CN110050695A - 一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法 - Google Patents

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彭庆务
江彪
何晓明
刘文睿
林毓娥
谢大森
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    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/04—Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection

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Abstract

本发明公开了一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法，包括以下步骤：(1)选取不同品种节瓜材料，在正常生长温度为28～32℃条件下长到两叶一心时，对叶片的相对电导率进行测定；(2)将步骤(1)中所述节瓜材料在高温胁迫温度为45℃条件下处理4天，然后测定节瓜叶片丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性；(3)待恢复到正常温度为28～32℃条件下，生长3～5天后，统计其存活率，并根据正常生长温度时叶片的相对电导率，正常生长温度和高温胁迫时丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性的变化，以及恢复到正常生长温度时不同材料的生长情况，获取耐热性好节瓜品种。该方法能够综合准确地鉴定不同节瓜种质资源苗期的耐热性，为耐热育种提供合适的亲本或中间材料。

Description

一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法
技术领域
本发明属于节瓜技术领域，具体涉及一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法。
背景技术
全球变暖引起的气温升高对植株的生长和发育，尤其对农作物的产量和品质造成了不良影响。植物因固有的生活方式，必须适应因昼夜交替、气候变化和四季更替而产生的较大温差。高温胁迫对瓜类蔬菜的生理生化的影响主要包括光合作用和呼吸作用的下降；热激蛋白和脯氨酸含量增加；细胞膜的稳定性下降，电导率升高；内源激素如水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)含量发生变化，活性氧含量的增加。高温胁迫对植株生长发育的影响主要包括胚根伸长受到抑制以及叶片萎蔫干枯；花药发育不良，花粉活力下降；品质受到影响，果皮变硬，果实变苦，以及维生素含量下降。
节瓜(Benincasa hispida Cogn.var.Chieh-qua How.)是葫芦科(Cucurbitaceae)重要的蔬菜作物，不耐热。然而，随着温室效应的加剧，特别是在华南地区，在夏季露地栽培中时常遭遇高温天气，严重影响了节瓜的产量和品质。目前，高温热害已成为限制节瓜生产的主要因子之一。
因此，在苗期对节瓜的耐热性进行鉴定可以确定不同种质资源的苗期耐热性，为筛选优异的耐热性材料提供借鉴方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法，该方法能够综合准确地鉴定不同节瓜种质资源的苗期耐热性，为耐热育种提供合适的亲本或中间材料。
本发明提供的节瓜苗期耐热性鉴定方法。首先高温胁迫前，将两叶一心时期的不同节瓜材料的幼苗进行相对电导率测定；高温(45℃)胁迫处理4天，并测定丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的变化以及萎蔫程度；恢复到正常生长温度时，观察不同材料的表型，并统计存活率。结合胁迫前、胁迫中以及胁迫后的生理指标以及表型，确定其耐热性。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案来实现：一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法，包括以下步骤：
(1)选取不同品种节瓜材料，在正常生长温度为28～32℃条件下长到两叶一心时，对叶片的相对电导率进行测定；
(2)将步骤(1)中所述节瓜材料在高温胁迫温度为45℃条件下处理4天，在第3天时，测定节瓜叶片丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性；
(3)待恢复到正常温度为28～32℃条件下，生长3～5天后，统计其存活率，并根据正常生长温度时叶片的相对电导率，以及正常生长温度和高温胁迫时叶片中的丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性的变化，获取耐热性好节瓜品种。
步骤(3)同时满足以下条件时，说明该节瓜耐热性好：
(a)：在正常生长温度为28～32℃条件下，叶片的相对电导率低于16％；
(b)：与在正常生长温度为28～32℃条件下相比，在高温胁迫温度为45℃条件下处理4天，第3天时测定节瓜叶片丙二醛含量下降，而超氧化物歧化酶活性提高的；
(c)：待恢复到正常温度为28～32℃条件下，生长3～5天后，统计其存活率，存活率高于60％的节瓜材料且能正常生长的。
优选的，步骤(1)中所述的不同品种节瓜材料包括PQW-1为广州地方品种江心节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-2为五号黑毛节瓜；PQW-3为广东地方品种七星节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-4为鲁阳节瓜；PQW-5为利用强雌性技术选育的强雌系纯合材料；PQW-6为粤农节瓜；PQW-7为江心四号节瓜；PQW-8为广东东莞江心节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-9为新农民节瓜品种经过系谱法选育而来的纯合自交系材料是；PQW-10为广西地方品种经过系谱法选育而来的纯合自交系材料。
