本发明涉及利用热感指数等测定指标，研究小麦耐热性的生理生化过程，尤其涉及一种小麦耐热性鉴定的方法。
背景技术：
：小麦是我国重要的粮食作物，属于喜凉习性，在生长季节内，特别是与产量有重要关系的灌浆期，很容易受到异常高温天气造成的热胁迫影响，导致产量下降，品质降低。在黄淮海区域和新疆等小麦产区，小麦灌浆期经常出现干热风，气温有时达到32℃以上，致使小麦减产10-20%。我国北方和长江中下游冬麦区也常常发生高温危害，造成小麦减产。鉴定、筛选小麦耐热品种和种质资源，开展小麦耐热性育种是解决小麦耐热性的根本途径。种植适应高温胁迫的小麦品种，是实现和保持小麦高产潜力的重要途径。现有耐热性研究，多侧重于通过大田搭建塑料棚进行耐热性试验，但单一大田耐热研究往往会受到气候、环境、小麦生长周期等因素的影响，其耐热性研究结果往往不稳定，鉴定的耐热品种年际间和不同区域间差别较大，不能准确反映品种的耐热性。本发明将智能温室内可控温度的耐热性鉴定与大田增温棚内的耐热性鉴定相结合，通过智能温室和大田品种耐热性鉴定结果的相互印证，进一步提高了小麦品种耐热性鉴定的准确性，该耐热性鉴定方法，目前国内外尚未见报道。技术实现要素：为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种小麦耐热性鉴定的方法。本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法，包括以下步骤：（1）智能温室内耐热性鉴定：小麦种子低温春化处理40天，播种在智能温室中，在昼夜温度设为20/16℃和昼夜时长设为16/8h条件下种植，开花期标主茎开花穗并当日挂牌，花后昼夜温度调整为25/16℃；花后10天，分为高温处理组和对照组；高温处理组，白昼高温处理温度设为33至39℃，黑夜温度设为20℃；对照组，昼夜温度设为25/16℃；各温度处理的材料分别种植于智能温室的不同种植单元中，单独控温，直到小麦生长发育至成熟；（2）大田搭建增温棚内耐热性鉴定：大田耐热性鉴定试验，采取二因素裂区设计，主区耐热胁迫处理和对照两个处理，副区内品种随机排列，3次重复；高温胁迫处理：在小麦开花后20天，即灌浆后期，在晴天或多云天气下，于搭建的增温棚内进行高温胁迫，每天高温胁迫5小时，即11:00-16:00；对照处理，按正常条件栽培；（3）耐热性鉴定指标记录和热感指数计算：记录小麦开花期、成熟期、旗叶死亡期，测定千粒重；计算灌浆持续期及热感指数S；S=(1−YD/YP)/(1−/)；其中，YD为某小麦品种在高温处理或热胁迫下的千粒重或灌浆持续期，YP为某品种在正常环境下的千粒重或灌浆持续期，为所有品种在高温处理或热胁迫处理下千粒重或灌浆持续期的平均值，为所有品种在正常环境下千粒重或灌浆持续期的平均值；根据热感指数公式，计算出千粒重热感指数和灌浆持续期热感指数；（4）耐热性判断：千粒重热感指数S＜1，则为抗热性品种；千粒重热感指数S≥1，则为热敏感品种；在千粒重热感指数S＜1的抗热性品种中，灌浆持续期热感指数S＜1的，则品种抗热性更强；（5）稳定的抗热性品种的判断：智能温室耐热性鉴定为抗热性品种，并且不同年度和不同生态区域的大田增温棚内耐热性鉴定为抗热性品种的，则为稳定的抗热性品种。本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法：所述步骤（1）智能温室内耐热性鉴定，热处理优选温度设为33℃、35℃、37℃、39℃或其中的组合。本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法：所述步骤（1）智能温室内耐热性鉴定，热处理更优选的温度为35℃。本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法：所述步骤（2）大田增温棚内耐热性鉴定优选为选取具有种植区域代表性的2个以上试验点进行鉴定。本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法：所述步骤（2）大田增温棚内耐热性鉴定进行优选2年以上鉴定。本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法：本鉴定优选适用于黄淮海区域小麦耐热性鉴定。本发明提供的一种小麦耐热性鉴定的方法：鉴定地点优选同年度在山东济南、安徽合肥、河南郑州和河北石家庄。本发明的有益效果是：本发明提供的耐热性鉴定方法，鉴定结果准确可靠。