CN103004324A - 一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法：首先选择待试花生品种种子，浸种后分别于PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）和0%（W/V）培养皿中，28±1℃暗培养发芽7天，期间及时定量补充对应溶液，再计算待试花生品种种子在PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）时的发芽率、生根率、根长和根干重值与在PEG-6000溶液浓度为0%（W/V）时相应各指标值的比值，根据其比值≥0.50的指标数量和比值高低，综合评定各品种的抗旱能力。本发明优点是：可方便、快捷、高效的完成大批量品种抗旱性选择，试验条件易于控制、方法简单易行、周期短、成本低、鉴定效率高，具有较强的可操作性和重复性。

Description

一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法

【技术领域】

本发明涉及花生品种的筛选，具体地说，是一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法。 

【背景技术】

全球性气候恶性变化所引发的干旱发生的周期越来越短，程度越来越重，对粮油作物生产构成了严重的威胁，全世界每年因旱灾引起的花生减产达600万t，占全球总产的25%。我国干旱半干旱耕地面积占总面积的一半以上，因干旱引起的花生减产率平均在20%以上。同时，干旱除引起减产外，还使花生黄曲霉毒素污染加重，增加病虫害的发生。花生抗旱育种是提高花生品种抗旱性、减小因干旱带来的损失经济而有效的途径。而抗旱性花生品种的鉴选对保持花生生产持续、高效、安全发展具有重要意义。 

对花生品种抗旱性鉴选的方法、指标、鉴选依据多种多样。 

花生抗旱性鉴选的方法中最常用的方法包括田间直接鉴定法、干旱棚（或人工气候室）法、盆栽（沙培、水培、土培）法等，但这些方法分别存在某些缺点和不足：田间直接鉴定法需要田间生产和栽培管理获取花生生长发育信息，需要一定的生长周期，受土壤、气候等环境条件限制和影响，鉴定周期长、劳动强度大、占用土地和劳动力资源；干旱棚（或人工气候室）法和盆栽（沙培、水培、土培）法既需要栽培管理，又需要特殊的水分控制条件与环境设施，资金、技术、劳动力和资源投入要求巨大，其鉴定程序复杂、鉴定结果受水分胁迫条件的限制和影响；并且，当大批量花生品种或材料时，这几种方法均受到场地、设施等资源条件的限制。 

花生抗旱性鉴选的指标也较为繁多。采用生物法、隶属函数法等方法进行了花生抗旱性鉴定评价，已筛选出许多与抗旱性有关的生理生化指标如叶片持水力、叶片电导率、脯氨酸、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等，形态指标如主茎粗壮、节间短、叶形较窄、较厚腊质层、强大的根系、较大的根/冠比等均可用来鉴定花生的抗旱性。但缺乏一些能较准确反应花生品种抗旱性能、适于生育早期鉴定筛选的简单易行的指标。 

综上所述，亟需一种程序简单、周期短、效率高、成本低且适于生育早期 鉴定筛选，同时鉴定结果可靠、重复性好的抗旱花生品种鉴选方法。但是目前关于这类鉴选方法还未见报道。 

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法。 

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是： 

一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法，包括以下步骤： 

1）选择待试花生品种种子，浸种后分别于PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）和0%（W/V）培养皿中，28±1℃暗培养发芽7天，期间及时定量补充对应的溶液； 

2）统计发芽率、生根率、根长、根干重； 

3）计算所述的待试花生品种种子在PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）时的发芽率、生根率、根长和根干重值与在PEG-6000溶液浓度为0%（W/V）时相应各指标值的比值，根据其比值≥0.50的指标数量和比值高低，综合评定各品种的抗旱能力，其中≥0.50的指标数量愈多、比值愈高，则待试花生品种抗旱能力愈强。 

步骤1）中所述的培养皿直径为120mm，所述的PEG-6000溶液为50ml。 

步骤2）中所述的发芽率的计算依据是：胚芽突破种皮大于2mm且不及种子长度时定为芽。 

步骤2）中所述的根长的测定依据是：胚轴伸长超过种子长度定为根长。 

步骤1）中设有已知抗旱型花生品种的对照，作为评价待试花生品种抗旱能力的参照品种；优选的、所述的已知抗旱型花生品种为花育25号、冀花2号、花育22号、唐科8号。 

本发明优点在于： 

本发明的室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法，可方便、快捷、高效的完成大批量品种或进行抗旱性室内初步选择，试验条件易于控制、方法简单易行、周期短、成本低、鉴定效率高；相比于生长期内抗旱性鉴定的方法，本发明的方法可减少劳动用工和对环境资源等条件设施的投入，具有较强的可操作性和重复性。 