实际上，除了上述列举的节瓜品种外，市面上出售的其它节瓜品种也可以适用本发明中的方法。
本发明具有如下优点：本发明结合了高温胁迫下前后节瓜材料的生理生化与表型的差异，从而较为全面准确的对其进行苗期的耐热性指标的鉴定。因此在后续的生产实践中，研究者可以通过分析不同节瓜材料在苗期的耐热性，从而对植株在初花期和结果期的耐热性提供借鉴，为节瓜的耐热性育种提供有效的亲本或中间材料。
附图说明
图1是实施例1中高温胁迫前不同节瓜材料的相对电导率测定；
图2是高温胁迫前后不同节瓜材料MDA,SOD的变化，注：白色柱代表高温胁迫前，黑色柱代表高温胁迫3天，其中(A)图代表丙二醛(MDA)含量变化，(B)图代表超氧化物歧化酶(SOD)活性变化；
图3是恢复后不同节瓜材料的存活率统计；
图4是正常生长条件下与高温胁迫恢复后，10份节瓜材料的生长情况，注：数字1-10代表PQW1-PQW10的节瓜材料。
具体实施方式
下面结合实例具体进一步说明本发明的具体实施方式。
本实施例提供的节瓜苗期耐热性的鉴定方法，包括以下步骤：
(1)选取不同品种节瓜材料(PQW-1为广州地方品种江心节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-2为五号黑毛节瓜；PQW-3为广东地方品种七星节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-4为鲁阳节瓜；PQW-5为利用强雌性技术选育的强雌系纯合材料；PQW-6为粤农节瓜；PQW-7为江心四号节瓜；PQW-8为广东东莞江心节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-9为新农民节瓜品种经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-10为广西地方品种经过系谱法选育而来的纯合自交系材料)。在正常生长温度为28～32℃(更佳为30℃)条件下长到两叶一心时，对叶片的相对电导率进行测定；
相对电导率的测定：采摘苗期不同节瓜材料真叶的叶片(每份材料取10株)，用直径1cm打孔器，将其打成20个小叶片，然后放到含有5ml ddH2O的试管中。室温下震荡30分钟，用电导率仪测定水溶液中的电导率(EC0)，50℃水浴30分钟后，测定电导率(EC1)，100℃水浴30分钟后，测定电导率(EC2)，取平均值。测定获得的相对电导率如图1所示。
从图1可以看出，10份节瓜材料中，只有PQW3，PQW-5，PQW-7，PQW-9，PQW-10的相关电导率较低，均低于16％，其余六份材料的相对电导率较高。说明，这四份材料的细胞膜的受损程度较小。
(2)高温胁迫处理：将生长至两叶一心时的节瓜幼苗置于高温环境下(45℃)4天，且处理3天时取叶片并测定丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)酶活。同时，观察不同材料在高温胁迫时的萎蔫程度和表型变化。
丙二醛(MDA)含量的测定：取高温胁迫前后的植物叶片1g，加入少量石英砂和10％三氯乙酸2ml，研磨至匀浆，再加8mL10％三氯乙酸进一步研磨，匀浆以4000r/min离心10min，其上清液为丙二醛提取液。取4支干净试管，编号，3支为样品管(三个重复)，各加入提取液2mL，对照管加蒸馏水2mL，然后各管再加入2mL0.6％硫代巴比妥酸溶液。摇匀，混合液在沸水浴中反应15min，迅速冷却后再离心。取上清液分别在532、600和450nm波长下测定吸光度(A)值。
超氧化物歧化酶(SOD)酶活的测定：采用氮蓝四唑光化还原法测定SOD含量。取0.2-0.5g高温胁迫前后不同节瓜材料的叶片，洗净后置于预冷的研钵中，加入1.6mL50mmol/L预冷的磷酸缓冲液(pH7.8)，在冰上研磨成匀浆，转入离心管中在4℃、12000rpm下离心20min，上清液为酶液。分别取3mL反应混合液和30μL酶液于试管中，在4000lux光照下反应20min，测OD560吸光值。
高温胁迫前后不同节瓜材料丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)酶活的变化如图2所示。
从图2可以看出，正常生长条件下与高温胁迫时，各材料间的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)酶活性差异较大。
其中丙二醛(MDA)含量在高温胁迫时较正常条件下，表现出下降趋势的是PQW1，PQW3，PQW5，PQW8，PQW9，说明这些材料的细胞膜质过氧化程度较小，受损程度小，如图2中(A)图所示。
超氧化物歧化酶(SOD)酶活性PQW2，PQW3，PQW5，PQW6，PQW9的活性在高温胁迫时较高，说明这些材料在高温胁迫时清除活性氧的能力较高，细胞膜受损程度小，如图2中(B)图所示。
(3)待恢复到正常温度为28～32℃条件下，生长3～5天后，统计其存活率，并根据正常生长温度时叶片的相对电导率，以及正常生长温度和高温胁迫时叶片中丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性的变化，获取耐热性好节瓜品种。
恢复后不同节瓜材料的存活率统计如图3所示。
从图3可以看出，10份节瓜材料中，PQW3，PQW9，PQW10的在高温胁迫后的存活率较高，超过了60％。
正常生长条件下与高温胁迫恢复后，10份节瓜材料的生长情况，注：数字1-10代表PQW1-PQW10的节瓜材料，如图4所示。
从图4可以看出，正常生长条件下，10份材料生长旺盛，经过高温胁迫4天后，并恢复到正常温度时，只有PQW3，PQW8，PQW9，PQW10能够正常生长。说明这四份材料在高温胁迫时的耐热性较强。
综上所述，结合高温胁迫前，高温胁迫处理与恢复到正常温度时的生理生化指标变化以及恢复到正常生长温度时不同材料的生长情况，可以初步确定PQW3和PQW9节瓜材料苗期的耐热性强，可以为今后节瓜的耐热性育种提供材料基础。
以上所述实施例仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，如本发明在各数据区间其他取值方案均可以实施达到本发明的目的，均应包含在本发明的保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载的为准。

