CN111802192A - 一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及作物种质资源鉴定与评价技术领域，具体公开了一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，利用大田自然高温鉴定不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的可靠性和不同年度鉴定结果之间的可比性，对筛选灌浆期耐热的水稻种质、培育灌浆期耐热的水稻新品种具有良好的应用前景，对提高水稻耐热性育种成效、减少由于不同研发单位重复鉴定而造成的资源浪费具有重要意义。

Description

一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法
技术领域
本发明涉及作物种质资源鉴定与评价技术领域，具体公开了一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法。
背景技术
全球气候变暖，尤其是夏季频繁高温对水稻等作物产量和品质造成危害。在我国，高温热害对水稻生产的危害主要发生在长江流域以南的双季稻区，也是我国稻谷主产区。通常是每年的7月上中旬期间，控制这些地区的副高压脊线呈停滞状态，于是这些地区经常在7月上中旬之后的连续几天甚至十几天维持高温天气，而7月中下旬正好是长江流域以南地区双季早稻的灌浆期，灌浆期是稻谷产量和米质形成的关键时期，此时遇高温热害可导致籽粒灌浆不饱满，造成籽粒充实度下降、秕粒率增加、垩白面积增大、垩白粒率增加，最终造成产量降低、米质变劣。近年来早稻灌浆期的高温热害呈明显上升趋势，严重威胁了稻谷生产安全。因此，加快选育灌浆期对高温钝感的优良水稻新品种，是抵御高温灾害的最有效减灾对策。
高温钝感水稻新品种的选育首先必须挖掘灌浆期耐热性良好的水稻种质资源，然而，水稻种质在进行灌浆期耐热性鉴定过程中，由于不同基因型水稻的生育期差异而难以保障不同基因型水稻同期进入灌浆期，从而导致不同基因型水稻在灌浆过程中所遭遇的高温胁迫程度不同，最终造成水稻种质耐热性的鉴定结果失真；同时，由于不同年度间的同期气温变化，导致不同年度鉴定的耐热性结果之间缺乏可比性。因此，提高水稻耐热性鉴定结果的可靠性和耐热性鉴定结果之间的可比性，对提高水稻耐热性育种成效、减少由于不同研发单位重复鉴定而造成的资源浪费具有重要意义。本发明提供了一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，其基本原理是利用水稻在高温与适温条件下的积温之差来量化水稻灌浆期所遭受的高温胁迫程度，利用水稻在高温和适温条件下灌浆的籽粒充实度变化来量化高温对水稻产量的影响，根据量化的高温胁迫值和量化的籽粒充实度变化建立数学公式并验证；依据公式计算所得值能准确量化在不同高温条件下鉴定获得的水稻灌浆期耐热性，从而实现不同基因型水稻种质在大田不同高温条件下灌浆时，耐热性鉴定结果的可靠性以及不同年度鉴定的耐热性结果之间的可比性。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足设计而提供一种利用大田自然高温准确鉴定并比较不同水稻种质灌浆期耐热性、能实现不同年度鉴定结果之间的准确比较的量化方法。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案如下：
一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，其特征在于：具体步骤为，
S1:不同水稻种质分两批种植于大田，其中一批在高温条件下灌浆，另一批在适宜水稻生长的适温条件下灌浆，每份水稻种质每批种植≧3个小区，每小区面积≧0.5平方米；按照常规肥水管理、病虫害防治进行统一的栽培管理；
S2:水稻进入开花期时记录各水稻种质的开花日期，利用农田气候监测***监测水稻冠层气温，每10分钟记录1次冠层气温；
S3：水稻完成灌浆后，从农田气候监测***中调取的水稻冠层气温数据，每份水稻种质调取开花后第8天至第23天的冠层气温数据；
S4:分别将每份水稻种质在高温条件下灌浆和在适温条件下灌浆的冠层气温值相累加后，用高温条件下的累加值减去适温条件下的累加值，获得每份水稻种质在高温条件下灌浆时所遭受的高温胁迫积温;