本发明通过智能温室内鉴定和大田搭建增温棚内鉴定相结合，年际耐热鉴定结果比较与不同生态区域耐热鉴定结果比较相结合，合理选择耐热鉴定区域，对小麦种质资源和育种亲本的耐热性鉴定以及筛选适宜黄淮海麦区种植的耐热小麦品种，提高小麦产量，保障国家粮食安全具有重要意义。本发明选取的鉴定指标容易测量，通过室内鉴定与大田鉴定相互印证，能够真实反映小麦品种的耐热性。附图说明图1增温棚。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：实施例12013-2014年度智能温室内小麦耐热性鉴定在山东省农业科学院作物研究所建造的智能温室中进行。2013年11月18日，对小麦品种进行低温春化。春化40天后，每个小麦品种各播种20盆，每盆种植4株。置昼夜温度和昼夜时长设为20/16℃、16/8h下生长。开花期标主茎开花穗并当日挂牌。同时，开花后的生长温度和昼夜时长调整为25/16℃、16/8h。花后10天，每个品种取10盆材料移至生长温度和昼夜时长设为33/20℃、16/8h的温室单元内进行高温处理，直到发育成熟。试验结果表明，高温处理条件下，主穗粒重、单株粒重、千粒重和灌浆持续期与未处理间差异显著（表1）。由热感指数可以看出，千粒重和灌浆持续期热感指数S＜1的小麦品种（系）分别为济麦22、济麦23、兰考906-4和LS6109（表2）。表12013-2014年度智能温室小麦耐热指标差异性分析性状正常处理均值热处理均值主穗粒数45.5a45.9a主穗粒重1.96a1.8b单株粒重3.96a3.0b单株粒数90.8a85.3a千粒重43.5a35.3b灌浆持续期39.95a30.7b表22013-2014年度智能温室小麦品种耐热指标测定及其热感指数实施例22013-2014年度大田增温棚内小麦耐热性鉴定试验于2013-2014年度在山东省农业科学院作物研究所试验农场进行。每个品种进行小区种植，每区种植6行，行长2米。采取二因素裂区设计，区组内不同品种完全随机排列。花后10天，于高温处理种植区搭建增温棚（图1），进行耐热处理。由热感指数可以看出，千粒重和灌浆持续期热感指数S＜1的小麦品种（系）分别为济麦35、济麦20、济麦27和鲁原502（表3）。表32013-2014年度大田增温棚小麦品种耐热指标测定及其热感指数实施例32014-2015年度智能温室耐热性鉴定在山东省农业科学院作物研究所智能温室中进行。首先对试验材料在春化室中进行低温春化，然后进行盆栽种植。开花前的昼夜温度设置为20/16℃；开花后的昼夜温度设置为35/20℃、37/20℃和39/20℃三个热胁迫温度，高温胁迫处理至小麦籽粒成熟。由表4可以看出，不同温度处理的主穗粒重、单株粒重、千粒重和灌浆持续期在对照与不同处理间存在极显著差异。三个高温处理结果的基本趋势是温度越高，物质积累越少，主穗粒重、单株粒重、千粒重越低，灌浆持续时间越短。37℃处理下的千粒重比35℃处理下的略高，单株粒重略高，但均未达到显著性差异。说明温度达到35℃时，已经对小麦产生非常严重的高温胁迫。在智能温室内进行耐高温研究时，以35℃作为高温胁迫温度完全可以达到耐热研究目的。本研究中，39℃的温度处理与对照差异最大，因此进行热感指数计算时，以39℃的各指标为胁迫指标进行计算。通过计算4个指标的耐热指数，其中3个品种如济麦20、济麦22和济麦23的所有指标的热感指数均小于1，说明这3个品种具有较好的耐热性，而且济麦20和济麦22在智能温室和大田增温棚内鉴定结果一致，从而进一步证明我们耐热鉴定结果的可靠性。烟农19、济麦27、济麦35和LS6109等4个品种的所有热感指数均大于1，说明他们的耐热性较差，其中烟农19的所有指标在大田增温棚内均大于1。其它6个品种的耐热指数，不同指标之间存在差异，说明抗感性介于两者之间（表5）。表42014-2015年度智能温室耐热指标差异性分析表52014-2015年度智能温室内各耐热指标的测定实施例42014-2015年度大田增温棚耐热鉴定试验大田耐热性鉴定试验在山东省农业科学院作物研究所试验农场进行，采取二因素裂区设计，区组内不同品种完全随机排列。在小麦灌浆后期，通过搭建增温棚进行高温胁迫。大田增温棚内的耐热试验主要考察了不同处理的灌浆持续期、千粒重、小区产量和容重4个指标。其中济麦20和济麦23的灌浆持续期、千粒重、小区产量和容重4个指标的热感指数均小于1，表明这两个品种耐热性较好；济麦2的灌浆持续期、千粒重、小区产量3个指标的热感指数均小于1，表明这两个品种耐热性较好；烟农19、济麦06037和洲元9369的灌浆持续期、千粒重、小区产量和容重4个指标的热感指数均大于1，表明这3个品种（系）的耐热性较差。