CN114766302A - 一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水稻筛选技术领域，具体涉及一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，该筛选方法包括以下步骤：材料选择、幼苗培育及处理、初筛和复选。本发明的筛选方法通过对2叶‑3叶1心的早稻植株进行低温弱光处理，然后以叶色、株高、株高比作为筛选依据进行筛选，得到的强反弹生长直播早稻材料准确性高，该方法操作简单、筛选周期短，便于推广。
Description
技术领域
本发明属于水稻筛选技术领域，具体涉及一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法。
背景技术
长江中下游双季稻种植区的直播早稻常受“倒春寒”低温阴雨天气的影响，同时“倒春寒”天气多以中轻度为主，严重威胁到直播早稻的生长，进而导致早稻产量大幅降低。
目前，国内外关于早稻低温冷害的研究大多集中于对耐寒材料筛选及其耐性机理的探究，较少关注到水稻度过倒春寒后的生长恢复情况。众所周知，水稻秧苗经低温弱光胁迫后生长势会明显减弱，同时由于低温下杂草生长竞争优势明显，草害明显加重，严重影响到早稻直播生产，这样也使得早稻生育期延长，从而影响晚稻适时播栽。因此，筛选出经低温弱光胁迫后强反弹生长的材料对于早稻直播生产具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，发明人前期通过模拟“倒春寒”试验处理水稻种子，然后通过测量计算幼苗高度、株高比、叶龄、生长速度等，并以此作为依据，进行主成分分析、隶属函数值等统计方法对各个材料进行赋值，得到综合得分，并通过系统聚类法将各材料按综合得分进行分类，得到极强、强、中、弱、极弱五类，最后通过进一步分析强恢复材料及弱恢复材料的幼苗高度、株高比差异，得到一套便于推广应用的筛选方法。该筛选方法通过对2叶-3叶1心的早稻植株进行低温弱光处理，然后以叶色、株高、株高比作为筛选依据进行筛选，得到的强反弹生长直播早稻材料准确性高，该方法操作简单、筛选周期短，便于推广。
为实现上目的，本发明提供一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，包括以下具体步骤：
S1.材料选择：选择生长状态良好，发芽率高，产量、品质优良的早稻材料作为筛选源；
S2.幼苗培育及处理：使用桶栽或盆栽方法进行筛选源水稻种植及筛选，并在培养箱或人工气候室内以正常条件培育，待幼苗生长至2叶-3叶1心时，将50％的筛选源移至另一培养箱或人工气候室模拟倒春寒进行低温弱光处理，处理4天后恢复至正常条件下生长，剩下50％筛选源培养条件不变，作为对照；
S3.初筛：待S2处理结束后当天开始，每三天进行一次株高测量、幼苗生长状况观察，并计算株高比，其中，在S2处理结束后当天，选出叶片未出现大面积黄化，株高大于等于16cm，株高比大于等于0.55，且未出现死苗的植株作为备选材料，用于进一步筛选，其余则淘汰；
S4.复选：继续对S3的备选材料追踪调查，第3天选出叶片颜色出现转绿或绿色加深，株高大于等于21cm，株高比大于等于0.62的材料作为备选，其余材料淘汰；第6天选出叶片颜色基本恢复至与对照组一致，株高大于等于28cm，株高比大于等于0.7的材料作为备选，其余材料淘汰；第9天选出株高大于等于37cm，株高比大于等于0.8的材料作为备选，其余材料淘汰；第12天选出株高大于等于41cm，株高比大于等于0.9的材料即为强反弹生长直播早稻材料。
水稻植株在模拟倒春寒的低温弱光处理后，一般植株的正常生长受到影响，如叶片发黄、生长停滞、萎蔫等现象，而转入正常生长环境后，有的叶片迅速返青、生长正常，而有的叶片返青慢、生长恢复慢，有的甚至直接枯萎死亡。本发明通过以低温弱光处理后的植株叶片颜色、株高以及株高比为筛选依据，经过每隔三天进行一次检测，连续检测近半个月后，最终得到具有强反弹生长的直播早稻材料，该方法测量简单，便于观察，筛选周期短，通过连续追踪筛选，对水稻生长情况进行动态调查，能够较为准确的选出目标材料，有利于实际应用。
