CN112673750A - 一种植物抗逆性快速筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物抗逆性快速筛选方法，包括如下步骤：步骤(1)：将吸水纸和滤纸层叠放置于培养皿中，吸水纸位于滤纸的下方；步骤(2)：采用添加有胁迫剂的培养液浸湿吸水纸和滤纸；步骤(3)：将植物种子放置于滤纸上，在培养温度为25±1℃，光照强度为30‑50μmol/(m²·s)，光照时间为16h/d的条件下培养7‑15d；步骤(4)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，得到具有抗逆性的植物种子。本公开的植物抗逆性快速筛选方法可快速简便地筛选得到具有较高抗逆性的植物种子，从而实现植物抗逆性的快速筛选。

Description

一种植物抗逆性快速筛选方法

技术领域

本发明涉及植物抗逆性筛选领域，更具体地，涉及一种植物抗逆性快速筛选方法。

背景技术

植物抗逆性是植物对逆境或者各种胁迫因子的抵抗能力。一般来说，植物在生长发育过程中会受到多种胁迫，包括生物胁迫和非生物胁迫，如高温、低温、病原菌侵染、干旱和盐碱等。这些逆境会严重影响植物的生长发育及产量和品质，使得植物细胞膜系统受害、酶失活或变性。在生物进化过程中，植物在遭受逆境胁迫时产生适应性的防御机制，将逆境对其产生的伤害降低。

植物的固生特性决定了其在生长过程中会受到各种各样的逆境胁迫，经济作物在各种胁迫下会产生重大损失，所以提高作物的抗逆性一直是作物育种领域的焦点。通过对植物的抗逆性进行筛选，可选育获得抗逆性强的植物品种，达到提高植物特别是经济作物的产量和品质的目的。

现有植物抗逆性筛选方法的筛选周期长，难以满足植物抗逆性快速筛选的需求。

因此，如何提供一种可实现植物抗逆性快速筛选的方法成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可实现植物抗逆性快速筛选的植物抗逆性快速筛选方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种植物抗逆性快速筛选方法。

该植物抗逆性快速筛选方法包括如下步骤：

步骤(1)：将吸水纸和滤纸层叠放置于培养皿中，吸水纸位于滤纸的下方；

步骤(2)：采用添加有胁迫剂的培养液浸湿吸水纸和滤纸；

步骤(3)：将植物种子放置于滤纸上，在培养温度为25±1℃，光照强度为30-50μmol/(m²·s)，光照时间为16h/d的条件下培养7-15d；

步骤(4)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，得到具有抗逆性的植物种子。

可选的，所述步骤(1)中的滤纸为两层灭菌的滤纸。

可选的，所述步骤(2)中的培养液包括1/2MS培养液。

可选的，所述步骤(2)中的胁迫剂为氯化钠。

可选的，所述步骤(2)中的培养液中的胁迫剂的浓度包括100mmol/L、150mmol/L和200mmol/L。

可选的，所述步骤(2)中的胁迫剂为PEG6000。

可选的，所述步骤(2)中的培养液中的胁迫剂的质量百分含量包括5％、7％和10％。

可选的，所述步骤(4)具体如下：

步骤(4-1)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的待测植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色；

步骤(4-2)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色；

步骤(4-3)：比较添加有胁迫剂的培养液培养的待测植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色和添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，根据区别由大至小对发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色进行排序，并由发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色获取发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数；

步骤(4-4)：通过第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数分别对排序后的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色所对应的发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数进行处理，得到抗逆值，其中，第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数逐渐减小；

步骤(4-5)：对包括不同浓度或含量的胁迫剂处理的植物种子对应的抗逆值进行比较，以得到植物的抗逆性。

本公开的植物抗逆性快速筛选方法可快速简便地筛选得到具有较高抗逆性的植物种子，从而实现植物抗逆性的快速筛选。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

本公开提供了一种植物抗逆性快速筛选方法，包括如下步骤：

步骤(1)：将吸水纸和滤纸层叠放置于培养皿中，吸水纸位于滤纸的下方。

为了提高植物抗逆性的筛选的准确性，步骤(1)中的滤纸为两层灭菌的滤纸。

步骤(2)：采用添加有胁迫剂的培养液浸湿吸水纸和滤纸。

为了提高植物抗逆性的筛选的准确性，步骤(2)中的培养液包括1/2MS培养液。

为了提高植物抗逆性的筛选的准确性，步骤(2)中的胁迫剂为氯化钠。

为了提高植物抗逆性的筛选的准确性，步骤(2)中的培养液中的胁迫剂的浓度包括100mmol/L、150mmol/L和200mmol/L。

为了提高植物抗逆性的筛选的准确性，步骤(2)中的胁迫剂为PEG6000。

为了提高植物抗逆性的筛选的准确性，步骤(2)中的培养液中的胁迫剂的质量百分含量包括5％、7％和10％。

步骤(3)：将植物种子放置于滤纸上，在培养温度为25±1℃，光照强度为30-50μmol/(m²·s)，光照时间为16h/d的条件下培养7-15d。

步骤(4)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，得到具有抗逆性的植物种子。

为了在提高植物抗逆性的筛选的准确性的条件下提高筛选速率，步骤(4)具体如下：

步骤(4-1)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的待测植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色。

