玉米耐鹽性鑒定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種玉米耐鹽性鑒定方法，通過比較不同材料在鹽脅迫處理后地上部分鮮重、地上部分干重、K+/Na+離子含量比，評(píng)價(jià)材料的耐鹽性。實(shí)驗(yàn)周期短，從開始處理到調(diào)查結(jié)束，1個(gè)月時(shí)間即可完成，避免了田間鑒定周期長(zhǎng)的問題。該方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)定指標(biāo)只需稱量材料重量以及對(duì)離子含量進(jìn)行測(cè)定，適宜于大規(guī)模玉米材料鑒定。另外，該方法采用地上部分鮮重和干重以及K+/Na+離子含量比作為鑒定指標(biāo)與地上部分干、鮮重指標(biāo)相互驗(yàn)證，避免了人為操作誤差，具有精確、可靠的特點(diǎn)。
【專利說明】玉米耐鹽性鑒定方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物生理學(xué)，具體地說，涉及一種玉米耐鹽性鑒定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤鹽潰化作為主要的非生物脅迫，嚴(yán)重影響世界農(nóng)作物產(chǎn)量。全世界鹽潰土的全球總面積830萬公頃，其中約20%屬于灌溉農(nóng)田，而且鹽潰化有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)。隨著世界總?cè)丝诓粩嘣鲩L(zhǎng)，特別是在部分欠發(fā)達(dá)的國(guó)家和一些新興工業(yè)化國(guó)家，人口增長(zhǎng)和可用耕地面積減少的矛盾日益加劇。因此，農(nóng)作物耐鹽性改良顯得尤為重要。
[0003]鹽堿對(duì)作物的影響主要有:滲透脅迫、離子毒害以及離子代謝失調(diào)。在鹽潰化的土壤中，植物通過根系中水分流吸收Na+、K+等鹽離子，這些離子通過協(xié)同運(yùn)輸輸送到植物各個(gè)組織，細(xì)胞內(nèi)高濃度的離子造成細(xì)胞膜內(nèi)外滲透壓差，同時(shí)過多的鈉離子及氯離子造成細(xì)胞毒害及鈉離子、鉀離子親和替換，植物就會(huì)表現(xiàn)出萎蔫和生物干旱，最后導(dǎo)致生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量下降。在 自然界中，存在各種非生物逆境脅迫，而植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成一套特殊的耐鹽機(jī)制，包括外排泌鹽、鹽離子區(qū)室化、阻滯運(yùn)輸?shù)取６鴮?duì)于一個(gè)物種來講，由于其遺傳進(jìn)化的差異，個(gè)體在耐鹽性方面都具有一定的遺傳差異，這些遺傳差異外在表現(xiàn)就是與生理生化相關(guān)的參數(shù)變異。因此，選擇一套可靠的可重復(fù)的便捷的耐鹽性鑒定方法，對(duì)于農(nóng)作物抗逆育種具有重要意義。
[0004]玉米作為全世界第一大糧食作物，對(duì)世界糧食安全具有重要意義，而玉米又是一個(gè)對(duì)鹽敏感的作物，玉米一旦受到鹽脅迫后，表現(xiàn)出葉片萎蔫，葉片頂尖白化，植株發(fā)育遲緩，生物產(chǎn)量下降，最后導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。近年來，玉米育種迅速發(fā)展，其抗逆性受到更加重視，而國(guó)內(nèi)對(duì)于玉米耐鹽性研究還相對(duì)較少，因此建立一套玉米耐鹽性鑒定可靠方法具有
重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種快速、精準(zhǔn)鑒定玉米耐鹽性的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種玉米耐鹽性鑒定方法，包括以下步驟:
[0007]I)將玉米種子在發(fā)芽紙上發(fā)芽，選取萌發(fā)一致的幼苗；
[0008]2)將幼苗移栽入裝有蛭石的花盆中，在二葉期之前澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液；
[0009]3)幼苗在二葉期之后，對(duì)照組植株繼續(xù)澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，處理組植株分別澆灌IOOmM和200mM的NaCl鹽溶液，隔日澆一次，直至植株材料出現(xiàn)萎蔫表型；
[0010]4)植株出現(xiàn)萎蔫表型后，取幼苗地上部分稱重，再置于85_160°C (優(yōu)選85°C )烘箱中干燥36-48小時(shí)(優(yōu)選48小時(shí))，再次稱重，將烘干的材料置于材料10倍體積的消化液中處理8-12小時(shí)(優(yōu)選12小時(shí))，再將消化液置于馬沸爐中于175-185°C加熱2_3小時(shí)，直至溶液變?yōu)榍宄和该?，將以上溶液稀釋后，在原子吸收光譜儀上測(cè)定Na+、K+的離子含量。所述消化液為HNO3和HClO4按4:1體積比混合配制。[0011]其中，步驟2)和3)的培養(yǎng)條件為:25°C光照16小時(shí)，光照強(qiáng)度為ΑδΟμL?οΙπΤΥ1，23 °C黑暗8小時(shí)，相對(duì)濕度65 %。
[0012]具體地，本發(fā)明的米耐鹽性鑒定方法包括以下步驟:
[0013]I)材料準(zhǔn)備:收集不同玉米材料的種子，每個(gè)材料3個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植4株，用去離子水沖洗后，置于發(fā)芽紙上，28°C發(fā)芽48小時(shí)。 [0014]2)幼苗移栽及培養(yǎng):將萌發(fā)一致的種子移栽到裝有蛭石的小花盆中，待全部幼苗播種完畢，將花盆放置在培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)條件為:25°C光照16小時(shí)，光照強(qiáng)度為450 μ mollis-1，23°C黑暗8小時(shí)，相對(duì)濕度65%。二葉期之前幼苗澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液(Hoagland&Arnon, 1950)。
[0015]3)鹽脅迫處理:待到幼苗第二葉片平展后，對(duì)照組植株澆灌Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，脅迫處理組的幼苗則分別澆灌IOOmM和200mM NaCl溶液，隔日澆一次，直至植株材料出現(xiàn)萎蔫表型。
[0016]4)樣品處理:大約4周后，敏感型材料出現(xiàn)萎蔫表型，將所有材料從小花盆中取出，分別稱取地上部分鮮重，然后將這些材料置于85°C烘箱中干燥48小時(shí)，再稱量材料干重。
[0017]5)Na+、K+離子含量測(cè)定:將烘干后的樣品稱重后置于樣品10倍體積的消化液中(HN03:HC104 = 4:1，體積比，HNO3和HClO4均為優(yōu)級(jí)純)中預(yù)消化12小時(shí)，將裝有消化物的燒杯置于馬沸爐中，175°C加熱2-3小時(shí)，直至溶液變?yōu)榍宄和该?。向以上溶液中加入去離子水，并轉(zhuǎn)移到試管中定容至25mL,混勻后吸取ImL用去離子水稀釋至15mL,混勻后再取ImL稀釋至10mL。將樣品置于原子吸收光譜儀中，分別測(cè)定溶液中Na+、K+的離子含量。
[0018]6)結(jié)果計(jì)算:實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)，分別將地上部分鮮重、地上部分干重、K+/Na+值作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，利用SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析。利用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，差異顯著性水平P = 0.05。
[0019]本發(fā)明提供的玉米耐鹽性鑒定方法，實(shí)驗(yàn)周期短，從開始處理到調(diào)查結(jié)束，I個(gè)月時(shí)間即可完成，避免了田間鑒定周期長(zhǎng)的問題。通過比較不同材料在鹽脅迫處理后地上部分鮮重、地上部分干重、K+/Na+離子含量比，評(píng)價(jià)材料的耐鹽性。該方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)定指標(biāo)只需稱量材料重量以及對(duì)離子含量進(jìn)行測(cè)定，適宜于大規(guī)模玉米材料鑒定。另外，該方法采用地上部分鮮重和干重以及K+/Na+離子含量比作為鑒定指標(biāo)與地上部分干、鮮重指標(biāo)相互驗(yàn)證，避免了人為操作誤差，具有精確、可靠的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中不同NaCl濃度處理后玉米表型；其中，分別用OmM、IOOmM,200mM NaCl處理9個(gè)玉米材料后，CZ-7表現(xiàn)明顯耐鹽性，而B73則表現(xiàn)出對(duì)鹽敏感表型。
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中鹽脅迫對(duì)植株地上部分鮮重影響；其中，橫坐標(biāo)代表不同自交系材料，縱坐標(biāo)為地上部分鮮重，Control代表正常澆水的對(duì)照，IOOmM NaCl表示用IOOmM NaCl處理后幼苗地上部分鮮重，200mM NaCl表示用200mM NaCl處理后幼苗地上部分鮮重；不同自交系材料在正常條件下差異不顯著，而在IOOmM和200mM NaCl處理后，地上部分鮮重差異顯著，CZ-7表現(xiàn)明顯耐鹽性，而B73則表現(xiàn)出對(duì)鹽敏感表型。[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中鹽脅迫對(duì)植株地上部分干重影響；其中，橫坐標(biāo)代表不同自交系材料，縱坐標(biāo)為地上部分干重，Control代表正常澆水的對(duì)照，IOOmM NaCl表示用IOOmM NaCl處理后幼苗地上部分干重，200mM NaCl表示用200mM NaCl處理后幼苗地上部分干重；不同自交系材料在正常條件下差異不顯著，而在NaCl處理后，地上部分干重差異顯著，CZ-7表現(xiàn)明顯耐鹽性，而B73則表現(xiàn)出對(duì)鹽敏感表型。
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中鹽脅迫處理后玉米材料K+/Na+離子含量比；其中，橫坐標(biāo)代表不同自交系材料，縱坐標(biāo)為K+/Na+離子含量比，Control代表正常澆水的對(duì)照，IOOmMNaCl表示用IOOmM NaCl處理后幼苗地上部分K+/Na+離子含量比，200mM NaCl表示用200mMNaCl處理后幼苗地上部分K+/Na+離子含量比；不同自交系材料在正常條件下差異不顯著，而在NaCl處理后，地上部分干重差異顯著，CZ-7表現(xiàn)明顯耐鹽性，而B73則表現(xiàn)出對(duì)鹽敏感表型。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0025]實(shí)施例1玉米幼苗的培養(yǎng)及鹽脅迫處理
