一种水稻耐冷性的鉴定方法 |
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| 申请号 | CN201710217868.0 | 申请日 | 2017-04-05 | 公开(公告)号 | CN107085005A | 公开(公告)日 | 2017-08-22 |
| 申请人 | 吉林省农业科学院; | 发明人 | 王金明; 林秀云; 严永峰; 杨春刚; 金国光; 孙强; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 水 稻耐冷性的鉴定方法，涉及农业 生物 技术领域，尤其涉及一种利用水稻拔节期进行低温处理来鉴定水稻耐冷性方法，所述水稻耐冷性的鉴定方法包括以下步骤：(1)选取生长发育 进程 基本一致的稻株移栽于塑料桶中；(2)拔节期低温处理；(3)评价水稻的耐冷性。本发明首次利用水稻拔节期低温处理来鉴定水稻的耐冷性，通过拔节期低温处理下结实率与自然条件下结实率的差异，可以较好地反映出品种的耐冷性，同时，研究表明拔节期和减数分裂期低温处理对结实率的影响结果较一致，对水稻的耐冷育种有着重要意义。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水稻耐冷性的鉴定方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种水稻耐冷性的鉴定方法技术领域背景技术[0002] 水稻是重要的粮食作物，全世界约有半数以上的人口以水稻作为主要粮食，在全世界范围内均有种植。水稻是一种喜温作物，它的生长发育对温度非常敏感。水稻从种子发芽到成熟的整个生长发育期间都存在低温冷害。在芽期的冷害会导致延迟萌发以及萌发率降低，阻碍成苗；在苗期，低温会延迟秧苗生长甚至烂秧死苗，导致差的群体形成以及熟期的不一致；在水稻生殖生长的敏感时期发生的冷害会使小孢子发育不良而减少花粉囊的花粉粒从而引起不育导致产量损失。 [0003] 由于冷害对水稻大范围的影响以及导致的严重产量损失，水稻的耐冷性在温带的水稻种植区域以及南亚和东南亚的高海拔地区显得非常重要。培育耐冷的水稻品种是减少冷害损失最有效的途径。然而，多年的育种实践证明水稻耐冷性育种非常困难。由于水稻耐冷性是多基因控制的复杂性状，而且耐冷的表型鉴定需要特定的低温条件。 [0004] 现有技术中，主要采用孕穗期耐冷鉴定的方法鉴定水稻的耐冷性，该方法包括自然低温处理，长期冷水灌溉法，恒温深冷水灌溉法，短期低温处理等方法，其中短期低温处理是指在水稻花粉减数分裂前后。目前，这些方法都有较大的局限性。人工气候室处理不但成本高，而且不易进行大批量材料的筛选和鉴定。其他方法容易受外部气温的影响。总之，耐冷性鉴定容易受环境影响，不同的环境(天气状况)要求的处理条件不一样，处理过重，则导致水稻花粉败育，结实率过低，筛选不出耐冷的水稻材料；处理过轻，则导致水稻结实率过高，材料之间没有差异。 [0005] 因此，以表型鉴定为基础的传统育种方法无法准确了解水稻耐冷性的遗传基础，从而难以对其进行准确的选择，水稻耐冷性育种进展缓慢。 发明内容[0006] 针对现有技术的不足，本发明的主要目的为提供一种利用水稻拔节期进行低温处理来鉴定水稻耐冷性方法。 [0007] 前人研究表明，穗伸出度和结实率是孕穗开花期自然低温胁迫反应最敏感的性状指标，株高、穗长和穗粒数有变异与低温胁迫的相关程度尚不明确。而发明人发现，在低温胁迫下，结实率、穗伸出度、穗长、穗粒数都会发生显著变化，以上4个性状对于低温胁迫反应很敏感。但对于种质资源的耐冷性鉴定而言，结实率仍是一个最有效的鉴定指标。 [0008] 本发明提供了一种水稻耐冷性的鉴定方法，包括以下步骤： [0010] (2)拔节期低温处理； [0011] (3)评价水稻的耐冷性。 [0012] 发明人发现，拔节期低温胁迫与减数分裂期低温胁迫下的各项指标类似，而冷水长期处理条件下上述4性状的平均值要远远低于拔节期和减数分裂期处理，说明长期冷水胁迫强度要强于短期低温胁迫。不同强度的低温胁迫下，不同耐性品种的低温反应明显不同。发明人发现，尽管长期冷水处理下对不同耐性材料结实率的影响差异更为显著，但拔节期和减数分裂期低温处理下结实率与自然条件下结实率的差异，已可以较好地反映出品种的耐冷性。同时，拔节期和减数分裂期低温处理对结实率的影响结果较一致，因此，可以把拔节期7天深冷水处理结实率作为评价水稻品种生育中后期耐冷性的参考指标。 [0013] 优选的，在步骤(1)中，所述稻株的生长期为4～7周。 [0014] 优选的，在步骤(2)中，所述拔节期低温处理为：当稻株主茎开始拔节时，剪除其他分蘖，只保留主茎，将供试材料移入深水中处理，处理7天后，移入温室自然生长直至成熟。 [0015] 优选的，所述深水处理中，水的深度为25～35cm。 [0016] 更优选的，所述水的深度为30cm. [0017] 优选的，所述深水处理的温度为16～22℃。 [0018] 更优选的，所述深水处理的温度为19℃。 [0019] 优选的，在步骤(3)中，利用水稻的穗伸出度、穗长、穗粒数和结实率中的至少一者，评价测试水稻的耐冷性。 [0020] 优选的，在步骤(3)中，利用水稻的结实率，评价测试水稻的耐冷性。 [0021] 本发明提供的水稻拔节期耐冷性的鉴定方法具有以下优点： [0022] 本发明首次利用水稻拔节期鉴定水稻的耐冷性，通过拔节期低温处理和减数分裂期 低温处理下结实率与自然条件下结实率的差异，已可以较好地反映出品种的耐冷性，同时，拔节期和减数分裂期低温处理对结实率的影响结果较一致，对水稻的耐冷育种有着重要意义。附图说明 [0023] 图1：不同处理方式对不同材料结实率的影响； [0024] 图2：不同处理方式对不同材料穗伸出度的影响； [0025] 图3：不同处理方式对不同材料穗长的影响； [0026] 图4：不同处理方式对不同材料穗粒数的影响； 具体实施方式[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0028] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，以耐冷性强的粳稻品种SR30084-f8-156和Jinbubyeo和冷敏感品种长白九为材料，所述水稻的耐冷性实验在吉林省农业科学院水稻研究所冷灌池中进行。 [0029] 实施例1 [0030] 所有供试材料4月中旬播种，5月20日移栽，培育5周后，选取生长发育进程基本一致的植株移栽于塑料桶中，每桶3株。 [0031] 当稻株有3个分蘖刚开始拔节时，挂牌注明名称和日期，将供试材料移入30cm深水(水温19℃)中处理，同时在适温下放置供试材料作为对照，处理7天后，移入温室自然生长直至成熟。 [0032] 在收获前，测量穗颈长(穗伸出度)；收获后，每株取主穗，测其穗长、穗粒数、结实率；实验结果如表1和图1～4所示。 [0033] 实施例2 [0034] 所有供试材料4月中旬播种，5月20日移栽，培育5周后。选取生长发育进程基本一致的植株移栽于塑料桶中，每桶3株。 [0035] 当稻株有1个分蘖刚开始拔节时，挂牌注明名称和日期，将供试材料移入30cm深水(水温20℃)中处理，同时在适温下放置供试材料作为对照，处理7天后，移入温室自然生长直至成熟。 [0036] 在收获前，测量穗颈长(穗伸出度)；收获后，每株取主穗，测其穗长、穗粒数、 结实率。 [0037] 实施例3 [0038] 所有供试材料4月下旬播种，5月20日移栽，培育4周后。选取生长发育进程基本一致的植株移栽于塑料桶中，每桶3株。 [0039] 当稻株有1个分蘖刚开始拔节时，挂牌注明名称和日期，将供试材料移入30cm深水(水温16℃)中处理，同时在适温下放置供试材料作为对照，处理7天后，移入温室自然生长直至成熟。 [0040] 在收获前，测量穗颈长(穗伸出度)；收获后，每株取主穗，测其穗长、穗粒数、结实率。 [0041] 实施例4 [0042] 所有供试材料4月上旬播种，5月20日移栽，培育7周后。选取生长发育进程基本一致的植株移栽于塑料桶中，每桶3株。 [0043] 当稻株有2个分蘖刚开始拔节时，挂牌注明名称和日期，将供试材料移入25cm深水(水温22℃)中处理，同时在适温下放置供试材料作为对照，处理7天后，移入温室自然生长直至成熟。 [0044] 在收获前，测量处理组和对照组的穗颈长(穗伸出度)；收获后，每株取主穗，测其穗长、穗粒数、结实率。 [0045] 对比例1：减数分裂期低温处理 [0046] 所有供试材料4月下旬播种，5月20日移栽，培育4周后。选取生长发育进程基本一致的植株移栽于塑料桶中，每桶3株。 [0047] 当叶枕距为-5-0cm时，挂牌注明品种名称和日期，将材料移入人工气候室分别进行低温(19℃)和适温(28℃)处理。