CN111492919A - 一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法 - Google Patents

一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，涉及植物耐盐性鉴定领域，适用于普通栽培稻(Oryza sativa L.)的全生育期耐盐性鉴定及评价。其特征在于，在实验室条件下，利用清水对照和8‰的NaCL溶液对水稻进行苗期耐盐性鉴定，于三叶一心期测定全生物学产量，计算苗期耐盐指数，作为水稻品种苗期耐盐性强弱的评价指标。选择苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻种质，在清水对照和5‰的NaCL溶液处理的水泥池中进行全生育期的耐盐性鉴定，成熟期收获稻谷产量，计算成熟期耐盐指数。综合苗期和全生育期耐盐性结果，筛选出能够顺利完成生活周期的高耐盐水稻种质。该发明能够高通量筛选出苗期和全生育期均表现高耐盐性的水稻种质，为水稻耐盐育种提供高耐盐种质资源。

Description

一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法
技术领域
本发明公开一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，涉及植物耐盐性鉴定领域。
背景技术
土壤盐渍化是限制农作物生长，造成减产的非生物胁迫之一。据统计，全球盐碱地面积超过10.0×108hm2，中国盐碱地面积约1.0×108hm2，且沿海盐渍区，常利用盐水灌溉，导致了土壤盐分的积累和土壤的恶化，严重制约中国农业综合生产能力。通过遗传育种改良农作物抗逆性，已经成为保障盐碱地区粮食生产的有效途径之一。水稻(Oryza sativaL.)作为世界上最重要的粮食作物之一，为全球超过半数的人口提供粮食来源。水稻为中度盐敏感作物，其耐盐性的研究一直是科学家们研究的热点和难点。对水稻种质资源进行耐盐性鉴定评价，筛选出耐盐种质，可为水稻耐盐遗传育种提供种质资源。
自20世纪70年代开始，水稻耐盐性研究就受到广泛重视。水稻不同种质资源及不同发育阶段其耐盐性存在明显的差异，能在盐(碱)浓度0.3％以上的盐(碱)地生长，且单产可达300kg/667m2以上的水稻品种，我们称之为耐盐(碱)水稻。20世纪30年代以来，国外就开始耐盐水稻种质筛选研究工作。斯里兰卡最早开展耐盐水稻品种筛选和培育工作，并于1939年培育出世界上第1个抗盐水稻品种Pokkali，其耐盐性达0.3％以上。国际水稻研究所(IRRI)于1975年实施了“国际水稻耐盐观察圃计划”，从9000多份水稻品种和家系中筛选出Getu、Annapuma、Nona Bokra、Irs8085、PSBRc50等10份优良耐盐水稻品种(种质)。我国的水稻耐盐性鉴定研究始于上世纪50年代，“七五”期间把水稻种质资源的耐盐性鉴定作为国家科研项目，并开展全国协作。中国农业科学院、中国水稻研究所及江苏省农科院等单位先后对水稻种质资源进行了耐盐性鉴定与评价，并筛选出一批耐盐性水稻资源，如芒水稻3、毛稻、大芒稻、高粱稻、80-85、筑紫晴、红芒香梗福、白谷子等。这些耐盐资源由于农艺性状较差等原因没能在耐盐水稻育种实践中得到应用和推广。目前，科学家们对水稻耐盐性的研究大多是单一的对水稻苗期或是全生育期进行耐盐性评价，而且大多是关于苗期的耐盐性评价，关于苗期和全生育期的全方面耐盐性评价较少，尤其缺少耐盐性达到5‰水平及以上的高耐盐水稻种质。本发明通过对水稻苗期耐盐性评价后，选取苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻种质进行全生育期耐盐性评价，筛选出能够顺利完成生活周期的高耐盐水稻种质，为水稻耐盐育种提供种质资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种全面、准确、高通量筛选高耐盐性水稻种质的鉴定评价方法。
为实现上述目的，本发明具体方案如下：一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，实验室条件下，利用清水对照和8‰的NaCL溶液对水稻进行苗期耐盐性鉴定，于水稻三叶一心期时测定全生物学产量，计算苗期耐盐指数，作为水稻品种苗期耐盐性强弱的评价指标。选择苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻种质，在清水对照和5‰的NaCL溶液处理的水泥池中进行全生育期的耐盐性鉴定，成熟期收获稻谷产量，计算成熟期耐盐指数。综合苗期和全生育期耐盐性结果，筛选出能够顺利完成生活周期的高耐盐水稻种质。该发明能够高通量筛选出苗期和全生育期均表现高耐盐性的水稻种质，为水稻耐盐育种提供高耐盐种质资源。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述苗期耐盐性鉴定评价方法包括种子处理、幼苗生长条件、盐胁迫方式、盐胁迫浓度、盐胁迫时间、苗期耐盐性评价指标。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述种子处理为将水稻种质种子用10％的过氧化氢处理10分钟，清水洗5～6次，目的是打破种子休眠。