S5:水稻成熟后，每个种植小区采用5点法取样5株，脱粒晒干后平衡稻谷含水量一致，称量单株总粒重、调查单株总粒数;
S6：根据水稻单株总粒重和单株总粒数，依据公式A，分别计算在高温条件下灌浆和在适温条件下灌浆的籽粒充实度；再依据公式B，分别计算每份水稻种质的籽粒充实度变化;
S7：根据每份水稻种质在高温条件下灌浆时所遭受的高温胁迫值和籽粒充实度变化，依据公式C，计算每份水稻种质的灌浆期即耐热值;
S8:比较不同水稻种质灌浆期的耐热值大小，耐热值越大则耐热性越强、耐热值越小则耐热性越弱;
进一步的，所述公式A为籽粒充实度=单株总粒重/单株总粒数。
进一步的，所述公式B为籽粒充实度变化=高温条件下灌浆的充实度/适温条件下灌浆的充实度。
进一步的，所述公式C为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
本发明有益效果：本发明提供了一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，利用大田自然高温鉴定不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的可靠性和不同年度鉴定结果之间的可比性，对筛选灌浆期耐热的水稻种质、培育灌浆期耐热的水稻新品种具有良好的应用前景，对提高水稻耐热性育种成效、减少由于不同研发单位重复鉴定而造成的资源浪费具有重要意义。
具体实施方式
实施例1
参试水稻种质：
参试水稻种质共计28份，种质名称为广8B、湘晚籼17号、Bg300、 玉针香、IR26、R801/9311-6、T461/DYX-3、日本晴、华丝占、湘晚 籼13、WYG/T461-1、嘉育253、IR72、丰矮占、R801/S97-2、鬼子谷 /9311-4、金丰软占、博B、2428、密阳46、中早39、IR30、IR66897B、 中组3号、岗46B、马协B、WYG/T461-2、金23B。
实验方法：
水稻的种植
根据当地气候条件和水稻种植制度，上述参试水稻种质分两批种植，使其中一批在高温气候条件下灌浆、另一批在适合水稻生长的适温条件下灌浆。为了实现年度间鉴定的耐热性结果的比较，本发明于2017年和2018年采用相同的水稻种质进行了耐热性鉴定。根据本地的气候条件和种植制度，2017年和2018年均于4月22日播种一批，使所有参试水稻种质在灌浆期遭遇当地7月下旬至8月初的高温天气，另一批于7月15日播种，使所有参试水稻种质在9月中下旬至10月上旬的适温条件下灌浆。水稻播种于大田后采用常规秧田管理措施培育秧苗，待水稻生长至4片叶时，单本移栽至大田，行距23.1cm×株距16.5cm；每份水稻种质种植3个小区、每个小区种植面积5平方米，小区随机分布。水稻移栽至大田后，肥、水管理和病虫害防治按照当地常规栽培管理措施进行管理。
水稻冠层气温的监测
水稻进入开花期时记录每份水稻种质的开花日期。从水稻开花后第8天开始采用农田环境自动监测***记录水稻冠层气温，大田采用五点法布置5个温度探头监测水稻冠层气温，每10分钟记录1次、共记录23天。
水稻总粒数和总粒重调查
水稻成熟后，每个小区采用5点法取样5株，单株脱粒、晒干并平衡稻谷含水量至一致后调查水稻单株总粒数和称量单株总粒重。
数据处理
根据农田环境自动监测***的5个温度探头记录的水稻冠层气温数值，计算每个记录时间点的冠层气温平均值；然后将水稻开花后第8天至第23天的冠层气温平均值相累加作为积温值，再将高温气候条件下灌浆的积温值减去适温条件下灌浆的积温值，从而得到水稻灌浆期在高温条件下灌浆时所遭受的高温胁迫积温。
根据水稻单株总粒数和单株总粒重，依据公式A：籽粒充实度=单株总粒重/单株总粒数。
计算水稻籽粒充实度；再根据高温条件下灌浆和适温条件下灌浆的水稻籽粒充实度、依据公式B：籽粒充实度变化=高温条件下灌浆的充实度/适温条件下灌浆的充实度计算灌浆期高温胁迫导致的水稻籽粒充实度变化。
根据上述高温胁迫积温和水稻籽粒充实度变化，依据公式C：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
计算每份水稻种质的耐热值。
表1：2017年获得耐热结果和计算所得的耐热值