步骤(4-2)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色。

步骤(4-3)：比较添加有胁迫剂的培养液培养的待测植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色和添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，根据区别由大至小对发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色进行排序，并由发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色获取发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数。上述需要排序的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色为待测植物种子的相关结果。

具体实施时，可通过实验得到发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色和发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数的对应关系表，在该表中，可由发芽率得到发芽参数，由根系发达程度得到根系参数，由叶片尺寸得到叶片参数，以及由叶色得到叶色参数。这样，通过查询上表，即可方便快速地获取发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数。

步骤(4-4)：通过第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数分别对排序后的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色所对应的发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数进行处理，得到抗逆值，其中，第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数逐渐减小。

具体实施时，第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数可为定值。采用调整系数处理的方式可例如为将调整系数与相应参数相乘，或将调整系数与相应参数相加。调整后的发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数得到抗逆值的方式可例如为将各参数相加。

在一个具体实施例中，比较添加有胁迫剂的培养液培养的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色和添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，根据区别由大至小对发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色进行排序，得到的排序为发芽率、叶片尺寸、根系发达程度及叶色。由发芽率、叶片尺寸、根系发达程度及叶色得到发芽参数、叶片参数、根系参数及叶色参数。将第一调整系数与发芽参数相乘，得到调整后的发芽参数；将第二调整系数与叶片参数相乘，得到调整后的叶片参数；将第三调整系数与根系参数相乘，得到调整后的根系参数；将第四调整系数与叶色参数相乘，得到调整后的叶色参数。将调整后的发芽参数、叶片参数、根系参数及叶色参数相加，即可得到抗逆值。

步骤(4-5)：对包括不同浓度或含量的胁迫剂处理的植物种子对应的抗逆值进行比较，以得到植物的抗逆性。

通常，认为抗逆值较高的植物种子的抗逆性更好。

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，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。

实施例1

以经基因编辑获得的烟草种子3份及1份对照烟草种子(未经基因编辑的烟草底盘品种的种子)作为筛选材料。

分别称取0.5844g、0.8766g、1.1688gNaCl溶于100mL1/2MS培养液中，得到浓度为100mmol/L、150mmol/L、200mmol/LNaCl处理液；

将2层灭菌的滤纸放置于直径150mm的培养皿中，同时在滤纸下放置吸水纸，然后在培养皿中添加6-8mL的1/2MS培养液、含有不同盐浓度(100mmol/L、150mmol/L、200mmol/LNaCl)的1/2MS盐胁迫处理液完全浸湿吸水纸与滤纸；

分别选取3份基因编辑烟草种子与1份对照烟草种子中饱满无明显缺陷的种子，将选取的4份种子放置于同一个培养液的不同区域进行培养，培养条件为：在培养温度为25±1℃，光照强度30-50μmol/(m²·s)，光照时间为16h/d的条件下培养7-15d，并进行观察。

观察记录发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色。

经过不同盐浓度处理的种子，在点种5-7d时，观察发现在1/2MS培养液培养条件下，4份种子发芽率在98％以上，种子基本全部萌发，且萌发时间较为一致，根系太少不易观察，叶片尺寸与叶色基本一致，无明显差异。含有100mmol/L、150mmol/L、200mmol/LNaCl的1/2MS处理液处理条件下，4份种子基本都未萌发。在点种13-15d时，观察发现在1/2MS培养液培养条件下，4份种子发芽率在98％以上，种子基本全部萌发，基因编辑材料-1叶片较大，其余2份编辑材料与对照叶片尺寸及叶色无明显差异。在100mmol/LNaCl的1/2MS处理液处理条件下，基因编辑材料-1发芽率90％以上，根系较少且短，叶片较其他3份材料更大，且萌发时间最早。其余2份编辑材料与对照种子发芽率在50％左右，基本无根系，叶片尺寸、叶色差异不明显。在150mmol/LNaCl的1/2MS处理液处理条件下，基因编辑材料-1发芽率65％左右，基本无根系，叶片较其他3份材料更大，且萌发时间最早，其余2份编辑材料与对照种子发芽率在20％左右，基本无根系，叶片尺寸、叶色差异不明显。在200mmol/LNaCl的1/2MS处理液处理条件下，基因编辑材料-1发芽率20％左右，其余2份编辑材料与对照种子未萌发。

