CN110249836B - 一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，涉及植物栽培与育种技术领域，所述方法包含以下步骤：步骤a.对待鉴定的甜瓜种子进行育苗；步骤b.对三叶一心期甜瓜幼苗进行四到六天的低温处理；步骤c.对经过低温处理后的甜瓜幼苗的形态反应特征进行记录，所述形态反应特征选取叶片形态和叶角作为记录指标；再根据经过低温处理后的甜瓜幼苗形态反应特征结果对经过低温处理后的甜瓜幼苗制定冷害级别标准；步骤d.利用冷害级别标准统计幼苗的冷害指数，比较出各材料间的耐冷性。本发明较现有的方法操作简便，准确可靠，能够客观地反映甜瓜幼苗冷害的真实情况，是专门针对甜瓜幼苗冷害状况进行研究的一套新方法。

Description

一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法

技术领域

本发明实施例涉及植物栽培与育种技术领域，具体涉及一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法。

背景技术

甜瓜起源于热带和亚热带地区，属于冷敏感植物，极不耐寒。我国甜瓜种植面积和产量均位于世界前列，且一直保持着世界最大甜瓜生产国的优势。近年来我国甜瓜栽培以设施栽培为主，而甜瓜在整个生育期间均可发生冷害反应，尤其是在东北、华北和长江中下游地区进行早春设施栽培时，甜瓜在育苗或定植初期极易遭遇倒春寒等低温侵袭。低温冷害严重制约着我国设施甜瓜的生产效益和产业发展，是目前亟待解决的生产实际问题。

科学快速地评估甜瓜种质苗期耐冷性能帮助育种人员合理选择耐冷性种质进行甜瓜耐冷性改良。然而目前关于甜瓜苗期冷害指数的标准参考黄瓜，尚未有专用于甜瓜的苗期冷害指数统计的标准。应用于黄瓜上的方法多采用叶面脱水斑面积大小来制定冷害级别标准。由于甜瓜叶面本身不平整，受冷后叶面容易卷曲，且脱水斑不规则，精确测量难度较大。因此，提供一种专用于甜瓜且简单科学的耐冷性评价方法，能有效避免因测试方法导致的误差，并能为不同甜瓜苗期的耐冷性评价提供依据就显得尤为重要。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，以解决现有技术中甜瓜苗期冷害指数的标准评定方法存在精确测量难度大等问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，所述方法包含以下步骤：

步骤a.对待鉴定的甜瓜种子进行育苗；

步骤b.对三叶一心期甜瓜幼苗进行四到六天的低温处理；

步骤c.对经过低温处理后的甜瓜幼苗的形态反应特征进行记录，所述形态反应特征选取叶片形态和叶角作为记录指标；再根据经过低温处理后的甜瓜幼苗形态反应特征结果对经过低温处理后的甜瓜幼苗制定冷害级别标准；

步骤d.利用冷害级别标准统计幼苗的冷害指数，比较出各材料间的耐冷性。

上述技术方案中，叶角是植物形态的一个重要参数，在谷类作物上已有大量研究，被定义为植物中脉和茎之间的倾斜度。叶角主要受遗传因子、激素调节和环境因子(如环境温度、土壤含水量、光、营养元素等)的影响。一般来说，在炎热和干旱地区，植物叶角倾斜度较大；而在低温地区，叶片趋于水平。研究表明，甜瓜叶片角的遗传符合E1遗传模型，即受主基因控制，同时受环境影响，而甜瓜功能叶的叶角在室温下呈稳定状态。因此，通过叶角的改变来评价甜瓜苗期的抗寒性是可行的。

进一步地，步骤a的具体步骤如下：

步骤a1.播种：挑选饱满均匀的待鉴定的甜瓜种子，在55℃条件下进行温汤浸种消毒后再在28℃条件下浸种5h，将浸种后的种子均匀摆放于培养皿，置于28℃恒温培养箱中，黑暗条件下进行催芽，种子露白后，播种于50孔穴盘中，覆膜保湿，放置于日光温室中进行培养，待破土后，揭去薄膜；