Figure RE-GDA0002622676080000062
Figure RE-GDA0002622676080000071
Figure RE-GDA0002622676080000081
表2：2018年获得耐热结果和计算所得的耐热值
Figure RE-GDA0002622676080000082
Figure RE-GDA0002622676080000091
Figure RE-GDA0002622676080000101
表3
Figure RE-GDA0002622676080000102
Figure RE-GDA0002622676080000111
Figure RE-GDA0002622676080000121
从表1至表3可知：根据表1和表2中水稻种质的耐热值大小， 由大至小进行排序，耐热值越大则水稻灌浆期耐热性越强，耐热值越 小则水稻灌浆期耐热性越弱，比较2017年和2018年的水稻种质耐热 性结果，可见水稻种质在所有参试水稻种质中的耐热性排序完全相同； 而且2017年和2018年鉴定获得的同一份水稻种质的耐热值之差＜ 0.66，低于年度鉴定结果平均值的10％，见表3。上述结果表明本发 明的量化方法不仅可以利用大田自然高温评比不同基因型水稻种质 的灌浆期耐热性，还可以用于评比不同年度之间鉴定的灌浆期耐热性。
本发明提供了一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，利用大田自然高温鉴定不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的可靠性和不同年度鉴定结果之间的可比性，对筛选灌浆期耐热的水稻种质、培育灌浆期耐热的水稻新品种具有良好的应用前景，对提高水稻耐热性育种成效、减少由于不同研发单位重复鉴定而造成的资源浪费具有重要意义。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包括在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，其特征在于：具体步骤为，
S1:不同水稻种质分两批种植于大田，其中一批在高温条件下灌浆，另一批在适宜水稻生长的适温条件下灌浆，每份水稻种质每批种植≧3个小区，每小区面积≧0.5平方米；按照常规肥水管理、病虫害防治进行统一的栽培管理；
S2:水稻进入开花期时记录各水稻种质的开花日期，利用农田气候监测***监测水稻冠层气温，每10分钟记录1次冠层气温；
S3：水稻完成灌浆后，从农田气候监测***中调取的水稻冠层气温数据，每份水稻种质调取开花后第8天至第23天的冠层气温数据;
S4:分别将每份水稻种质在高温条件下灌浆和在适温条件下灌浆的冠层气温值相累加后，用高温条件下的累加值减去适温条件下的累加值，获得每份水稻种质在高温条件下灌浆时所遭受的高温胁迫积温;
S5:水稻成熟后，每个种植小区采用5点法取样5株，脱粒晒干后平衡稻谷含水量一致，称量单株总粒重、调查单株总粒数;
S6：根据水稻单株总粒重和单株总粒数，依据公式A，分别计算在高温条件下灌浆和在适温条件下灌浆的籽粒充实度；再依据公式B，分别计算每份水稻种质的籽粒充实度变化;
S7：根据每份水稻种质在高温条件下灌浆时所遭受的高温胁迫值和籽粒充实度变化，依据公式C，计算每份水稻种质的灌浆期即耐热值;
S8:比较不同水稻种质灌浆期的耐热值大小，耐热值越大则耐热性越强、耐热值越小则耐热性越弱。
2.根据权利要求1所述的一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，其特征在于：所述公式A为籽粒充实度=单株总粒重/单株总粒数。
3.根据权利要求1所述的一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，其特征在于：所述公式B为籽粒充实度变化=高温条件下灌浆的充实度/适温条件下灌浆的充实度。
4.根据权利要求1所述的一种评比不同基因型水稻种质灌浆期耐热性的量化方法，其特征在于：所述公式C为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
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