鉴定棉花萌发期抗冷性的方法

鉴定棉花萌发期抗冷性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物技术领域中鉴定棉花萌发期抗冷性的方法。
【背景技术】
[0002] 世界人口已超过70多亿，而且还在持续增长中，然而可利用的土地数量却因诸如 气候原因等一系列因素导致处于持续下降中，因此需要在不扩大耕地面积和破坏环境的情 况下大幅度提高作物产量。在自然界中，温度是影响植物生长、代谢的重要环境因子。植物 在生长发育过程中不可避免地遭受各种环境因子的胁迫，其中低温是影响植物生存的主要 环境胁迫因子之一。低温胁迫使作物的生存能力、农作物的产量、生长发育情况、光合速率 和矿质元素吸收速率等受到显著的抑制，严重的导致植株的死亡。据统计，世界上每年因冷 害造成的农业损失高达数千亿美元，低温冷害是限制我国农业生产的主要农业气象灾害之 一。作物遭受了低于其生育适温的连续和短期低温的影响，使生育延迟，甚至发生生理障碍 造成减产、品质降低，这种自然灾害称为低温冷害。冷害发生在作物生育的温暖季节，并不 像霜冻及其它灾害那样引起作物枯萎、死亡等明显症状，它对作物的危害主要有三种情况： 一是低温延缓发育速度，二是低温引起作物的生长量降低，三是低温使作物的生殖器官直 接受害。棉花等重要农作物，对冷胁迫都比较敏感，而且冷适应能力差。低温冷害与霜冻是 威胁棉花的重要灾害之一，尤其对在早春季节播种的棉花危害更为严重。棉花是喜温热作 物，我国种植区域辽阔，但各地热量条件差异很大，尤其是北方棉区和西北内陆棉区热量条 件较差，经常由于春、秋季气温很不稳定，以致棉花播种出苗期及苗期（4月中下旬-5月中 旬）常常遭受霜冻的危害，其中萌发出苗期和苗期冷害冻发生较频繁。低温使棉花生育期 育延迟、落花落蕾，品质和产量严重下降。
[0003] 种子在农业生产工作中有着非常重要的作用，发芽率的高低直接影响着农作物的 生产和效益。种子发芽率的高低是由种子之中胚所具有的活力及贮存足够的胚乳决定的。 一般来说，具有高活力的胚加上足够的胚乳营养作保证的种子发芽率高，相反发芽率则较 低。棉花播种时出苗不齐、成苗难一直是棉花种植的一大问题，严重制约着棉花的推广与发 展，限制棉花产业化的进程。非生物胁迫因子（如干旱、盐渍、冷害等）更是制约棉花生长、 产量与质量的重要因素。目前我国棉花主产区向新疆、内蒙转移，这些地区无霜期短，早春 回暖缓慢，更易遭遇低温冷害，而利用抗冷品系是开发利用高炜度地区、西北内陆地区最根 本、最经济和最有效的方法。对棉花种质材料和育种材料及品系进行耐低温性鉴定是培育 抗冷性品种的基本保证。同时播种前对棉花品种（系）抗冷性进行鉴定，可以降低优良种子 的播种量，降低生产成本，也可促进种质资源有目的的发放，促进品系的合理安排布局。目 前对棉花抗冷性鉴定工作重视的不够，特别是萌发期的抗冷性鉴定，没有引起研究人员的 足够重视。

