大豆抗旱性鑒定方法
【專利摘要】在抗旱棚內(nèi)進(jìn)行盆栽，品種分別為抗旱大豆和不抗旱大豆，在大豆花期控制土壤水分含量，連續(xù)測(cè)定控水池中抗旱大豆和不抗旱大豆生長(zhǎng)土壤的水分含量，以土壤含水量為20%條件下生長(zhǎng)的大豆為對(duì)照，以不抗旱大豆減產(chǎn)差異不顯著的土壤最低含水量10%為控制水分的起始土壤含水量，以抗旱大豆減產(chǎn)差異顯著的土壤最高含水量5%作為終止控水土壤含水量，在土壤水分持續(xù)變化到終止含水量5%時(shí)，以與產(chǎn)量顯著相關(guān)的形態(tài)指標(biāo)葉綠素含量和生理指標(biāo)束縛水含量或脯氨酸含量變化的差異顯著性作為鑒定大豆是否具有抗旱性的有效方法。
【專利說明】大豆抗旱性鑒定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種農(nóng)作物抗旱性的鑒定方法，尤其是對(duì)大豆抗旱性的鑒定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于近年來全球性氣候的惡性變化，干旱已對(duì)糧食生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。大豆是中國(guó)重要的糧食作物，干旱等逆境一直是制約中國(guó)東北大豆主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量和品質(zhì)的瓶頸問題。大豆的抗旱能力是其自身遺傳特性及外部環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。干旱條件下生存和形成結(jié)實(shí)器官的能力是植物在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中對(duì)干旱的抵抗和適應(yīng)，經(jīng)過研究目前已經(jīng)明確植物可以通過逃避和自身形成耐旱機(jī)制來抵御干旱的不利影響。當(dāng)前許多科研工作者已經(jīng)對(duì)干旱造成大豆的形態(tài)和生理影響進(jìn)行了大量的研究。
[0003]關(guān)于形態(tài)方面的影響集中在:(1)降低生長(zhǎng)量:大豆株高、分枝數(shù)、葉片和莖桿干重、子粒鮮重、根鮮重、根瘤鮮重均隨干旱脅迫強(qiáng)度加大而下降；(2)降低產(chǎn)量構(gòu)成因子:在干旱脅迫下，大豆每株平均莢數(shù)、每株平均粒數(shù)和百粒重均有不同程度的降低；(3)影響根系形態(tài)建成:大豆品種根系形態(tài)在生長(zhǎng)的不同時(shí)期以及在同一時(shí)期不同環(huán)境條件下不完全一致。不同水分脅迫下，大豆根系的主根長(zhǎng)、根體積等形態(tài)指標(biāo)對(duì)干旱具有明顯反應(yīng)。表現(xiàn)為:苗期的干旱脅迫，大豆根體積、根徑、根系伸長(zhǎng)、根系總表面積都有增大的趨勢(shì)，其它時(shí)期干旱脅迫均造成根系形態(tài)發(fā)育減緩。
[0004]關(guān)于生理方面的影響集中在:(I)抑制大豆的光合作用:干旱脅迫下，大豆光合速率降低，尤其以分枝期和鼓粒期降低幅度最大。此外，苗期植株的蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均由于干旱脅迫而降低，且隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，葉綠素含量和葉片含水量也呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。干旱時(shí)大豆能否保持旺盛的光合作用能力是判斷其抗旱性的重要指標(biāo)。(2)植物葉片相對(duì)含水量下降；(3)可溶性糖含量升高；(4)細(xì)胞膜相對(duì)透性升高；(5)細(xì)胞內(nèi)一些酶活性增高:在干旱脅迫下，過氧化氫酶、過氧化物酶、過氧化物歧化酶和丙二醛含量逐漸升高，在抵御干旱脅迫時(shí)發(fā)揮著重要作用。
[0005]目前關(guān)于大豆抗旱性的研究均為干旱脅迫下，即土壤水分含量控制在某一數(shù)值下的生理和形態(tài)指標(biāo)測(cè)定，這在一定程度上能夠說明干旱脅迫條件下大豆在形態(tài)和生理上對(duì)干旱的應(yīng)答，并且形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)能夠較直觀地反映大豆對(duì)干旱的適應(yīng)能力。然而研究過程中，干旱脅迫下的土壤水分是人為設(shè)定的，不能準(zhǔn)確反應(yīng)大豆在其它土壤水分含量條件下是否已經(jīng)發(fā)生了明顯的形態(tài)和生理改變，其原因在于田間生長(zhǎng)條件下，土壤水分是連續(xù)變動(dòng)的，即干旱脅迫下土壤水分含量逐漸降低，而大豆對(duì)水分降低的生理和形態(tài)的反應(yīng)也是逐漸發(fā)生改變，直至這種改變達(dá)到顯著水平。