一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，采用-0.3MPa的PEG-6000溶液對(duì)萌發(fā)玉米種子進(jìn)行水分脅迫，在萌發(fā)過(guò)程中每隔24小時(shí)測(cè)量萌發(fā)種子自發(fā)發(fā)光，通過(guò)水分脅迫下萌發(fā)24小時(shí)后自發(fā)發(fā)光的相對(duì)變化率的大小可以評(píng)價(jià)玉米種子萌發(fā)期的抗旱性強(qiáng)弱。本發(fā)明基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，無(wú)需進(jìn)行田間試驗(yàn)，只需對(duì)萌發(fā)種子進(jìn)行水分脅迫，直接測(cè)定萌發(fā)過(guò)程中種子自發(fā)發(fā)光，通過(guò)自發(fā)發(fā)光相對(duì)變化率的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米種子萌發(fā)期抗旱性強(qiáng)弱的無(wú)損和快速評(píng)價(jià)，簡(jiǎn)單實(shí)用，評(píng)價(jià)效果可靠。
【專利說(shuō)明】一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種作物抗逆性評(píng)價(jià)的方法，具體涉及一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)干旱和半干旱地區(qū)，玉米在播種后的萌發(fā)期經(jīng)常遭遇干旱，而萌發(fā)的玉米種子對(duì)干旱又非常敏感，使種子萌發(fā)和出苗經(jīng)常受到很大影響，采用萌發(fā)期抗旱性較強(qiáng)的玉米種子對(duì)于我國(guó)干旱和半干旱地區(qū)的糧食生產(chǎn)具有重要意義。
[0003]要選育萌發(fā)期抗旱性較強(qiáng)的玉米種子需要首先建立一套能夠準(zhǔn)確鑒定和評(píng)價(jià)玉米種子萌發(fā)期抗旱性的方法和技術(shù)。
[0004]長(zhǎng)期以來(lái)，玉米種子萌發(fā)期抗旱性的強(qiáng)弱都是根據(jù)干旱脅迫下玉米種子發(fā)生的生物學(xué)變化來(lái)評(píng)價(jià)的，評(píng)價(jià)指標(biāo)有生物抗旱指標(biāo)和生理抗旱指標(biāo)兩大類。生物抗旱指標(biāo)是以干旱脅迫對(duì)品種生長(zhǎng)發(fā)育造成的直接傷害為依據(jù)，評(píng)價(jià)指標(biāo)有種子萌發(fā)抗旱指數(shù)(GDRI)、儲(chǔ)藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、相對(duì)發(fā)芽率、胚根條數(shù)、主胚根長(zhǎng)度、胚芽鞘長(zhǎng)度、株高等。生理抗旱指標(biāo)以干旱脅迫下品種的生理生化反應(yīng)變化為依據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)作物品種的抗旱性，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，生理抗旱指標(biāo)有呼吸速率、質(zhì)膜透性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性、硝酸還原酶活性、ATP酶活性、蛋白水解酶活性、VC含量、K+含量等。由于研究發(fā)現(xiàn)，依靠單一的生理指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)作物抗旱性，近年來(lái)研究向多個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)定的抗旱性隸屬函數(shù)法、聚類分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析等數(shù)量分析方法以及抗旱基因的篩選和QTL(quantitative trait locus)定位等更深層次等方面發(fā)展。
[0005]然而，在現(xiàn)行的抗旱性 評(píng)價(jià)方法中，生物抗旱指標(biāo)測(cè)定繁雜，工作量大和周期長(zhǎng)，需要在宏觀性狀出現(xiàn)以后才能評(píng)價(jià)，不能進(jìn)行早期診斷；生理抗旱指標(biāo)大多是通過(guò)試管實(shí)驗(yàn)的破壞性測(cè)量獲取的，不能做到無(wú)損檢測(cè)；多指標(biāo)的數(shù)量分析方法依據(jù)的是試管實(shí)驗(yàn)的片面結(jié)果，而且需要測(cè)量的指標(biāo)多而繁，工作量大；分子生物學(xué)技術(shù)需要破壞生物組織，而且離不開繁瑣的樣品制備程序和復(fù)雜的檢測(cè)程序，測(cè)量成本很高。
[0006]更為重要的是，作物抗旱性是作物細(xì)胞在干旱脅迫下自我調(diào)節(jié)能力的體現(xiàn)，它是通過(guò)細(xì)胞內(nèi)各組分的相互協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而現(xiàn)今有關(guān)研究中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)大多來(lái)源于破壞性的試管實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是需要離體操作，即要將細(xì)胞破碎、純化和富集，不能進(jìn)行活細(xì)胞的實(shí)時(shí)定位測(cè)量，造成了細(xì)胞內(nèi)各組分、各層次之間相互作用信息的丟失，其測(cè)定結(jié)果無(wú)法反映生物代謝或者生命的真實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，盡管應(yīng)用生物學(xué)方法研究作物抗旱性取得了許多進(jìn)展，但是其研究結(jié)果不能準(zhǔn)確反映干旱脅迫下細(xì)胞自我協(xié)調(diào)的能力和作物抗旱性，需要發(fā)展基于活體細(xì)胞生命信息的、能夠反映干旱脅迫下細(xì)胞整體代謝變化、并能實(shí)現(xiàn)無(wú)損和快速測(cè)量的作物抗旱性評(píng)價(jià)新方法。