进一步地，本发明还可以进一步根据叶色变化筛除部分恢复能力较弱的材料，提高筛选的准确度。
进一步地，上述技术方案S2中，所述水稻种植用土为稻田0～20cm的浅层土壤，经自然风干后进行碎土，过100目网筛获得。本发明通过选择稻田土壤，模拟试验更接近大田种植，所筛选的直播早稻材料做的准确性更高，适用性更好。
进一步地，上述技术方案中，所述水稻种植用土每10kg拌入4g复合肥作为基肥，所述复合肥为N、P、K含量均为15％的复合肥。
进一步地，上述技术方案S2中，所述正常条件为：光周期12h，温度设定为25-28℃，光合有效辐射480-520μmols-1m-2，湿度75％。本技术方案中通过控制光照、温度和湿度可有效模拟水稻正常生长环境，提高筛选的准确性。
进一步地，上述技术方案S2中，所述低温弱光处理条件为：光周期12h，温度设定为10-14℃，光合有效辐射240-260μmols-1m-2，湿度75％。本技术方案中通过控制光照、温度和湿度可有效模拟自然条件中遇到的倒春寒环境，低温胁迫更真实，有利于提高筛选的准确性。
进一步地，上述技术方案中，所述光合有效辐射为正常条件下所述光合有效辐射的50％。
进一步地，上述技术方案S2中，筛选开始前需将所有筛选源水稻种子用3％次氯酸钠溶液消毒20min，然后用自来水冲洗3次，置于发芽带中用30℃清水浸种直至露白后播种至桶或盆中。
进一步地，上述技术方案，S3中，所述株高比计算公式为：处理组材料株高÷对照组材料株高。
本发明具有的有益效果是：
本发明筛选方法通过对2叶-3叶1心的早稻植株进行低温弱光处理，然后以叶色、株高、株高比作为筛选依据进行筛选，通过连续追踪筛选，对水稻生长情况进行动态检测，能够较为准确的选出目标材料，得到的强反弹生长直播早稻材料准确性高，该方法操作简单、筛选周期短，便于推广。
附图说明
图1为本发明一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法的步骤流程图。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例涉及的原料若无特别说明，均为普通市售品，皆可通过市场购买获得。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
本发明筛选试验于2021年在江西农业大学作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室人工气候室内进行。试验用早稻品种来源于本实验室保藏品种，其中，NC1-NC97为实验室自育的农艺性状稳定的籼型水稻常规品系，B034-B1044为部分保持系、新选育的常规株系，剩余部分为常规早稻品种，共132份。
本发明筛选方法步骤流程图如图1所示。
实施例1：筛选源的选择
先选取母本生长状态良好、产量、品质优良的早稻种子进行发芽及生长实验，待发育和生长后，选取发芽率高(>90％)，生长状态良好的早稻材料作为筛选源(132个品种)，用于后续筛选试验。
实施例2：备选水稻材料的培育及处理
使用盆栽方式进行水稻种植及筛选，盆栽用土为稻田浅层0-20cm的土壤，自然风干后进行碎土，过100目网筛后，每10kg土中施加复合肥(N-P-K＝15％-15％-15％)4g作为基肥。
设定人工气候室的条件达到正常条件进行培育，正常条件为：光周期12h，温度设定为晚上25℃，白天28℃，光合有效辐射为500μmols-1m-2左右，湿度为75％。