【发明内容】

[0004] 本发明所要解决的技术问题是如何快速鉴定棉花萌发期的耐低温特性（即抗冷 性）。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明首先提供了鉴定或辅助鉴定棉花抗冷性的方法。
[0006] 本发明所提供的鉴定或辅助鉴定棉花抗冷性的方法，包括：检测棉花的子叶平展 率，获得棉花的相对子叶平展率，根据棉花的相对子叶平展率鉴定或辅助鉴定棉花抗冷性， 相对子叶平展率高的棉花的抗冷性高于相对子叶平展率低的棉花；
[0007] 棉花的相对子叶平展率=冷处理子叶平展率/对照培养子叶平展率X100% ;
[0008] 所述冷处理子叶平展率按照如下方法获得：将待鉴定棉花的种子在液体中浸泡使 种子吸胀后，进行冷处理X天，得到冷处理的种子；所述冷处理在〇_15°C下进行；将冷处理 的种子在25-30Γ下恢复培养Y天，统计所述待测棉花子叶平展率（子叶平展率=平展的 子叶数/处理的总种子数X100 % )，将该待测棉花的子叶平展率称为冷处理子叶平展率； X为1至7中的一个自然数，Y为3至7中的一个自然数；
[0009] 所述对照培养子叶平展率按照如下方法获得：将所述鉴定棉花的种子在所述液体 中浸泡使种子吸胀后，在25-30°C下培养所述Y天，Y为3至7中的一个自然数将该培养称 为对照培养，统计所述待测棉花的子叶平展率（子叶平展率=平展的子叶数/处理的总种 子数X100%)，将该待测棉花的子叶平展率称为对照培养子叶平展率。
[0010] 所述待鉴定棉花为两个以上的棉花品种或品系，每个棉花品种或品系的子叶平展 率由满足生物统计学要求的样本数获得，如每个棉花品种或品系的每一个处理检测100粒 以上种子。
[0011] 上述方法可按照如下方法挑选所述待测棉花的种子进行棉花抗冷性的鉴定：
[0012] 第一次种子挑选：挑选有活力的种子，饱满的、均匀一致的，无破损的所述待测棉 花种子，毛子或光子均可；
[0013] 第二次种子挑选：将所述待测棉花种子在清水中揉搓，然后将浸透种子均匀摆放 在培养皿中平铺的湿润滤纸上，种子间留有缝隙，种子与种子间不能积压，再用一张浸湿但 不滴水的滤纸盖在种子上，然后28°C、黑暗下培养2小时；挑选健壮的、饱满、优质、活力有 保证的种子。
[0014] 上述方法中，所述冷处理可在0-4°C下进行。所述X可为1-7,如4。所述冷处理可 在黑暗下进行。
[0015] 上述方法中，所述浸泡的时间可为12小时；所述液体可为清水、营养液或药物水 溶液。所述浸泡可在28 °C下进行。
[0016] 所述浸泡可按照如下方法进行：将上述待测棉花种子均匀摆放在培养皿中平铺的 湿润滤纸上，种子间留有缝隙，种子与种子间不能积压，再用一张浸湿但不滴水的滤纸盖在 种子上，使种子紧贴上下两层滤纸利于充分吸水，同时要有一定的空隙，盖上培养皿盖子， 有利于保湿，然后于28°C下浸泡10-12小时。
[0017] 上述方法中，所述恢复培养可在28°C下进行。所述Y可为7。所述恢复培养的条 件可为光照14小时/黑暗10小时，温度28°C。
[0018] 上述方法中，所述恢复培养可在沙子（如河沙）中或土壤中进行。所述沙子可按照 如下方法制备得到：将河沙洗净，在160°C_180°C条件下烘干灭菌6小时以上，并在自然状 态下放凉，称重，按重量比加上清水（自来水、蒸馏水或纯净水均可），水和沙子充分混匀， 得到湿润沙子，湿润沙子的含水量为23%左右。
[0019] 进行所述恢复培养时，所述待测棉花的种子可按照如下方法播种至所述沙子中： 将所述沙子均匀平铺于长19. 2cm、宽14cm、深5cm的长方型有机发芽盒中，沙子的厚度约为 2cm，取出所述待测棉花的冷处理后的种子，均匀平铺在沙子上，种子摆放分散开；再盖上 3cm厚的拌匀后的沙子，将沙子铺平压紧。之后再盖上长19cm、宽13. 8cm、深7cm的有机发 芽盒盖子。
[0020] 上述方法中，所述方法可为鉴定或辅助鉴定萌发期棉花的抗冷性。
[0021] 为解决上述技术问题，本发明还提供了所述鉴定或辅助鉴定棉花抗冷性的方法在 棉花育种或棉花种质资源创新中的应用。
[0022] 上述应用中，所述棉花育种可按照如下方法进行：按照所述方法选择相对子叶平 展率高的棉花品种或品系，将其作为亲本进行棉花抗冷育种或直接在生产中应用。
[0023] 本发明中，所述棉花可为陆地棉，如豫2067、光籽1、中棉所44、冀棉616、冀棉228、 sGK958、GK50、邯242、衡棉3号、中棉所50、新研96-48、鲁棉研16或中404A。
[0024] 本发明利用棉花萌发期在不同温度和不同冷处理时间下的棉花幼苗的子叶平展 率建立了一种鉴定鉴定棉花抗冷性的方法：1)4个材料在对照（28°C)处理中差异不显著。 2)15°C以下的低温处理的子叶平展率平均值均低于对照（28°C)处理，说明15°C以下的低 温处理对种子萌发期均造成了伤害，但4°C、10°C、15°C低温处理时，4个棉花材料间的子叶 平展率只达到显著差异，而〇°C低温处理下的子叶平展率平均值与其它低温条件处理的子 叶平展率的平均值均达到极显著差异，且在0Γ处理条件下，4个棉花材料间的子叶平展率 均达到极显著差异，另外，冰箱控制的〇°C条件容易获得，温度变幅稳定，可将0°C作为鉴定 棉花萌发期抗冷性的温度条件。3)0°C处理条件下，随着对棉花低温处理的天数的增加，棉 花材料间的子叶平展率呈下降趋势，说明低温处理的时间越长，对棉花萌发的危害越大。 0°C处理4天时，棉花材料间的子叶平展率差异达极显著。可将0°C处理4天作为陆地棉萌 发期抗冷性鉴定的条件。
[0025] 利用本发明的鉴定棉花萌发期抗冷性的方法得到的相对子叶平展率（冷处理子 叶平展率与正常处理子叶平展率的比值）与与田间得到的相对出苗率（冷处理出苗率与正 常处理出苗率的比值）的相关系数为R= 0. 8157,表明利用本发明的鉴定棉花抗冷性的方 法鉴定萌发期棉花的抗冷性是可行的。说明本发明的鉴定棉花萌发期抗冷性的方法以及鉴 定标准可以用于棉花萌发期抗冷性鉴定。