步骤a2.分苗：待甜瓜幼苗长至一叶一心时进行分苗，移入9cm×10cm的育苗钵中，继续在日光温室中培养；

步骤a3.预处理：待甜瓜幼苗长至三叶一心时，选取50～60株长势一致的幼苗，移入人工气候室预处理三天。

进一步地，所述预处理的条件为：自然光照10000lx～40000lx，当光照强度低于10000lx时，自动进行补光，湿度为60％，白天处理温度为28℃，夜间处理温度为18℃。

进一步地，步骤b中低温处理的条件为：白天处理温度为15℃，夜间处理温度为6℃。

进一步地，步骤c中所述的冷害级别标准为：

0级-植株生长正常，株型紧凑，所有叶柄与茎成锐角，叶片舒展；

1级-植株生长基本正常，一、二叶柄与茎近似呈直角，三、四叶柄挺立，与茎呈锐角；

2级-株型松散，一、二叶柄与茎成直角或略下弯，三、四叶柄下弯，仍与茎呈锐角；

3级-株型明显松散，全部叶柄明显向下弯曲；

4级-两片以上真叶失水明显，萎蔫严重。

进一步地，步骤c中选取叶片形态和叶角作为记录指标具体是观察或测定叶柄与茎的夹角，辅以观察叶片失水状态及叶柄弯曲程度。

进一步地，步骤d中所述冷害指数的计算公式为：冷害指数＝∑(冷害级别×该级别株数)/(总株数×级别总数)。

进一步地，所述冷害指数越小，则甜瓜幼苗耐冷性越强；对单一材料鉴定时，判定冷害指数大于0.5的材料为冷敏感材料。

本发明实施例具有如下优点：

本发明一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法可定量使用，运用普通测角工具(如量角器，角度尺)即可实现定量测量，较现有调查叶片脱水斑面积更加准确。

本发明一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法也可定性使用，在实际应用中，只需定性的判断叶角为直角，锐角或钝角即可，其核心是对直角的判断，无需精确测量，使用简便快捷，易掌握。

本发明一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法尤其适用于不同材料间的耐冷性比较，但是本发明方法也适用于单一材料鉴定，判定冷害指数大于0.5的为冷敏感材料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的甜瓜幼苗低温处理后植株表型冷害级别示意图；

图2为本发明提供的甜瓜幼苗叶角测定示意图；

图3为本发明提供的10份甜瓜材料幼苗在2018年和2019年的冷害指数；

图4为本发明提供的10份甜瓜材料幼苗低温处理后的存活率；

图5为本发明提供的10份甜瓜材料幼苗光系统II的最大光合效率Fv/Fm；

图6为本发明提供的10份甜瓜材料幼苗低温处理前后的株高以及对照组的株高。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

一、材料选择

在芽期试验基础上选取芽期耐冷性不同的10份材料，进行苗期耐冷性评估试验，如表1为甜瓜苗期耐冷鉴定所用试验材料详细信息。

表1甜瓜苗期耐冷鉴定所用试验材料详细信息

二、试验设计

一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法包含以下步骤：

步骤a1.播种：挑选饱满均匀的待鉴定的甜瓜种子，在55℃条件下进行温汤浸种消毒后再在28℃条件下浸种5h，将浸种后的种子均匀摆放于培养皿，置于28℃恒温培养箱中，黑暗条件下进行催芽，种子露白后，播种于50孔穴盘中，覆膜保湿，放置于日光温室中进行培养，待破土后，揭去薄膜；

步骤a2.分苗：待甜瓜幼苗长至一叶一心时进行分苗，移入9cm×10cm的育苗钵中，继续在日光温室中培养；

步骤a3.预处理：待甜瓜幼苗长至三叶一心时，选取50～60株长势一致的幼苗，移入人工气候室预处理三天以适应人工气候室环境；所述预处理的条件为：自然光照10000lx～40000lx，当光照强度低于10000lx时，自动进行补光，湿度为60％，白天处理温度为28℃，夜间处理温度为18℃。

