一種預(yù)測大豆抗倒性的方法及其模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)測大豆抗倒性的方法及其模型。本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟：1)分別測定待測大豆如下7種性狀的數(shù)值：莖稈強(qiáng)度、株高、莖粗、分枝數(shù)、根長、根重和地上重；2)將所述莖稈強(qiáng)度、所述株高、所述莖粗、所述分枝數(shù)、所述根長、所述根重和所述地上重的數(shù)值代入大豆抗倒性模型計(jì)算抗倒性：LR＝174.162-6.618*BN-2.643*PH+15.165*RW+5.549*SD+0.108*SS+0.027*RL-0.483*SW；其中；若LR大于等于75，則待測大豆為或候選為抗倒伏大豆；若LR小于75，則待測大豆為或候選為易倒伏大豆。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明方法方便快速，不受環(huán)境影響。
【專利說明】一種預(yù)測大豆抗倒性的方法及其模型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種預(yù)測大豆抗倒性的方法及其模型。
【背景技術(shù)】
[0002]大豆是一種重要農(nóng)作物，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及世界糧食作物構(gòu)成和國際油料作物生產(chǎn)中均占有重要地位，已成為世界各國食用、飼用植物蛋白和植物油的主要來源。植株倒伏是大豆生產(chǎn)中一個普遍存在的嚴(yán)重問題，已成為實(shí)現(xiàn)大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的主要限制因素之一。倒伏是由外界風(fēng)雨等因素引發(fā)的植株莖桿從自然直立狀態(tài)轉(zhuǎn)為永久錯位的現(xiàn)象，大豆生長中后期正值夏季多風(fēng)雨時節(jié)，地表濕潤，土壤疏松，易引發(fā)倒伏。倒伏破壞作物群體結(jié)構(gòu)，打亂葉片在空間的正常分布秩序，降低光合效率；倒伏植株易受污染并加劇病蟲危害，增加農(nóng)藥使用量；生長后期倒伏不僅會增加收獲難度，不適應(yīng)機(jī)械化收獲，極大地影響收獲產(chǎn)量，而且會引起籽粒皺縮，降低含油量等，使大豆外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)都受到嚴(yán)重影響。一般大豆倒伏可引起減產(chǎn)20%左右，有關(guān)研究認(rèn)為，倒伏造成的大豆減產(chǎn)率在45% -80%之間，倒伏程度與大豆收獲產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，倒伏每增加一級，產(chǎn)量損失就會增加198kg/hm2。有些高產(chǎn)品種由于不抗倒伏，遇到風(fēng)雨災(zāi)害易造成嚴(yán)重產(chǎn)量損失，因而很難推廣應(yīng)用。為了防治大豆倒伏，生產(chǎn)上采用一些防控栽培措施，包括使用植物生長調(diào)節(jié)劑，如三碘苯甲或多效唑等，雖然有較好的防倒效果，但增加了生產(chǎn)成本，并對生態(tài)環(huán)境會造成一定的影響，不利于生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。通過矮桿育種可以提高作物的抗倒能力，但矮桿品種的生物產(chǎn)量明顯低于高桿品種，矮桿品種只有通過提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)來提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，而經(jīng)濟(jì)系數(shù)的提高有一定的限度，如果只靠降低株高來增加抗倒能力，勢必會降低生物產(chǎn)量，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的提高。而且隨著植株矮化，出現(xiàn)葉層密集、群體內(nèi)通風(fēng)透光不暢、植株早衰、病蟲害加重、籽 粒皺癟等一系列不良反應(yīng)。目前水稻超高產(chǎn)育種發(fā)展趨勢是:適當(dāng)提聞株聞，以增加生物學(xué)廣量進(jìn)而提聞谷物廣量。有關(guān)大?的研究也表明，大?株聞與倒伏程度呈極顯著正相關(guān)，株高也與單株產(chǎn)量及有關(guān)產(chǎn)量構(gòu)成因子呈極顯著正相關(guān)，表明株高既影響植株倒伏也影響籽粒產(chǎn)量，使得高產(chǎn)與倒伏矛盾突出。因此，提高大豆的抗倒性，是實(shí)現(xiàn)大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效途徑。
