛭石达到最大持水量,此后每3d浇2L水。
100mmol L-1NaCl处理组:每个蓝盒中浇100mmol L-1NaCl水溶液5L,使蛭石达到最大持水量,此后每3d浇2L水。
150mmol L-1NaCl处理组:每个蓝盒中浇150mmol L-1NaCl水溶液5L,使蛭石达到最大持水量,此后每3d浇2L水。
从第一个大豆出苗(子叶突出蛭石表面)开始,每天调查出苗数,播种后第15d调查成苗数(子叶展开、具有叶片的植株)。
2、耐盐系数
测量成苗植株的株高,称量地上部鲜重、根鲜重,组织于70℃烘箱中烘干(3d),分别称量地上部和根干重,计算相对成苗率、相对株高、相对地上部鲜重、相对根鲜重、相对地上部干重和相对根干重;各指标的相对值分别为NaCl处理指标值/对照指标值,将各指标的相对值命名为多个耐盐系数(Salt Tolerance Coefficient,ST)。
3、耐盐系数摸索盐浓度对耐盐性研究的影响
NaCl处理15d后分析6份大豆材料的表型,与对照组相比,100mmol L-1NaCl处理下,所有材料出苗正常且生长发育良好(图2A,图2B)。6份材料的成苗率、地上部干重均与对照差异不显著;中黄35(ZH35)的根鲜重和株高、NY27-38的根和地上部鲜重较对照显著降低,中黄39(ZH39)、Williams82(W82)、铁丰8号(TF8)和Peking(Pek)的根鲜重、株高和地上部鲜重均与对照差异不显著(图2D-2I)。
当NaCl浓度为150mmol L-1时,大豆出苗率下降、株高降低、生长发育迟缓,部分种子出苗后子叶未展开,不能正常成苗(图2C)。除ZH39和NY27-38的成苗率显著下降外,其余材料的成苗率与对照差异不显著;所有材料的根鲜重、地上部鲜重、株高、根干重和地上部干重均显著低于对照(图2D-2I)。
6份材料间相对成苗率(ST_SR)、相对地上部鲜重(ST_FWS)、相对根鲜重(ST_FWR)、相对株高(ST_Height)、相对地上部干重(ST_DWS)和相对根干重(ST_DWR)结果如图3所示,ST_SR,相对成苗率;ST_Height,相对株高;ST_FWR,相对根鲜重;ST_FWS,相对地上部鲜重;ST_DWR,相对根干重;ST_DWS,相对地上部干重。数据结果为3次生物学重复,误差线为标准误(n=3)。柱子上方的小写字母表示在0.05水平上的差异显著性;可以看出,各个指标差异显著:盐胁迫对不同的材料的影响不一,W82、TF8和Pek的成苗率、地上部鲜重、根鲜重、株高、地上部干重和根重下降程度较低,因此其耐盐性较强,ZH35、ZH39和NY27-38的耐盐性较差。
根据6个耐盐系数的平均值,得出6个材料的耐盐性为W82>Pek>TF8>ZH39>ZH35>NY27-38。
因此,确定150mmol L-1NaCl为大豆出苗期耐盐性鉴定适宜盐浓度。
耐盐系数法是经典的出苗期耐盐性评价方法,通过盐处理与对照的比值反映盐胁迫使大豆成苗数、生长量下降的程度,但是由于检测指标太多,且好多指标等待时间太长,因此需要简单的方法判断出苗期耐盐性。
二、耐盐指数构建检测待测大豆在出苗期耐盐性的方法
1、盐处理
耐盐性鉴定于2016年5-6月在中国农业科学院作物科学研究所网室遮雨棚下进行,采用6份大豆资源:中黄35、中黄39、Williams82、铁丰8号、Peking和NY27-38。每份大豆材料挑选90粒饱满的种子,种于装有6cm蛭石的8cm×8cm×8cm的小花盆中,每盆10粒,播种深度为2cm,每24个小花盆置于一个大蓝盒(46cm×32cm×10cm)内,用盐溶液150mmol L- 1NaCl处理,三次重复,具体处理方法如下:
150mmol L-1NaCl处理组:每个蓝盒中浇150mmol L-1NaCl水溶液5L,使蛭石达到最大持水量,此后每3d浇2L水。
从第一个大豆出苗(子叶突出蛭石表面)开始,每天调查出苗数,播种后第15d调查成苗数(子叶展开、具有叶片的植株)。
2、耐盐指数检测大豆出苗期耐盐性
根据150mmol L-1NaCl处理组所有材料的出苗情况(图1),将单株在盐胁迫下的出苗类型,分为如下5类:I类为植株死亡,子叶干枯(类别数值为1);II类为植株存活且子叶未展开(类别数值为2);III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开(类别数值为3);IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开(真叶展开角度小于180℃;类别数值为4);V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开(真叶展开角度为180℃;类别数值为5);
计算耐盐指数(Salt Tolerance Index,SI)=∑(类别的单株数量*该类别数值)/播种粒数*5(最高类别数值)。
根据耐盐指数大小判断待测大豆在出苗期耐盐性大小,二者成正相关。