Claims (3)

1.一种节瓜苗期耐热性的鉴定方法，其特征是包括以下步骤：
(1)选取不同品种节瓜材料，在正常生长温度为28～32℃条件下长到两叶一心时，对叶片的相对电导率进行测定；
(2)将步骤(1)中所述节瓜材料在高温胁迫温度为45℃条件下处理4天，在第3天时，测定节瓜叶片丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性；
(3)待恢复到正常温度为28～32℃条件下，生长3～5天后，统计其存活率，并根据正常生长温度时叶片的相对电导率，正常生长温度和高温胁迫温度时叶片中的丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性的变化，以及恢复到正常生长温度时不同材料的生长情况，获取耐热性好节瓜品种。
2.根据权利要求1所述的节瓜苗期耐热性的鉴定方法，其特征是：步骤(3)同时满足以下条件时，说明该节瓜耐热性好：
(a)：在正常生长温度为28～32℃条件下，叶片的相对电导率低于16％；
(b)：与在正常生长温度为28～32℃条件下相比，在高温胁迫温度为45℃条件下处理4天，第3天时测定节瓜叶片丙二醛含量下降，而超氧化物歧化酶活性提高的；
(c)：待恢复到正常温度为28～32℃条件下，生长3～5天后，统计其存活率，存活率高于60％的节瓜材料且能正常生长的。
3.根据权利要求1所述的节瓜苗期耐热性的鉴定方法，其特征是：步骤(1)中所述的不同品种节瓜材料包括PQW-1为广州地方品种江心节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-2为五号黑毛节瓜；PQW-3为广东地方品种七星节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-4为鲁阳节瓜；PQW-5为利用强雌性技术选育的强雌系纯合材料；PQW-6为粤农节瓜；PQW-7为江心四号节瓜；PQW-8为广东东莞江心节瓜经过系谱法选育而来的纯合自交系材料；PQW-9为新农民节瓜品种经过系谱法选育而来的纯合自交系材料是；PQW-10为广西地方品种经过系谱法选育而来的纯合自交系材料。
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