[0026]1、材料準(zhǔn)備:收集不同玉米材料的種子9個(gè)玉米自交系種子，其中CZ-1、CZ-7、CZ-10、BM-7、Bornal1、Shuvra、Mohor、Khoi Bhutta 來自于孟加拉國(guó)農(nóng)業(yè)研究所，B73 由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供。
[0027]2、幼苗萌發(fā):將上述種子用去離子水沖洗3遍，置于發(fā)芽紙上，于28°C培養(yǎng)箱內(nèi)萌發(fā)48小時(shí)，每個(gè)材料做3個(gè)處理，每個(gè)處理包括3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植4株。
[0028]3、培養(yǎng)條件:將萌發(fā)一致的種子移栽到裝有蛭石的小花盆中，待全部幼苗播種完畢，將花盆放置在培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)條件為:25°C光照16小時(shí)，光照強(qiáng)度為450ymolm-2s-l，23°C黑暗8小時(shí)，相對(duì)濕度65%。二葉期之前幼苗澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液(Hoagland&Arnon, 1950)。
[0029]4、脅迫處理:二葉期之后，將幼苗分為3個(gè)處理，對(duì)照正常澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，處理幼苗分別澆灌IOOmM和200mM的NaCl溶液，隔日澆一次，直至植株材料出現(xiàn)萎蔫表型，實(shí)驗(yàn)結(jié)束(圖1)。
[0030]實(shí)施例2地上部分鮮重及干重稱量
[0031]1、地上部分鮮重稱量:幼苗脅迫處理大約4周左右，部分材料幼苗出現(xiàn)萎蔫表型，將幼苗從花盆中取出，沿根部剪下地上部分，并快速稱量重量，即為地上部分鮮重。
[0032]2、地上部分鮮重稱量:將稱完鮮重的幼苗置于紙袋中，置于85°C烘箱，持續(xù)烘干48小時(shí),然后再稱量干物質(zhì)重量，即地上部分干重(圖2和圖3)。
[0033]實(shí)施例3樣品中Na+、K+的離子含量測(cè)定
[0034]1、樣品稱量:將烘干的樣品在天平上稱重后，放入容量瓶中。
[0035]2、樣品消化:向以上樣品中加入樣品10倍體積的消化液中(HN03:HC104 = 4:1，體積比)，預(yù)消化12小時(shí)，將裝有消化物燒杯置于馬沸爐中，175°C加熱2-3小時(shí)，直至溶液變?yōu)榍宄和该鳌?br> [0036]3、樣品稀釋:在消化液中加入去離子水，并轉(zhuǎn)移到試管中定容至25mL，混勻后吸取ImL用去離子水稀釋至15mL,混勻后再取ImL稀釋至10mL。
[0037]4、Na+、K+離子測(cè)定:將稀釋后的溶液置于原子吸收光譜儀中，分別測(cè)定Na+、K+離子含量，以未加樣品的消化液作為空白對(duì)照。
[0038]Na+、K+離子含量計(jì)算:通過不同濃度Na+、K+標(biāo)準(zhǔn)液的吸光值，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算吸光值與離子濃度方程式，將樣品吸光值帶入方程式得到樣品中Na+、K+離子的含量(圖4)。
[0039]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精 神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.玉米耐鹽性鑒定方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將玉米種子在發(fā)芽紙上發(fā)芽，選取萌發(fā)一致的幼苗； 2)將幼苗移栽入裝有蛭石的花盆中，在二葉期之前澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液； 3)幼苗在二葉期之后，對(duì)照組植株繼續(xù)澆灌1/2濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，處理組植株分別澆灌100mM和200mM的NaCl鹽溶液，隔日澆一次，直至植株材料出現(xiàn)萎蔫表型； 4)植株出現(xiàn)萎蔫表型后，取幼苗地上部分稱重，再置于85-160°C烘箱中干燥36-48小時(shí)，再次稱重，將烘干的材料置于材料10倍體積的消化液中處理8-12小時(shí)，再將消化液置于馬沸爐中于175-185°C加熱2-3小時(shí)，直至溶液變?yōu)榍宄和该?，將以上溶液稀釋后，在原子吸收光譜儀上測(cè)定Na+、K+的離子含量； 步驟4)中所述消化液為HNO3和HClO4按4:1體積比混合配制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)和3)的培養(yǎng)條件為:25°C光照16小時(shí)，光照強(qiáng)度為450 μ Hi0InT2iT1, 23°C黑暗8小時(shí)，相對(duì)濕度65%。
【文檔編號(hào)】A01G1/00GK104012267SQ201410183121
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】鄭軍, 陳勛基, 王國(guó)英 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所