步骤b.适应三天后，对三叶一心期甜瓜幼苗进行四到六天的低温处理，浇足水分，避免缺水胁迫的影响；低温处理的条件为：白天处理温度为15℃，夜间处理温度为6℃，自然光照10000lx～40000lx，当光照强度低于10000lx时，自动进行补光，湿度为60％。同时，取与进行低温处理的甜瓜幼苗数量相等的甜瓜幼苗进行对照试验，对照组为常温处理，处理温度为白天温度为28℃，夜间温度为18℃，其他条件同低温处理条件。

步骤c.对经过低温处理后的甜瓜幼苗的形态反应特征进行记录，所述形态反应特征选取叶片形态和叶角作为记录指标，选取叶片形态和叶角作为记录指标具体是观察或测定叶柄与茎的夹角，辅以观察叶片失水状态及叶柄弯曲程度；叶角测量：低温处理4到6天后，各级别随机选择3株，测定叶柄与茎的夹角，同时辅助观察叶片失水状态及叶柄弯曲程度，由于部分甜瓜材料自身叶柄弯曲或低温处理后向下弯曲，因此，本发明将弯曲的叶柄简化为顶点和基点连线后，用数显角度尺测定其与茎的夹角，如图2所述的夹角α；

再根据形态反应特征结果对经过低温处理后的甜瓜幼苗制定冷害级别标准；

步骤d.利用冷害级别标准统计幼苗的冷害指数，比较出各材料间的耐冷性。所述的冷害级别标准为：

0级-植株生长正常，株型紧凑，所有叶柄与茎成锐角，叶片舒展；

1级-植株生长基本正常，一、二叶柄与茎近似呈直角，三、四叶柄挺立，与茎呈锐角；

2级-株型松散，一、二叶柄与茎成直角或略下弯，三、四叶柄下弯，仍与茎呈锐角；

3级-株型明显松散，全部叶柄明显向下弯曲；

4级-两片以上真叶失水明显，萎蔫严重。

具体地，各个级别的参考照片如图1所示。

所述冷害指数的计算公式为：冷害指数＝∑(冷害级别×该级别株数)/(总株数×级别总数)。

所述冷害指数越小，则甜瓜幼苗耐冷性越强；对单一材料鉴定时，判定冷害指数大于0.5的材料为冷敏感材料。

步骤e.光系统II的最大光合效率Fv/Fm的测定于步骤b中的低温处理期间连续测定10份材料的Fv/Fm。

步骤f.株高的测定在步骤b的低温处理前和处理结束后每份材料随机选择10株进行株高测量。

步骤g.将低温处理后的材料进行常温(28℃/18℃，昼/夜)恢复，10天后，统计10份材料的成活率。

三、试验结果分析：

对10份材料各级别幼苗进行角度测量，其结果如表2所示。

表2 10份材料各级别角度测量结果

注：初值是指低温处理前的角度；“nm”是指由于第四片叶未完全展开或相应级别的植株小于3株而未测量。

从表2可知，对锐角，直角和钝角的观测判别结果基本符合实测角度值。

在2018年和2019年低温处理4天或6天后，对冷害指数进行了调查。由图3可知，10份材料冷害指数差异明显，对单一材料进行鉴定时，判定冷害指数大于0.5的为冷敏感材料。在2019年，薄皮甜瓜经4天冷处理后，其冷害指数与2018年基本一致，而厚皮甜瓜需要经6天冷处理。以2019年薄皮甜瓜第4天和厚皮甜瓜第6天的冷害指数与2018年冷害指数做相关性分析，两年的冷害指数达到显著相关(0.692，p<0.05)。

由图4可知，10份甜瓜材料幼苗低温处理后的存活率存在明显差异，其变化与冷害指数存在极显著负相关(-0.882，P<0.01)，表明冷害指数越大，恢复后的存活率越低。成活率是证明一个材料耐冷性高低最具说服力的指标，该结果证明了本发明是可靠的。