耐盐指数大的待测大豆在出苗期耐盐性大于耐盐指数小的待测大豆。
W82、Pek、TF8、ZH39、ZH35和NY27-38的耐盐指数分别为0.94、0.74、0.72、0.68、0.52和0.34。
根据耐盐指数大小可以看出,以W82耐盐性最强,Pek、TF8和ZH39次之,ZH35和NY27-38耐盐性最弱。
从上述可以看出,6个品种的耐盐性排列与用耐盐系数检测的结果一致,因此,耐盐指数可以检测大豆出苗期的耐盐性。
将耐盐指数与6个耐盐系数指标进行相关分析,发现除相对根干重与相对成苗率、相对地上部鲜重相关不显著外,其余性状间均呈显著或极显著正相关;相对地上部鲜重、相对株高和相对地上部干重与相对成苗率高度相关;相对鲜重与相对干重相关系数达0.98;耐盐指数与其余6个指标的耐盐系数均显著或极显著正相关(表1)。
表1大豆出苗期不同耐盐评价指标间的相关分析
*表示显著(P<0.05),**表示极显著(P<0.01),***表示极显著(P<0.001)。*Represent significance level at P<0.05,**represent significance level at P<0.01,and***represent significance level at P<0.001.
因此,检测待测大豆耐盐指数可以判断待测大豆出苗期耐盐性,具体如下:
将待测大豆的种子播种在蛭石中,并用150mmol L-1NaCl水溶液处理,播种后第15d,检测属于不同类别的待测大豆的单株数量,计算耐盐指数,耐盐指数大的待测大豆在出苗期耐盐性大于耐盐指数小的待测大豆。
所述不同类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯(类别数值为1);II类为植株存活且子叶未展开(类别数值为2);III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开(类别数值为3);IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开(真叶展开角度小于180℃;类别数值为4);V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开(真叶展开角度为180℃;类别数值为5);
耐盐指数(Salt Tolerance Index,SI)=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/播种粒数*5。
三、耐盐指数判断待测大豆的出苗期耐盐类型
方法与二相同,不同的是如下判断标准:
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.80≤SI<1.00,则该待测大豆为或候选为高度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.60≤SI<0.80,则该待测大豆为或候选为耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.40≤SI<0.60,则该待测大豆为或候选为中度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.20≤SI<0.40,则该待测大豆为或候选为敏感型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.00≤SI<0.20,则该待测大豆为或候选为高度敏感型;
所述高度耐盐型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.8;
所述耐盐型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.6,小于0.8;
所述中度耐盐型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.4,小于0.6;
所述敏感型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.2,小于0.4;
所述高度敏感型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0,小于0.2。
6个品种的结果如下:
根据耐盐指数,W82为高度耐盐型,Pek、TF8、ZH39为耐盐型,ZH35为中度耐盐型,NY27-38为盐敏感型。根据相对地上部鲜重,W82为高度耐盐型,Pek、TF8、ZH39为耐盐型,ZH35为中度耐盐型,NY27-38为盐敏感型。
实施例2、检测待测大豆耐盐指数筛选耐盐大豆品种
1、盐处理
耐盐性鉴定于2016年5-6月在中国农业科学院作物科学研究所网室遮雨棚下进行,采用表2所示的27份大豆资源。每份大豆材料挑选30粒饱满的种子,种于装有6cm蛭石的8cm×8cm×8cm的小花盆中,每盆10粒,播种深度为2cm,每24个小花盆置于一个大蓝盒(46cm×32cm×10cm)内,用盐溶液150mmol L-1NaCl处理,三次重复,具体处理方法如下:
150mmol L-1NaCl处理组:每个蓝盒中浇150mmol L-1NaCl水溶液5L,使蛭石达到最大持水量,此后每3d浇2L水。
从第一个大豆出苗(子叶突出蛭石表面)开始,每天调查出苗数,第15d调查成苗数(子叶展开、具有叶片的植株)。
2、出苗期耐盐指数检测
根据150mmol L-1NaCl处理组所有材料的出苗情况(图1),将单株在盐胁迫下的出苗类型,分为如下5类:I类为植株死亡,子叶干枯(类别数值为1);II类为植株存活且子叶未展开(类别数值为2);III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开(类别数值为3);IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开(真叶展开角度小于180℃;类别数值为4);V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开(真叶展开角度为180℃;类别数值为5);
计算耐盐指数(Salt Tolerance Index,SI)=∑(类别的单株数量*该类别数值)/播种粒数*5(最高类别数值)。
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.80≤SI<1.00,则该待测大豆为或候选为高度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.60≤SI<0.80,则该待测大豆为或候选为耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.40≤SI<0.60,则该待测大豆为或候选为中度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.20≤SI<0.40,则该待测大豆为或候选为敏感型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.00≤SI<0.20,则该待测大豆为或候选为高度敏感型;
所述高度耐盐型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.8;
所述耐盐型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.6,小于0.8;
所述中度耐盐型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.4,小于0.6;
所述敏感型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0.2,小于0.4;
所述高度敏感型为在150mmol L-1NaCl盐浓度处理下,相对地上部鲜重大于或等于0,小于0.2。
结果如表2和图4所示。
苗期耐盐性检测方法具体见如下文献:大豆苗期耐盐性的简便鉴定方法,姜静涵、关荣霞、郭勇、常汝镇、邱丽娟;作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2013,39(7):1248-1256;苗期耐盐性等级划分的方法具体见如下文献:Mapping and validation of adominant salt tolerance gene in the cultivated soybean(Glycine max)varietyTiefeng 8;Rongxia Guan,Jiangang Chen,Jinghan Jiang,Guangyu Liu,Ying Liu,LeiTian,Lili Yu,Ruzhen Chang,Li-juan Qiu;T H E C R O P J O U R N A L 2(2 0 1 4)35 8–3 6 5。
表2苗期和出苗期耐盐资源的耐盐性
利用耐盐指数对大豆品种(系)耐盐性进行分级,可将27份种质的出苗期耐盐性分为高度耐盐型(0.80≤SI<1.00)、耐盐型(0.60≤SI<0.80)、中度耐盐型(0.40≤SI<0.60)、敏感型(0.20≤SI<0.40)和高度敏感型(0.00≤SI<0.20)共5级,其中高度耐盐型4份,耐盐型6份(表2)。
同时,用200mmol L-1NaCl对27份大豆品种(系)进行苗期耐盐鉴定,发现12份苗期高度耐盐的材料(表2)。其中,运豆101、郑1311、皖宿1015和铁丰8号在出苗期和苗期均表现为耐盐。
因此,可以将出苗期和苗期均耐盐的植株定为耐盐大豆品系。
Claims (10)