筛选开始前将实施例1中筛选的132种筛选源水稻种子用3％次氯酸钠溶液消毒20min，再用自来水冲洗3次，置于发芽带中用30℃清水浸种直至露白后播种至桶或盆中，待水稻幼苗生长至2叶-3叶1心后开始处理，将50％筛选源移至另一人工气候室内并模拟“倒春寒”的低温弱光环境，低温弱光条件为：光周期12h，温度设定为晚上10℃，白天14℃，光合有效辐射为250μmols-1m-2左右(为正常光合有效辐射的50％)，湿度为75％。处理总共持续4d时间后，恢复至正常条件下继续生长，剩余50％筛选源生长条件维持正常条件继续生长。
实施例3：初筛
在实施例2低温弱光处理结束后，当天对132种筛选材料生长状况进行统计，统计结果如表1所示。测量幼苗株高并计算株高比，株高比计算公式如下：处理组材料株高÷对照组材料株高。将处理结束后当天叶片未出现大面积黄化，苗高大于等于16cm，株高比大于等于0.55，同时未出现死苗的水稻材料作为备选材料以进一步筛选，其余材料则淘汰。
表1低温弱光处理结束后第0天统计结果
从表1的结果可以看出，132个品种按照初筛的条件筛选后，其中48个品种遭淘汰，剩余84个品种作为备选材料继续试验。
实施例4：复选及目标材料的确定
继续对实施例3初筛后的材料进行复选，第3天选出叶片颜色出现转绿或绿色加深，株高大于等于21cm，株高比大于等于0.62的材料作为备选，其余材料淘汰，统计结果如表2所示；第6天选出叶片颜色基本恢复至与对照组一致，株高大于等于28cm，株高比大于等于0.7的材料作为备选，其余材料淘汰，统计结果如表3所示；第9天选出株高大于等于37cm，株高比大于等于0.8的材料作为备选，其余材料淘汰，统计结果如表4所示；第12天选出株高大于等于41cm，株高比大于等于0.9的材料作为强反弹生长直播水稻材料，统计结果如表5所示。
表2低温弱光处理结束后第3天统计结果
从表2的结果可以看出，84个品种按照第3天筛选条件筛选后，其中27个品种遭淘汰，剩余57个品种作为备选材料继续试验。
表3低温弱光处理结束后第6天统计结果
| 材料名 | 株高cm | 株高比 | 判定 | 材料名 | 株高cm | 株高比 | 判定 | 材料名 | 株高cm | 株高比 | 判定 |
| NC1 | 27.900 | 0.731 | 淘汰 | NC77 | 39.033 | 0.994 | 备选 | B631 | 30.467 | 0.786 | 备选 |
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从表3的结果可以看出，57个品种按照第6天筛选条件筛选后，其中11个品种遭淘汰，剩余46个品种作为备选材料继续试验。。
表4低温弱光处理结束后第9天统计结果
从表4的结果可以看出，46个品种按照第9天筛选条件筛选后，其中8个品种遭淘汰，剩余38个品种作为备选材料继续试验。
表5低温弱光处理结束后第12天统计结果
从表5的结果可以看出，38个品种按照第12天筛选条件筛选后，其中有7个品种遭淘汰，剩余31个品种为目标材料，即为强反弹生长直播早稻材料。
试验例
将实施例4获得的31个品种的目标材料，使用盆栽方式进行水稻种植。其中，盆栽用土为稻田浅层0-20cm的土壤，自然风干后进行碎土，过100目网筛后，每10kg土中施加复合肥(N-P-K＝15％-15％-15％)4g作为基肥。将33个品种的目标材料水稻种子用3％次氯酸钠溶液消毒20min，再用自来水冲洗3次，置于发芽带中用30℃清水浸种直至露白后，播种至桶或盆中并放入培养箱中进行培养，设定培养箱的条件为正常条件(正常条件为：光周期12h，温度设定为晚上25℃，白天28℃，光合有效辐射为500μmols-1m-2左右，湿度为75％)，待水稻幼苗生长至3叶1心后，移入到模拟“倒春寒”的低温弱光环境的培养箱中(低温弱光条件为：光周期12h，温度设定为晚上10℃，白天14℃，光合有效辐射为250μmols-1m-2左右，湿度为75％)，处理4d，然后转移到正常条件的培养箱中继续生长。观察处理后的生长情况并记录，记录结果如表6所示。
表6低温弱光处理后生长情况