[0007]生物光子學(xué)的研究表明，在黑暗中的作物種子有微弱的發(fā)光現(xiàn)象，這種發(fā)光是種子在細(xì)胞生命活動(dòng)中產(chǎn)生的，稱自發(fā)發(fā)光。研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)種子的自發(fā)發(fā)光與發(fā)生在萌發(fā)種子中的細(xì)胞呼吸代謝和DNA合成密切相關(guān)，是一種反映種子細(xì)胞生理代謝的生命信息。由于干旱抑制了萌發(fā)種子的生理代謝，必然造成自發(fā)發(fā)光的減少，那么，根據(jù)干旱脅迫下萌發(fā)玉米自發(fā)發(fā)光的變化程度就可以判斷玉米種子萌發(fā)期抗旱性的強(qiáng)弱。由于這種評(píng)判方法是通過(guò)測(cè)量種子發(fā)光來(lái)實(shí)現(xiàn)的，能夠反映出干旱脅迫下細(xì)胞整體代謝的變化情況、因而具有判斷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)；又由于種子發(fā)光的測(cè)量不需要破壞種子，測(cè)量迅速，具有無(wú)損和快速的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，解決現(xiàn)有檢測(cè)方法周期長(zhǎng)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、破壞性測(cè)量和評(píng)價(jià)不準(zhǔn)的問(wèn)題。本發(fā)明經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確定了評(píng)價(jià)玉米種子萌發(fā)期抗旱性的條件、測(cè)量方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)，按照本發(fā)明提出的方法得到的抗旱性數(shù)據(jù)能夠無(wú)損、快速、準(zhǔn)確地反映玉米種子萌發(fā)期抗旱性的強(qiáng)弱。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0010]步驟1:在待評(píng)價(jià)的玉米種子中選擇飽滿程度和大小一致的種子，清洗、消毒；
[0011]步驟2:將步驟I得到的處理后的玉米種子均勻放置在鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，加入PEG-6000溶液進(jìn)行水分脅迫；
[0012]步驟3:將步驟2得到的玉米種子放入培養(yǎng)箱中，25°C條件下恒溫避光培養(yǎng)，每隔24h更換PEG-6000溶液；
[0013]步驟4:在水分脅迫開始測(cè)量玉米種子的自發(fā)發(fā)光，記為4，此后，每隔24小時(shí)測(cè)量玉米種子自發(fā)發(fā)光，記為Ia;
[0014]步驟5:按照下式計(jì)算玉米種子在水分脅迫下的萌發(fā)過(guò)程中每隔24小時(shí)的自發(fā)發(fā)光相對(duì)變化率:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1:在待評(píng)價(jià)的玉米種子中選擇飽滿程度和大小一致的種子，清洗、消毒； 步驟2:將步驟I得到的處理后的玉米種子均勻放置在鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，加入PEG-6000溶液進(jìn)行水分脅迫； 步驟3:將步驟2得到的玉米種子放入培養(yǎng)箱中，25°C條件下恒溫避光培養(yǎng)，每隔24h更換PEG-6000溶液； 步驟4:在水分脅迫開始測(cè)量玉米種子的自發(fā)發(fā)光，記為，此后，每隔24小時(shí)測(cè)量玉米種子自發(fā)發(fā)光，記為Ia; 步驟5:按照下式計(jì)算玉米種子在水分脅迫下的萌發(fā)過(guò)程中每隔24小時(shí)的自發(fā)發(fā)光相對(duì)變化率:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述的步驟2中的PEG-6000溶液滲透勢(shì)為-0.3Mpa，PEG-6000溶液的用量不淹沒種子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自發(fā)發(fā)光的玉米種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述的步驟4中的玉米種子自發(fā)發(fā)光的測(cè)量在暗室中進(jìn)行，或?qū)⒎N子從光下放入暗室中10分鐘后測(cè)量。
【文檔編號(hào)】A01C1/00GK103477749SQ201310405064
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】習(xí)崗, 劉鍇, 高宇, 樊琳琳, 梁成, 趙燕燕 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)