1.检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在检测待测大豆在出苗期耐盐性中的应用;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
2.检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在判断待测大豆在出苗期耐盐类型中的应用;
所述大豆在出苗期耐盐类型为高度耐盐型、耐盐型、中度耐盐型、敏感型和高度敏感型;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
3.检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在筛选或选育出苗期耐盐大豆品种中的应用;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
4.检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体在筛选或选育耐盐大豆品种中的应用;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质包括用于种植大豆种子的蛭石和用于盐胁迫的150mmol L-1NaCl溶液;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
5.一种检测或候选检测待测大豆在出苗期耐盐性的方法,包括如下步骤:
1)将待测大豆的种子播种在蛭石中,150mmol L-1NaCl溶液浇灌,再继续培育,
2)播种后第15d检测出苗期盐胁迫下单株分类类别的单株株数;
3)根据所述出苗期盐胁迫下单株分类类别的各类别单株株数计算待测大豆的耐盐指数SI;
耐盐指数SI大的待测大豆在出苗期耐盐性大于耐盐指数SI小的待测大豆;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
6.一种检测或候选检测待测大豆在出苗期耐盐类型的方法,包括如下步骤:
1)将待测大豆的种子播种在蛭石中,150mmol L-1NaCl溶液浇灌,再继续培育,
2)播种后第15d检测出苗期盐胁迫下单株分类类别的单株株数;
3)根据所述出苗期盐胁迫下单株分类类别的各类别单株株数计算耐盐指数SI;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.80≤SI<1.00,则该待测大豆为或候选为高度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.60≤SI<0.80,则该待测大豆为或候选为耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.40≤SI<0.60,则该待测大豆为或候选为中度耐盐型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.20≤SI<0.40,则该待测大豆为或候选为敏感型;
若待测大豆的耐盐指数SI符合0.00≤SI<0.20,则该待测大豆为或候选为高度敏感型;
所述大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别为如下5类:
I类为植株死亡,子叶干枯;II类为植株存活且子叶未展开;III类为植株存活、子叶展开、具有生长点,但真叶未展开;IV类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶未完全展开;V类为植株生长正常,子叶展开,具有生长点,真叶完全展开;
所述耐盐指数SI的计算公式为SI=∑(某类别的单株数量*该类别数值)/待测大豆播种粒数*5;
所述各类别的数值分别为如下:I类别的数值为1、II类别的数值为2、III类别的数值为3、IV类别的数值为4、V类别的数值为5。
7.一种选育或候选选育出苗期耐盐大豆品种的方法,选育权利要求6所述方法中耐盐指数SI大于等于0.4且小于1的大豆品种,为出苗期耐盐大豆品种。
8.一种选育或候选选育耐盐大豆品种的方法,包括如下步骤:
1)从大豆品种中筛选出苗期耐盐大豆品种和苗期耐盐大豆品种;
所述筛选出苗期耐盐大豆品种的方法为选育权利要求6所述方法中耐盐指数SI大于等于0.4且小于1的大豆品种,为出苗期耐盐大豆品种;
2)将隶属于出苗期耐盐大豆品种,且隶属于苗期耐盐大豆品种的品种记作耐盐大豆品种。
9.一种产品,包括权利要求1-5任一中的检测大豆出苗期盐胁迫下单株分类类别中各类别单株数量的物质和记载耐盐指数SI计算公式的可读载体。
10.根据权利要求9所述的产品,其特征在于:所述产品具有如下1)-4)至少一种功能:
1)检测待测大豆在出苗期耐盐性;
2)判断待测大豆在出苗期耐盐类型;
3)筛选或选育出苗期耐盐大豆品种;
4)筛选或选育耐盐大豆品种。
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