从表6的结果可以看出，31个品种中，有2个出现叶色大面积黄化现象且生长速度缓慢，说明受“倒春寒”影响较大且生长不易恢复；3个叶色也有小面积黄化现象且生长速度相对变慢，说明“倒春寒”对其也有一定的影响，生长恢复相对较慢；26个在经过“倒春寒”处理后生长基本不受影响，说明其在经过“倒春寒”后，具有强恢复生长的特性。经计算得，具有强恢复生长特性的材料占所筛选的目标材料的比例达到83.9％，准确性高。
综合上述分析，本发明筛选方法通过对2叶-3叶1心的早稻植株进行低温弱光处理，然后以叶色、株高、株高比作为筛选依据进行筛选，能够较为准确的选出目标材料，得到的强反弹生长直播早稻材料准确性达到83.9％，可有效避免“倒春寒”对直播早稻的影响，该方法操作简单、筛选周期短，便于推广。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.材料选择：选择生长状态良好，发芽率高，产量、品质优良的早稻材料作为筛选源；
S2.幼苗培育及处理：使用桶栽或盆栽方法进行筛选源水稻种植及筛选，并在培养箱或人工气候室内以正常条件培育，待幼苗生长至2叶-3叶1心时，将50％的筛选源移至另一培养箱或人工气候室模拟倒春寒进行低温弱光处理，处理4天后恢复至正常条件下生长，剩下50％筛选源培养条件不变，作为对照；
S3.初筛：待S2处理结束后当天开始，每三天进行一次株高测量、幼苗生长状况观察，并计算株高比，其中，在S2处理结束后当天，选出叶片未出现大面积黄化，株高大于等于16cm，株高比大于等于0.55，且未出现死苗的植株作为备选材料，用于进一步筛选，其余则淘汰；
S4.复选：继续对S3的备选材料追踪调查，第3天选出叶片颜色出现转绿或绿色加深，株高大于等于21cm，株高比大于等于0.62的材料作为备选，其余材料淘汰；第6天选出叶片颜色基本恢复至与对照组一致，株高大于等于28cm，株高比大于等于0.7的材料作为备选，其余材料淘汰；第9天选出株高大于等于37cm，株高比大于等于0.8的材料作为备选，其余材料淘汰；第12天选出株高大于等于41cm，株高比大于等于0.9的材料即为强反弹生长直播早稻材料。
2.根据权利要求1所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，S2中，所述水稻种植用土为稻田0-20cm的浅层土壤，经自然风干后进行碎土，过100目网筛获得。
3.根据权利要求2所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，所述水稻种植用土每10kg拌入4g复合肥作为基肥，所述复合肥为N、P、K含量均为15％的复合肥。
4.根据权利要求1所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，S2中，所述正常条件为：光周期12h，温度设定为25-28℃，光合有效辐射480-520μmols-1m-2，湿度75％。
5.根据权利要求1所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，S2中，所述低温弱光处理条件为：光周期12h，温度设定为10-14℃，光合有效辐射240-260μmols-1m-2，湿度75％。
6.根据权利要求5所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，所述光合有效辐射为正常条件下所述光合有效辐射的50％。
7.根据权利要求1所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，S2中，筛选开始前需将所有筛选源水稻种子用3％次氯酸钠溶液消毒20min，然后用自来水冲洗3次，置于发芽带中用30℃清水浸种直至露白后播种至桶或盆中。
8.根据权利要求1所述的一种低温胁迫后强反弹生长的直播早稻材料的筛选方法，其特征在于，S3中，所述株高比计算公式为：处理组材料株高÷对照组材料株高。
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