其余7个品种，考核4个不同指标的热感指数，不能一致的大于或小于1，说明这些品种的耐热性介于两者之间（表6）。表62014-2015年度大田增温棚耐热指标的热感指数实施例52015-2016年度不同生态区域大田增温棚耐热鉴定试验在山东济南、河南郑州、安徽合肥和河北石家庄等4个不同生态区进行了大田增温棚内耐热性鉴定。大田耐热性鉴定试验采取二因素裂区设计，主区耐热胁迫处理和对照两个处理，副区内品种随机排列，3次重复。在小麦开花后20天，即灌浆后期，在晴天或多云天气下，在增温棚内进行高温胁迫。每天高温胁迫5小时，即11:00-16:00。1.温度统计分析从4个实验点的增温棚内外温度统计结果看，通过大田搭建耐热棚，在11：00-16：00点时间段进行盖棚，从温度统计结果可以看出，增温棚内较棚外温度最高的能高出20.7℃，表明通过搭建增热棚，能够实现棚内的高温环境（表7-10）。表7山东济南增温棚内外温度记录表（℃）表8河南郑州增温棚内外温度记录表（℃）表9安徽合肥棚内外温度记录表（℃）表10河北石家庄增温棚内外温度记录表（℃）2.灌浆持续期或叶片持绿期分析利用便携式叶绿素测定仪SPAD-502plus，测定小麦开花期至成熟期旗叶的叶绿素含量，计算灌浆持续期或叶片持绿期。测定时期分为高温胁迫前和高温胁迫后两个时期。高温胁迫前的测定时间为开花、开花后第5天、第10天、第15天、第20天。高温胁迫后，增温棚内的材料，每隔1天测定1次，直至小麦成熟（不盖棚的材料做对照）。每个品种每次测定10株，去掉测定最高值后，求平均值。从旗叶SPAD值4个实验点的测定结果可以看出（表11-14），小麦开花后较长一段时间内，旗叶SPAD值一直保持比较稳定的水平，但灌浆后期旗叶SPAD值逐渐降低，多数品种在多个试验点的棚内旗叶SPAD值低于棚外SPAD值，且随小麦灌浆进程，其差异逐渐增大，说明试验点搭建的耐热棚，对小麦产生了热胁迫，致使小麦出现早衰现象。表11小麦开花后高温胁迫对旗叶SPAD值的影响（安徽合肥）表12小麦开花后高温胁迫对旗叶SPAD值的影响（河南郑州）表13小麦开花后高温胁迫对旗叶SPAD值的影响（河北石家庄）表14小麦开花后高温胁迫对旗叶SPAD值的影响（山东济南）3.容重变化分析小麦容重是指其籽粒在单位容积内的质量，以克每升（g/L）表示，其大小是由包括籽粒本身结构、水分、杂质和不完善粒含量等多种因素决定的。一般来说，籽粒成熟饱满、结构紧密、颗粒小、含水量低的样品，容重较大；反之，容重较小。因此，容重的变化可以作为小麦耐热的一个参考指标。三个试验点的容重测定结果表明，热处理对小麦籽粒容重产生不同程度的降低，降低范围为4.6-29.99%左右（表15）。表15三个试验点容重测定结果4.千粒重与产量分析对千粒重热感指数和产量热感指数进行比较（表16、表17），发现利用千粒重热感指数判定小麦品种的耐热性，其结果更为准确，可能产量由于受到小区缺苗断垄，小区面积测量等多种因素的影响，误差较大之故。表16四实验点千粒重及热感指数表17四实验点产量及热感指数注：河南试验点的良星99棚内产量均值658.2，棚外产量均值649.9，热感指数为-0.20，原因是棚外材料发生倒伏。综合分析以上实施例，可以看出，智能温室耐热鉴定和大田搭建增热棚耐热鉴定，鉴定结果存在差异，大田耐热鉴定的年度结果之间也存在差异；智能温室耐热性鉴定为抗热性品种，并且不同年度和不同生态区域的大田耐热性鉴定为抗热性品种的，则为稳定的抗热性品种。济麦20在2013-2014年度智能温室内小麦耐热性鉴定中千粒重热感指数大于1，但在2013-2014年度大田增温棚内小麦耐热性鉴定、2014-2015年度智能温室耐热性鉴定、2014-2015年度大田增温棚耐热鉴定试验、2015-2016年度不同生态区域大田增温棚耐热鉴定试验中千粒重热感指数小于1，是比较稳定的抗热性品种。济麦22在2013-2014年度智能温室内小麦耐热性鉴定、2014-2015年度智能温室耐热性鉴定、2014-2015年度大田增温棚耐热鉴定试验千粒重热感指数小于1，但是在2013-2014年度大田增温棚内小麦耐热性鉴定、2015-2016年度不同生态区域大田增温棚耐热鉴定试验中千粒重热感指数大于1，则不是稳定的抗热性品种。千粒重热感指数小于1以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。当前第1页1 2 3