【附图说明】

图1A、1B、1C为抗旱性品种各指标随胁迫浓度的变化。 

图2A、2B、2C为非抗旱性品种各指标随胁迫浓度的变化。 

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。 

实施例1 

1材料与方法 

1.1材料 

花生品种37份，均由山东省花生研究所提供，分别为：8130、白沙1016、G2、鲁花14号、丰花1号、冀花2号、冀花4号、丰花6号、花育22号、花育28号、TE-2、大唐油、阜花11号、花育24号、阜花10号、唐油4号、花育20号、花育23号、花育25号、花育21号、潍花8号、鲁花11号、花育16号、花育19号、唐科8号、阜花13号、花育17号、花育27号、潍花6号、M5、16-8、M7、阜花12号、丰花2号、丰花3号、阜花9号、潍花7号。 

PEG（聚乙烯二醇）分子量为6000，是一种亲水性很强的高分子有机物化合物，溶于水后能产生强大的渗透压，其溶液浓度按质量体积比配置（W/V）。 

1.2种子的萌发 

每品种选择饱满、大小一致的种子300粒，分别放入干净磁盘中用蒸馏水浸种，使种子吸水膨胀，24h后取出吸涨种子，吸干种子表面水分后摆进直径为120mm、底部垫有2层滤纸的培养皿中，每皿20粒，分别加入各浓度的PEG-6000溶液50ml，置于28±1℃暗培养箱中培养发芽，每日观察，及时补充对应浓度溶液，7天后调查种子发芽和生根情况，计算发芽率和生根率，测定幼芽长、胚轴长、根长，同时分别将根、芽、轴、子叶置于已称重的称量瓶中，于105℃下杀青0.5h，80℃烘干至恒重，分别称取各样品干重。 

设置PEG-6000溶液浓度0、7.5%、12.5%、17.5%、22.5%5个浓度水平，3次重复。 

1.3调查及抗旱性指标的鉴定筛选 

胚芽突破种皮大于2mm且不及种子长度时定为芽，测定其长度计为芽长，作为计算发芽率的依据；胚轴伸长超过种子长度定为根长，测定其轴长和根长。统计以下各指标：芽长、根长、轴长、芽干重、生芽率、根干重、生根率，计算各指标相关系数以及综合评价值。 

2结果与分析 

2.1种子芽期性状对不同PEG胁迫浓度的反应 

不同水分胁迫浓度下，不同花生品种种子芽期各性状对胁迫浓度的适应表现不同，不同品种间在萌芽期的抗旱性具有显著差异，花生品种的这种异质性为花生品种抗旱性的遗传改良提供了先决条件（图1、2）。 

芽长、轴长和根长3个长度指标和芽干重、子叶干重及根干重3个重量指标对PEG胁迫浓度的反应表现不同，根长和芽长随胁迫浓度增高逐渐降低，而轴长降低不明显，甚至有所增加（图1A、图2A）；根干重和芽干重随胁迫浓度增高逐渐降低，而子叶干重则变化不大，甚至增加（图1B、图2B）；发芽率和生根率两指标对PEG胁迫浓度的反应表现一致，均随胁迫浓度增高呈逐渐降低趋势（图1C、图2C）。 

抗旱性较强的品种其根长对水分胁迫浓度的适应性较强，22.5%胁迫浓度时仍有根的伸长生长，而抗旱性较弱品种在较低胁迫浓度时，其根长明显降低；花育27号、鲁花14号、8130、冀花2号、花育22号、唐科8号和花育25号品种的生根率和根干重均表现出对胁迫浓度的不敏感，在高达22.5%时仍保持生长，表明它们对干旱胁迫的耐受能力较强，具有较高的耐旱、抗旱性。发芽率对胁迫浓度反应较为直观和明显，在较低浓度下，唐油4号、花育16号、花育19号、阜花12号、M5、16-8、M7、阜花12号、花育17号、丰花2号、丰花3号、阜花9号、潍花7号、丰花6号、阜花11和花育24号品种的发芽率、轴长、芽干重等值均低于50%，表明这些品种的发芽能力受水分胁迫浓度影响较大；而8130、冀花2号、花育22号、花育25号、花育28号品种的发芽率、芽干重则较少受胁迫浓度的影响。 