因此，如何控制干旱脅迫起始土壤水分含量和終止土壤水分含量及其持續(xù)時(shí)間，同時(shí)在干旱脅迫的這一土壤水分區(qū)間和水分動(dòng)態(tài)變化的持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)定大豆的形態(tài)和生理指標(biāo)變化，可作為抗旱性鑒定的具體方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]干旱脅迫，即土壤含水量持續(xù)降低條件下，能夠?qū)Ω珊诞a(chǎn)生靈敏應(yīng)答的關(guān)鍵生理指標(biāo)、形態(tài)指標(biāo)是對(duì)大豆抗旱品種資源和目前正在研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗旱大豆進(jìn)行抗旱性鑒定的有效的方法，可明確不同品種資源耐受土壤最低含水量和持續(xù)干旱下的抗旱性程度，并通過形態(tài)和生理指標(biāo)得到準(zhǔn)確反映。我們?cè)诮陙淼目茖W(xué)研究中，發(fā)明了一種在連續(xù)監(jiān)測(cè)土壤水分變化下，通過確定控制干旱脅迫起始土壤水分含量和終止土壤水分含量及其持續(xù)時(shí)間，從而建立一種對(duì)大豆抗旱性進(jìn)行鑒定的方法。
[0007]【具體實(shí)施方式】:在抗旱棚內(nèi)進(jìn)行盆栽，品種分別為抗旱大豆和不抗旱大豆，分別在大豆苗期和花期控制土壤水分含量，待土壤水分含量為20%時(shí)，用POGO II水分自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)連續(xù)測(cè)定控水盆栽中土壤每天的水分含量，以土壤含水量為20%條件下生長(zhǎng)的大豆為對(duì)照，然后每天取大豆植株測(cè)定:形態(tài)指標(biāo)，包括根系鮮重和干重、地上部鮮重和干重、葉片葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度；生理指標(biāo)，包括葉片自由水和束縛水含量、脯氨酸含量；收獲時(shí)測(cè)定大豆產(chǎn)量；分析土壤水分含量連續(xù)降低與對(duì)照相比條件下，各形態(tài)和生理指標(biāo)變化的差異顯著性及其與產(chǎn)量變化的相關(guān)性，從而獲得不抗旱大豆減產(chǎn)差異不顯著時(shí)的最低土壤含水量10%和抗旱大豆減產(chǎn)差異顯著的土壤最高含水量5%及其含水量變化的持續(xù)時(shí)間。在進(jìn)行大豆抗旱性鑒定時(shí)，以不抗旱大豆減產(chǎn)差異不顯著的土壤最低含水量10%為控制水分的起始土壤含水量，以抗旱大豆減產(chǎn)差異顯著的土壤最高含水量5%作為終止控水土壤含水量，以與產(chǎn)量顯著相關(guān)的形態(tài)指標(biāo)葉綠素含量和生理指標(biāo)束縛水含量或脯氨酸含量作為大豆抗旱性鑒定指標(biāo)。
[0008]利用轉(zhuǎn)基因抗旱大豆和受體大豆作為供試材料，經(jīng)過多年的研究和實(shí)際應(yīng)用表明:在大豆開花期，當(dāng)受體大豆從減產(chǎn)差異不顯著的土壤最低含水量10%降低到轉(zhuǎn)基因抗旱大豆減產(chǎn)差異顯著的土壤最高含水量5%，持續(xù)時(shí)間為10天時(shí)，受體大豆產(chǎn)量顯著降低，且與產(chǎn)量顯著相關(guān)的形態(tài)指標(biāo)葉綠素含量和生理指標(biāo)束縛水含量或脯氨酸含量均顯著降低，而轉(zhuǎn)基因抗旱大豆產(chǎn)量、葉綠素含量和束縛水含量無(wú)顯著變化，脯氨酸含量顯著增高。因此，可用土壤含水量10%為起點(diǎn)，土壤含水量降低到5%為終點(diǎn)，持續(xù)時(shí)間到第10天時(shí)，測(cè)定大豆形態(tài)指標(biāo)葉綠素含量和生理指標(biāo)束縛水含量或脯氨酸含量變化的差異顯著性，作為鑒定大豆是否具有抗旱性的有效方法(具體見表1)。
[0009]表1大豆開花期抗旱性鑒定指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.抗旱棚內(nèi)，在大豆花期控制土壤水分含量，連續(xù)測(cè)定控水池中抗旱大豆和不抗旱大豆生長(zhǎng)土壤的水分含量，以土壤含水量為20%條件下生長(zhǎng)的大豆為對(duì)照，以不抗旱大豆減產(chǎn)差異不顯著的土壤最低含水量10%為控制水分的起始土壤含水量，以抗旱大豆減產(chǎn)差異顯著的土壤最高含水量5%作為終止控水土壤含水量，在土壤水分持續(xù)變化到終止含水量5%時(shí)，以與產(chǎn)量顯著相關(guān)的形態(tài)指標(biāo)葉綠素含量和生理指標(biāo)束縛水含量或脯氨酸含量變化的差異顯著性作為 鑒定大豆是否具有抗旱性的有效方法。
【文檔編號(hào)】A01G7/06GK103650948SQ201310695647
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】丁偉, 程茁, 吳佳麗, 劉厚雪 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)