[0003]準(zhǔn)確鑒定和評價大豆倒伏性是開展大豆抗倒性遺傳研究和育種的基礎(chǔ)與前提。目前國內(nèi)外學(xué)者對大豆倒伏性己有許多研究，主要采用直觀方法評價品種抗倒伏能力，對倒伏級別的劃分由目測倒伏面積改進(jìn)為統(tǒng)計(jì)小區(qū)倒伏株率，評價結(jié)果直觀、真實(shí)，方法簡便，在生產(chǎn)實(shí)際中具有代表性。但是這類評價方法受氣候條件(風(fēng)、雨等)的影響，如遇不利于倒伏的氣候條件，就難以對品種抗倒性作出科學(xué)評價。與倒伏有關(guān)的形態(tài)性狀，如株高、莖粗、地上部重、冠根比值等，作為大豆抗倒性鑒定單項(xiàng)指標(biāo)的研究也有報道，由于單項(xiàng)指標(biāo)涉及因素少，局限性較大，用于評價缺乏準(zhǔn)確性，而且不同品種的形態(tài)性狀指標(biāo)均有差異，在未發(fā)生倒伏時很難以某一個性狀指標(biāo)來確定不同材料的抗倒性差異。許多研究企圖找到與大豆倒伏相關(guān)的形態(tài)指標(biāo)作為抗倒性的間接選擇參數(shù)，如株高、分枝數(shù)、莖桿強(qiáng)度、莖粗、根系、地上部重等，但對于它們之間關(guān)系的密切程度并沒有一個確切可靠的結(jié)論，在常規(guī)育種方法中，抗倒性要等到成熟期才能鑒定，且易受環(huán)境，尤其是風(fēng)雨的影響，田間鑒定誤差大，選擇效率低下。
[0004]因而迄今為止，尚沒有建立一個確切可靠的方法用于大豆抗倒性的預(yù)測。因此建立不受氣候條件影響的抗倒性評價方法更具有實(shí)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)測待測大豆的抗倒性的方法。
[0006]本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟:
[0007]I)分別測定待測大豆如下7種性狀的數(shù)值:莖桿強(qiáng)度、株高、莖粗、分枝數(shù)、根長、根重和地上重；
[0008]2)將所述莖桿強(qiáng)度、所述株高、所述莖粗、所述分枝數(shù)、所述根長、所述根重和所述地上重的數(shù)值代入大豆抗倒性模型計(jì)算抗倒性:LR = 174.162-6.618*BN_2.643*PH+15.165*RW+5.549*SD+0.108*SS+0.027*RL_0.483*SW ;其中，SS 為莖桿強(qiáng)度、PH 為株高、SD 為莖粗、BN為分枝數(shù)、RL為根長、Rff為根重、Sff為地上重，LR為抗倒性；
[0009]若LR大于或等于75，則待測大豆為或候選為抗倒伏大豆；若LR小于75，則待測大豆為或候選為易倒伏大豆。
[0010]抗倒伏大豆為一片田地中倒伏大豆的株數(shù)占總大豆株數(shù)小于等于25%
[0011]易倒伏大豆為一片田地中倒伏大豆的株數(shù)占總大豆株數(shù)大于25%。
[0012]上述方法中，所述待測大豆為結(jié)莢中期大豆。
[0013]上述方法中，所述測定待測大豆莖桿強(qiáng)度采用桿強(qiáng)測定器。
[0014]上述的方法在大豆種質(zhì)資源和品種抗倒伏的早期預(yù)測和/或篩選中的應(yīng)用也是本發(fā)明保護(hù)的范圍，其中，早期為結(jié)莢中期。
[0015]上述的方法在抗倒伏大豆選育中的應(yīng)用也是本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明通過測定7個抗倒伏相關(guān)性狀，利用抗倒性模型對大豆抗倒性進(jìn)行評估，其計(jì)算的倒伏率與實(shí)際田間結(jié)果無顯著差異，可以準(zhǔn)確評估大豆資源及育種材料的抗倒性，在早期淘汰易倒伏材料，不僅節(jié)約生產(chǎn)成本而且大大提高選擇效率。本發(fā)明檢測方法方便快速，不受環(huán)境影響。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0018]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0019]以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0020]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0021]大豆中豆29、中豆32記載在如下文獻(xiàn)中:周新安等，大豆重組自交系群體三、四粒莢變異及其與產(chǎn)量的關(guān)系，中國油料作物學(xué)報，2005，27:22-25 ;公眾可從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所獲得。