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述苗期耐盐性鉴定在人工培养室中进行，光照强度1000umol/m2.s，光照周期为12小时黑暗12小时，控温为20℃～25℃，控湿为60％RH～75％RH。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述盐胁迫方式为将打破休眠后的水稻种质种子均匀平摊在培养板上的培养孔中，将培养板漂浮于装有清水对照和8‰的NaCL溶液的中转箱中，中转箱覆盖保鲜膜，中转箱置于培养室中。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述苗期耐盐性评价指标为于水稻三叶一心期统计发苗率，取培养孔中所有幼苗，去除幼苗种子，杀青称重，即为全生物学产量，计算苗期耐盐指数S。以苗期耐盐指数S作为水稻品种苗期耐盐性强弱的评价指标。苗期耐盐性分为5个等级(表1)。
S＝[(GM2-GM1)/GM2]×100 (1)
公式(1)中：S，苗期耐盐指数(％)；GM1，盐胁迫处理的全生物学产量平均值；GM2，清水(对照)处理的全生物学产量平均值。
表1 水稻苗期耐盐性评价标准
Figure BSA0000207204840000031
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述全生育期耐盐性鉴定评价方法包括水稻种质特性、生长条件、盐胁迫方式、盐胁迫浓度、盐胁迫时间、成熟期耐盐性评价指标。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述水稻种质特性为已经通过苗期耐盐性鉴定的水稻种质，即苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻种质。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述全生育期耐盐性鉴定在开放式盐池中进行，将苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻秧苗单本移栽于清水对照和5‰的NaCL溶液处理的水泥池中。每天用盐分测定仪检测盐池中水分盐浓度，利用海盐调试盐浓度达5‰。
所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述全生育期耐盐性评价指标为成熟期收获稻谷产量，计算成熟期耐盐指数N。以成熟期耐盐指数N作为水稻全生育期耐盐性强弱的评价指标。将全生育期耐盐性分为5个等级(表2)。
N＝[(G2-G1)/G2]×100 (2)
公式(2)中：N，成熟期耐盐指数(％)；G1，盐胁迫处理的稻谷重量的平均值；G2，为清水(对照)处理的稻谷重量的平均值。
表2 水稻全生育期耐盐性评价标准
Figure BSA0000207204840000041
本发明的有益效果为：综合苗期和全生育期耐盐性结果，本发明提供一种能够高通量筛选出苗期和全生育期均表现高耐盐性的水稻种质，为水稻耐盐育种提供高耐盐种质资源。
具体实施方式
下面结合实例对本发明实施方式作进一步详细描述。
实例1，一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取30份江苏沿海地区农业科学研究所新育成的耐盐水稻新品系和高世代中间材料，将水稻种质种子放入装有10％过氧化氢的试管中处理10分钟，打破休眠，促进种子萌发。
步骤(2)：水稻种质清水洗涤5～6次，每个材料分别取30粒水稻种子均匀平摊在培养板上的培养孔中，将培养板漂浮于装有清水对照和8‰的NaCL溶液的中转箱中，中转箱覆盖保鲜膜，中转箱置于培养室中。在人工培养室中进行水稻幼苗培养。人工培养室光照强度1000umol/m2.s，光照周期为12小时黑暗12小时，控温为20℃～25℃，控湿为60％RH～75％RH。每个处理3次重复。
步骤(3)：于三叶一心期停止培养，测定每个材料每个处理的发芽率和全生物学产量。
步骤(4)：计算单株生物学产量和苗期耐盐指数S。利用Excel 2010进行数据整理，结果见表3。
表3 水稻苗期和全生育期的耐盐等级
Figure BSA0000207204840000051
步骤(5)：选择通过苗期耐盐性鉴定，即耐盐性达到中等(苗期耐盐指数在60.0％及以下)以上的水稻种质，种植于江苏沿海地区农业科学研究所南洋试验基地的盐池中。水稻秧苗单本移栽于清水对照和5‰的NaCL溶液处理的水泥池中，每个小区种3行，每行8株，行株距30cm×12cm，3次重复。
步骤(6)：每天用Thermo便携式盐分测定仪检测盐池中水分盐浓度，利用海盐调试盐浓度达5‰。
步骤(7)：成熟期收获稻谷产量，并计算成熟期耐盐指数N。利用Excel 2010进行数据整理，结果见表3。
步骤(8)：综合苗期和全生育期耐盐性结果，筛选到了耐盐性极强的水稻种质1份(19YD556)、耐盐性强的水稻种2份(19YD527和19YD583)、耐盐性中等的水稻种质5份(19YD412，19YD537，19YD547，19YD559和19YD580)，结果见表3，目前，以上8份耐盐性达到5‰以上的水稻种质正在配置杂交新组合，进一步研究其耐盐机理，同时有利于选育耐盐水稻新品种。