2.2适宜PEG胁迫浓度的确立 

不同花生品种对胁迫浓度的反应不同，当胁迫浓度低于7.5%时，多数品种种子萌发期各性状均未表现出明显的反应，但当胁迫浓度升高至22.5%时，绝大多数品种芽期各性状指标值均明显受到抑制。PEG-6000溶液的胁迫浓度17.5%时，根干重、生根率、发芽率的比值≥0.50的品种有花育25号、花育27号、8130、冀花2号、冀花4号、花育22号、唐科8号品种，表明其抗旱性较强，而花育19号、阜花13号、唐油4号、白沙1016、G2、鲁花14号、丰花1号、丰花6号、花育28号、TE-2、大唐油、阜花11号、花育24号、阜花10号、唐油4号、花育20号、花育23号、花育21号、潍花8号、鲁花11号、花育16号、花育19号、阜花13号、花育17号、潍花6号、M5、16-8、M7、阜花12号品种在较低浓度时其比值已较低，表明其抗旱能力较弱。当胁迫浓度为17.5%时， 有77.8%的品种生根率受到抑制，浓度高于22.5%时，近90%的品种不能发芽。根部性状受高渗溶液浓度及品种的影响不同，17.5%的胁迫浓度是根长、生根率、根干重指标筛选的适宜浓度，参试品种的根长、生根率、发芽率、根干重各指标比值间存在着较大差异，此胁迫浓度可作为花生品种种子萌发期抗旱性筛选鉴定的适宜浓度。在17.5%模拟水势条件下已造成对部分品种种子萌发的胁迫抑制，此胁迫浓度可以作为芽期筛选鉴定抗旱性品种的适宜浓度（图1A-2C）。 

2.3各品种芽期抗旱性指标的筛选鉴定 

通过高渗溶液胁迫花生种子萌发过程，选择适宜的胁迫浓度和观测指标是品种抗旱性鉴定筛选的前提。水分胁迫环境下，种子的发芽率、发芽势均降低，胚根和胚芽的生长受到抑制，不同品种之间差异显著，抗旱性强的品种所受的影响明显低于抗旱性弱的品种。花生芽期各性状间的相关系数见表1。 

表1花生芽期各性状间的相关系数 

注：“*”、“**”分别代表显著性水平为0.05和0.01。 

各指标间相关系数显著性表明，所有指标间都存在着或大或小的相关性，其中根长与轴长、生芽率、根干重、生根率等指标间均存在显著或极显著的相关关系，芽干重与任何指标间均无相关关系。根长、根干重、生根率与综合评价值间的相关系数最高，分别为0.8842、0.8161和0.7435，说明根长、根干重、生根率、生芽率等均能较好地反映花生种子萌发期的综合抗旱性，萌发期相对发芽率、生根率、根长、根干重均可作为花生萌芽期抗旱性鉴定筛选的可靠指标。 

2.4抗旱性品种鉴选标准的建立 

综合以上结果：在PEG-6000溶液的胁迫浓度17.5%时，各抗旱性品种的各指标相对值普遍≥0.50，而各非抗旱性品种的各指标相对值普遍<0.05；同时萌发期相对发芽率、生根率、根长、根干重可作为花生萌芽期抗旱性鉴定筛选的可靠指标。因此，抗旱性品种鉴选标准为：计算各品种（系）在PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）时的发芽率、生根率、根长和根干重各指标相对值（即各指 标值与对照相应各指标值的比值），根据其比值≥0.50的指标数量和比值高低，综合评定各品种的抗旱能力，某品种≥0.50的指标数量愈多、比值愈高，此品种的抗旱能力愈强。 

重复上述实验过程5次，所得结论相同。 

应用本发明的方法对花生品种进行抗旱性鉴选，鉴选出花育25号、花育27号、8130、冀花2号、花育22号、唐科8号6个花生品种具有较强的抗旱性。在进行的控制条件下的水分胁迫盆栽和干旱棚栽培的验证试验中，通过生长期内植株生长发育状况和产量指标的调查分析，使用本发明的方法对抗旱型花生品种的鉴定结果与花生生长期内抗旱性鉴定结果的吻合率达89%以上。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种室内快速鉴选抗旱型花生品种的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选择待试花生品种种子，浸种后分别于PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）和0%（W/V）培养皿中，28±1℃暗培养发芽7天，期间及时定量补充对应的溶液；

2）统计发芽率、生根率、根长、根干重；

3）计算所述的待试花生品种种子在PEG-6000溶液浓度为17.5%（W/V）时的发芽率、生根率、根长和根干重值与在PEG-6000溶液浓度为0%（W/V）时相应各指标值的比值，根据其比值≥0.50的指标数量和比值高低，综合评定各品种的抗旱能力，其中≥0.50的指标数量愈多、比值愈高，则待试花生品种抗旱能力愈强。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中所述的培养皿直径为120mm，所述的PEG-6000溶液为50ml。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述的发芽率的计算依据是：胚芽突破种皮大于2mm且不及种子长度时定为芽。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述的根长的测定依据是：胚轴伸长超过种子长度定为根长。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中设有已知抗旱型花生品种的对照，作为评价待试花生品种抗旱能力的参照品种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的已知抗旱型花生品种为冀花2号和唐科8号。

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