由图5可知，低温显著抑制甜瓜幼苗的光系统II的最大光合效率Fv/Fm，在统计冷害指数的当天(第4天和第6天)，其冷害指数与Fv/Fm值和存在显著负相关(-0.683，-0.719，p<0.05)。Fv/Fm广泛用于反映植物受胁迫的程度，以上结果进一步从生理角度证明了本发明的可靠性。

由图6可知，低温显著抑制了甜瓜育苗的生长，低温下基本处于生长停滞状态。低温下株高的生长量和相对株高均与冷害指数呈显著负相关(-0.660，-0.764，p<0.05)，表明冷害指数越大，其株高增长越低。该结果从生长角度进一步证明了本发明的可靠性。图6中，对照组为常温处理，处理温度为白天温度为28℃，夜间温度为18℃，其他条件同低温处理条件。

本发明是通过直观形态差异来建立甜瓜耐冷评价体系的，可从形态上快速筛选出耐冷种质资源。本发明方法运用普通测角工具(如量角器，角度尺)即可实现定量测量。而在实际操作中，定性的判断叶角为直角，锐角或钝角即可，其核心是对直角的判断，无需精确测量。本发明较现有的方法操作简便，准确可靠，能够客观地反映甜瓜幼苗冷害的真实情况，是专门针对甜瓜幼苗冷害状况进行研究的一套新方法。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

步骤a.对待鉴定的甜瓜种子进行育苗；

步骤b.对三叶一心期甜瓜幼苗进行四到六天的低温处理；

步骤c.对经过低温处理后的甜瓜幼苗的形态反应特征进行记录，所述形态反应特征选取叶片形态和叶角作为记录指标；再根据经过低温处理后的甜瓜幼苗形态反应特征结果对经过低温处理后的甜瓜幼苗制定冷害级别标准；

步骤d.利用冷害级别标准统计幼苗的冷害指数，比较出各材料间的耐冷性；

步骤c中所述的冷害级别标准为：

0级-植株生长正常，株型紧凑，所有叶柄与茎成锐角，叶片舒展；

1级-植株生长基本正常，一、二叶柄与茎近似呈直角，三、四叶柄挺立，与茎呈锐角；

2级-株型松散，一、二叶柄与茎成直角或略下弯，三、四叶柄下弯，仍与茎呈锐角；

3级-株型明显松散，全部叶柄明显向下弯曲；

4级-两片以上真叶失水明显，萎蔫严重；

步骤b中低温处理的条件为：白天处理温度为15℃，夜间处理温度为6℃；

步骤c中选取叶片形态和叶角作为记录指标具体是观察或测定叶柄与茎的夹角，辅以观察叶片失水状态及叶柄弯曲程度。

2.如权利要求1所述的一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，其特征在于，步骤a的具体步骤如下：

步骤a1.播种：挑选饱满均匀的待鉴定的甜瓜种子，在55℃条件下进行温汤浸种消毒后再在28℃条件下浸种5h，将浸种后的种子均匀摆放于培养皿，置于28℃恒温培养箱中，黑暗条件下进行催芽，种子露白后，播种于50孔穴盘中，覆膜保湿，放置于日光温室中进行培养，待破土后，揭去薄膜；

步骤a2.分苗：待甜瓜幼苗长至一叶一心时进行分苗，移入9cm×10cm的育苗钵中，继续在日光温室中培养；

步骤a3.预处理：待甜瓜幼苗长至三叶一心时，选取50～60株长势一致的幼苗，移入人工气候室预处理三天。

3.如权利要求2所述的一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，其特征在于，所述预处理的条件为：自然光照10000lx～40000lx，当光照强度低于10000lx时，自动进行补光，湿度为60％，白天处理温度为28℃，夜间处理温度为18℃。

4.如权利要求1所述的一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，其特征在于，步骤d中所述冷害指数的计算公式为：冷害指数＝∑(冷害级别×该级别株数)/(总株数×级别总数)。

5.如权利要求4所述的一种甜瓜苗期耐冷性鉴定的方法，其特征在于，所述冷害指数越小，则甜瓜幼苗耐冷性越强；对单一材料鉴定时，判定冷害指数大于0.5的材料为冷敏感材料。

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