处理7天后，移入温室自然生长直至成熟。 [0048] 在收获前，测量穗颈长(穗伸出度)；收获后，每株取主穗，测其穗长、穗粒数、结实率；实验结果如表1和图1～4所示。 [0049] 对比例2：冷水长期胁迫鉴定 [0050] 4月15日播种，5月25日插秧。2次重复，顺序排列，1行区，每行10穴，单本插秧，插秧规格25cm*15cm，N、P2O5施用量分别为120kg/hm2、80kg/hm2。冷水胁迫采用恒温深冷水灌溉法，7月1日开始用19℃冷水持续处理45d，处理期间水深25cm。在收获前，测量穗颈长(穗伸出度)；收获后，每株取主穗，测其穗长、穗粒数、结实率；实验结果如表1和图1～4所示。 [0051] 实验结果: [0052] 表1不同品种不同时期低温处理的穗部性状 [0053] [0054] 从表1中可以看出，无论什么时期(拔节期和减数分裂期)低温胁迫，3份供试材料的穗伸出度和穗长都会变短，穗粒数变少，结实率下降。 [0055] 3份材料在不同处理下其结实率差异较大，其中，耐冷品种SR30084-F156的结实率变幅分别为：51.07％-95.73％；耐冷品种Jinbubyeo的结实率变幅为：50.69％-95.67％，冷敏感品种长白九的变幅为：3.03％-96.17％。 [0056] 从图1中可以看出：对于SRSR30084-F8-156和Jinbubyeo而言，拔节期和减数分裂期低温处理，其结实率虽较对照达显著水平，但其结实率仍高达80％以上；其中SRSR30084-F8-156，拔节期低温处理对结实率的影响要大于减数分裂期，两者差异达显著水平；Jinbubyeo，在拔节期和减数分裂期低温处理，两者差异不显著。在冷水长期胁迫条件下，上述2份材料的结实率下降明显，分别为51.07％和50.69％。冷敏感品种长白九在3种不同处理下，其结实率与对照相对，均达极显著水平；同时，也要显著低于同处理耐冷品种；在拔节期和减数分裂期低温处理下分别为23.71％和25.01％，而在长期冷水胁迫下，其结实率仅为3.03％。 [0057] 从图1和图2中可以看出：3份材料的穗伸出度均为正值，正常条件下三者之间差异显著，SR30084-F8-156的穗伸出度最大，Jinbubyeo的值最小；在不同低温胁迫下，所有材料的穗伸出度均变短，与对照差异显著。其中，三处理对穗伸出度的影响：深冷水长期胁迫>拔节期低温处理>减数分裂期低温处理。 [0058] 从图3中可以看出：不同品种的穗长也有一定差异。正常条件下，SR30084-F8-156、Jinbubyeo和长白九的穗长分别为：21.49cm、18.93cm和19.57cm。与正常条件相比，在3种不同低温胁迫下，穗长均会变短。SR30084-F8-156在不同处理间差异达显著水平；Jinbubyeo拔节期和减数分裂期低温处理，其穗长差异不明显，两种处理与长期处理间差异显著；长白九穗长的变化规律与Jinbubyeo一致。 [0059] 从图4中可以看出：与自然条件相比，三种处理下3份材料的穗粒数明显减少，且各品种间的差异较大。拔节期低温胁迫下，Jinbubyeo的穗粒数最多，为137.3粒；减数分裂期低温胁迫下，SR30084-F8-156的穗粒数最多，为141.7粒；在深冷水长期胁迫下，SR30084-F8-156的穗粒数最多，为128.1粒。长白九在三种处理下的穗粒数分别为105.1粒、116.3粒和96.5粒，均显著低于SR30084-F8-156和Jinbubyeo。 [0060] 综上：耐冷品种(系)在三种不同胁迫下，其结实率远远高于冷敏感品种。供试材料的穗伸出度、穗长、穗粒数等性状在不同胁迫下，其值均与对照差异极显著，但在不同耐性品种间差异较小，通过这三个指标无法区别品种(系)的耐冷性。结实率仍是低温胁迫下区分品种(系)耐冷性的关键指标。表1中显示：拔节期低温胁迫处理对结实率的影响要大于减数分裂期低温处理，所有供试材料在拔节期低温胁迫下的结实率都要低于减数分裂期胁迫处理，对于耐冷品种而言，两时期的结实率差异显著，而冷敏感品种在两时期结实率差异不显著。同时，拔节期低温处理对穗伸出度和穗粒数的影响也要大于减数分裂期；而减数分裂期对于穗长的影响要更大一些。三种不同处理方式相比，深冷水长期胁迫处理对结实率、穗伸出度、穗长和穗粒数的影响要远远大于拔节期和减数分裂期低温处理。 |
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