Claims (10)

1.一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，涉及植物耐盐性鉴定领域。其特征在于，在实验室条件下，利用清水对照和8‰的NaCL溶液对水稻进行苗期耐盐性鉴定，于三叶一心期测定全生物学产量，计算苗期耐盐指数，作为水稻品种苗期耐盐性强弱的评价指标。选择苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻种质，在清水对照和5‰的NaCL溶液处理的水泥池中进行全生育期的耐盐性鉴定，成熟期收获稻谷产量，计算成熟期耐盐指数。综合苗期和全生育期耐盐性结果，筛选出能够顺利完成生活周期的高耐盐水稻种质。该发明能够高通量筛选出苗期和全生育期均表现高耐盐性的水稻种质，为水稻耐盐育种提供高耐盐种质资源。
2.如权利要求1所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述苗期耐盐性鉴定评价方法包括种子处理、幼苗生长条件、盐胁迫方式、盐胁迫浓度、盐胁迫时间、苗期耐盐性评价指标。
3.如权利要求2所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述种子处理为将水稻种质种子用10％的过氧化氢处理10分钟，清水洗5～6次，目的是打破种子休眠。
4.如权利要求2所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述幼苗生长条件是在人工培养室中进行，光照强度1000umol/m2.s，光照周期为12小时黑暗12小时光照，控温为20℃～25℃，控湿为60％RH～75％RH。
5.如权利要求2所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述盐胁迫方式为将打破休眠后的水稻种质种子均匀平摊在培养板上的培养孔中，将培养板漂浮于装有清水对照和8‰的NaCL溶液的中转箱中，中转箱覆盖保鲜膜，中转箱置于培养室中。
6.如权利要求2所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述苗期耐盐性评价指标为于水稻三叶一心期统计发苗率，取培养孔中所有幼苗，去除幼苗种子，杀青称重，即为全生物学产量，计算苗期耐盐指数S。以苗期耐盐指数S作为水稻品种苗期耐盐性强弱的评价指标。苗期耐盐性分为5个等级(表1)。
S＝[(GM2-GM1)/GM2]×100 (1)
公式(1)中：S，苗期耐盐指数(％)；GM1，盐胁迫处理的全生物学产量平均值；GM2，清水(对照)处理的全生物学产量平均值。
表1 水稻苗期耐盐性评价标准
Figure FSA0000207204830000021
7.如权利要求1所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述全生育期耐盐性鉴定评价方法包括水稻种质特性、生长条件、盐胁迫方式、盐胁迫浓度、盐胁迫时间、成熟期耐盐性评价指标。
8.如权利要求7所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述水稻种质特性为已经通过苗期耐盐性鉴定的水稻种质，即苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻种质。
9.如权利要求7所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述全生育期耐盐性鉴定在开放式盐池中进行，将苗期耐盐指数在60.0％及以下的水稻秧苗单本移栽于清水对照和5‰的NaCL溶液处理的水泥池中。每天用盐分测定仪检测盐池中水分盐浓度，利用海盐调试盐浓度达5‰。
10.如权利要求7所述一种高耐盐性水稻种质鉴定筛选方法，其特征在于：所述全生育期耐盐性评价指标为成熟期收获稻谷产量，计算成熟期耐盐指数N，以成熟期耐盐指数N作为水稻全生育期耐盐性强弱的评价指标。将成熟期耐盐性分为5个等级(表2)。
N＝[(G2-G1)/G2]×100 (2)
公式(2)中：N，成熟期耐盐指数(％)；G1，盐胁迫处理的稻谷重量的平均值；G2，为清水(对照)处理的稻谷重量的平均值。
表2 水稻全生育期耐盐性评价标准
Figure FSA0000207204830000031
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