[0022]表3所示30份大豆種質(zhì)資源材料均在如下文獻(xiàn)中記載:周蓉等，大豆種質(zhì)的倒伏性調(diào)查及其相關(guān)農(nóng)藝性狀分析，大豆科學(xué)，2007，26:41-44)公眾可從商業(yè)途徑獲得，公眾也可從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所獲得。
[0023]在以下的實(shí)施方案中，除非特別說明，否則所有操作均按照“大豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)”(邱麗娟等，中國農(nóng)業(yè)出版社，2006)所提供的方法進(jìn)行。
[0024]實(shí)施例1、預(yù)測大豆抗倒性的方法
[0025]利用倒伏差異極顯著的大豆品種中豆29 (倒伏率為17.8% )和中豆32 (倒伏率為62.5%)雜交，衍生出的包含406個家系的大豆重組自交系群體(周新安等，大豆重組自交系群體三、四粒莢變異及其與產(chǎn)量的關(guān)系，中國油料作物學(xué)報，2005，27:22-25)。
[0026]結(jié)莢中期利用日本產(chǎn)桿強(qiáng)測定器(DIK-7401，Daiki5011&Moisture)測定莖桿強(qiáng)度(SS)。按使用說明將測定器在莖桿距地面20cm處用力緩慢推動莖桿，使莖桿傾斜并與地面呈30度角，并記錄此時測定器上顯示的測定值。在每個試驗(yàn)小區(qū)中間行隨機(jī)測定10株，取平均值換算成莖桿強(qiáng)度。莖桿強(qiáng)度=(測定值/40) X 1000，單位為g/莖。隨后在每個試驗(yàn)小區(qū)中間行隨機(jī)并連續(xù)取樣5株測定形態(tài)性狀，參照“大豆種子繁殖和記錄規(guī)范”(邱麗娟等2006),包括株高(PH,單位:cm)、莖粗(SD,單位:mm)、分枝數(shù)(BN,單位:個)、根長(RL，單位:cm)、根重(RW，單位:g)、地上重(SW，單位:g)。成熟期參照“大豆種子繁殖和記錄規(guī)范”(邱麗娟等2006)調(diào)查各小區(qū)倒伏率,并計(jì)算抗倒性，LR(lodging resistance)=100-倒伏率X 100。LR = 100，無植株倒伏；LR = 0，全部植株倒伏。
[0027]利用SAS9.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析法，顯著水平〈0.05的性狀納入模型，采用逐步回歸分析法確定最佳模型，大豆抗倒性模型為:LR = 174.162-6.618*BN_2.643*PH+15.165*Rff+5.549*SD+0.108*SS+0.027*RL-0.483*SW。
[0028]表1中包括7個倒伏相關(guān)性狀，分枝數(shù)、株高、根重、莖粗、莖桿強(qiáng)度、根長、地上重。
[0029]表1為大豆抗倒性模型參數(shù)估算
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)測待測大豆的抗倒性的方法，包括如下步驟: 1)分別測定待測大豆如下7種性狀的數(shù)值:莖桿強(qiáng)度、株高、莖粗、分枝數(shù)、根長、根重和地上重； 2)將所述莖桿強(qiáng)度、所述株高、所述莖粗、所述分枝數(shù)、所述根長、所述根重和所述地上重的數(shù)值代入大豆抗倒性模型計(jì)算抗倒性:LR = 174.162-6.618*BN_2.643*PH+15.165*RW+5.549*SD+0.108*SS+0.027*RL_0.483*SW ;其中，SS 為莖桿強(qiáng)度、PH 為株高、SD 為莖粗、BN為分枝數(shù)、RL為根長、Rff為根重、Sff為地上重，LR為抗倒性； 若LR大于等于75，則待測大豆為或候選為抗倒伏大豆；若LR小于75，則待測大豆為或候選為易倒伏大豆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述待測大豆為結(jié)莢中期大豆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述測定待測大豆莖桿強(qiáng)度采用桿強(qiáng)測定器。
4.權(quán)利要求1-3中任一所述的方法在大豆種質(zhì)資源和品種抗倒伏的早期預(yù)測和/或篩選中的應(yīng)用。
5.權(quán)利要求1-3中任一所述的方法在抗倒伏大豆選育中的應(yīng)用。
【文檔編號】G01N33/00GK104034852SQ201410259699
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】陳海峰, 楊中路, 單志慧, 沙愛華, 邱德珍, 張嬋娟, 陳李淼, 袁松麗, 張曉娟, 陳水蓮, 萬喬, 周蓉, 周新安 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所