由试验结果可见，基因编辑材料-1的抗盐性优于其他3份材料，基因编辑材料-2与基因编辑材料-3的抗盐性基本一致，且于对照基本无差别。

实施例2

以经基因编辑获得的烟草种子3份及1份对照烟草种子(未经基因编辑的烟草底盘品种的种子)作为筛选材料。

分别称取5g、7g、10gPEG6000溶于100mL1/2MS培养液中，从而获得浓度为5％、7％、10％PEG6000处理液；

将2层灭菌的滤纸放置于直径150mm的培养皿中，同时在滤纸下放置吸水纸，然后在培养皿中添加6-8mL的1/2MS培养液、含有不同浓度PEG6000(5％、7％、10％PEG6000)的1/2MS干旱胁迫处理液完全浸湿吸水纸与滤纸；

分别选取3份基因编辑烟草种子与1份对照烟草种子中饱满无明显缺陷的种子，将选取的4份种子放置于同一个培养液的不同区域进行培养，培养条件为：在培养温度为25±1℃，光照强度30-50μmol/(m²·s)，光照时间为16h/d的条件下培养7-15d，并进行观察。

观察记录发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色。

经过不同PEG6000浓度处理种子，在点种5-7d时，观察发现在1/2MS培养液培养条件下，4份种子发芽率在98％以上，种子基本全部萌发，且萌发时间较为一致，根系太少不易观察，叶片尺寸与叶色基本一致，无明显差异。在含有5％与7％PEG6000的1/2MS处理液处理条件下，4份种子发芽率为95％以上，基本全部萌发，且3份基因编辑材料萌发时间较早于对照材料，叶片较大于对照，叶色无差异。在含有10％PEG6000的1/2MS处理液处理条件下，3份基因编辑材料萌发时间早于对照材料，而基因编辑材料-1萌发时间早于其余2份基因编辑材料，基因编辑材料-1叶片较大，其余材料差异不明显。在点种13-15d时，观察发现在1/2MS培养液培养条件下，4份种子发芽率在98％以上，种子基本全部萌发，根系都较为发达，基因编辑材料-1叶片最大，其余2份编辑材料比对照叶片稍大，叶色无明显差异。在含有5％PEG6000的1/2MS处理液处理条件下，3份基因编辑材料根系较为发达，而对照材料根系发育稍差于编辑材料，编辑材料叶片比对照材料更大，叶色基本一致。在含有7％PEG6000的1/2MS处理液处理条件下，3份基因编辑材料种子生长趋势均优于对照材料，体现为叶片更大，其中基因编辑材料-1最大，其余2份基因编辑材料叶片大于对照，且编辑材料根系更加发达，叶片无明显差异。在10％PEG6000的1/2MS处理液处理条件下，编辑材料种子发芽率在85％以上，对照种子发芽率在60％左右，3份基因编辑材料种子生长趋势均优于对照材料，根系更为发达且叶片更大，其中基因编辑材料-1叶片最大，其余2份材料叶片稍大于对照。

由试验结果可见，3份基因编辑材料的抗旱性优于对照，而基因编辑材料-1的抗旱性优于其他2份基因编辑材料。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：将吸水纸和滤纸层叠放置于培养皿中，吸水纸位于滤纸的下方；

步骤(2)：采用添加有胁迫剂的培养液浸湿吸水纸和滤纸；

步骤(3)：将植物种子放置于滤纸上，在培养温度为25±1℃，光照强度为30-50μmol/(m²·s)，光照时间为16h/d的条件下培养7-15d；

步骤(4)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，得到具有抗逆性的植物种子。

2.根据权利要求1所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(1)中的滤纸为两层灭菌的滤纸。

3.根据权利要求1所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(2)中的培养液包括1/2MS培养液。

4.根据权利要求1所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(2)中的胁迫剂为氯化钠。

5.根据权利要求4所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(2)中的培养液中的胁迫剂的浓度包括100mmol/L、150mmol/L和200mmol/L。

6.根据权利要求1所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(2)中的胁迫剂为PEG6000。

7.根据权利要求6所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(2)中的培养液中的胁迫剂的质量百分含量包括5％、7％和10％。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的植物抗逆性快速筛选方法，其特征在于，所述步骤(4)具体如下：

步骤(4-1)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的待测植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色；

步骤(4-2)：获取添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色；

步骤(4-3)：比较添加有胁迫剂的培养液培养的待测植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色和添加有胁迫剂的培养液培养的抗逆性已知的植物种子的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色，根据区别由大至小对发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色进行排序，并由发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色获取发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数；

步骤(4-4)：通过第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数分别对排序后的发芽率、根系发达程度、叶片尺寸及叶色所对应的发芽参数、根系参数、叶片参数及叶色参数进行处理，得到抗逆值，其中，第一调整系数、第二调整系数、第三调整系数和第四调整系数逐渐减小；

步骤(4-5)：对包括不同浓度或含量的胁迫剂处理的植物种子对应的抗逆值进行比较，以得到植物的抗逆性。