一种星花玉兰耐涝性综合评价鉴定方法与流程

1.本发明涉及属于植物栽培与育种的技术领域，具体涉及一种星花玉兰耐涝性综合评价鉴定方法。


背景技术：

2.星花玉兰为木兰科玉兰属植物。中国是木兰科植物资源最丰富的国家，有11属160多种，木兰科植物是公认的“叶花果兼美、色香韵皆妙”的优良园林绿化树木类群，在我国有着悠久的栽培历史，且应用广泛。但木兰科原生种类多以高大乔木为主，多为肉质根，忌低湿，移栽存活率低等原因使其应用受到限制，而灌木型星花玉兰因植株矮小、分枝密集、树冠饱满、移栽容易、园林应用形式灵活，特别是花量大、花型星芒状、花瓣多等优势得到越来越多的关注与应用，与其它种类的玉兰相比，具有更高的观赏价值和园林应用价值，具有广阔的开发利用前景。淹水胁迫是影响观赏植物生长的主要非生物胁迫之一，尤其在南方湿涝地区，以及城市不透水面积增大和地表径流增加等造成的城市内涝等现象，耐涝性成为园林植物应用的重要限制因子之一，前人研究表明星花玉兰可在浅水边生长，在玉兰属植物中耐涝性较强，因此开展星花玉兰及其品种耐涝性评价将具有重要的理论意义和实际应用价值。但目前国内外少有针对星花玉兰及品种的耐涝性研究，另一方面相关研究也很少结合水力结构特征的变化来探索，植物在受到淹水胁迫后，植株根系吸水困难，影响植物体内水势差梯度，严重影响地上部分水分运输，枝条导水率降低，栓塞程度加剧。植物水分运输能力的强弱反映其耐涝性，通过植物水分运输进行耐涝性评价具有创新性。前人植物耐涝性评价多采用淹水胁迫下植物外观形态特征指标变化建立反映植物种质资源的耐涝性评价方法，植物耐涝性受到多种因素的影响，选择多层次的评价指标进行耐涝性评价，可以更准确判断其耐涝性，提高耐涝性植物筛选效率及准确率，可为星花玉兰耐涝型品种选育及湿涝地区园林应用提供理论依据。
3.本方法提出了一种星花玉兰耐涝性评价的鉴定方法，采用双套盆法淹水处理14天，通过导水率、比导率、导管栓塞及叶片受害指数等形态结构和水力结构不同层次建立星花玉兰耐涝性的评价体系。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本发明提供一种星花玉兰耐涝性综合评价的鉴定方法；首次建立星花玉兰多层次评价指标体系，可以更准确判断其耐涝性，提高耐涝性植物筛选效率及准确率，可为星花玉兰耐涝型品种选育及湿涝地区园林应用提供理论依据。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明提供了一种星花玉兰耐涝性综合评价鉴定方法，包括以下步骤：
7.s1、将星花玉兰进行双套盆法淹水处理14天；
8.s2、步骤s1处理后对星花玉兰的主茎进行导水率、比导率和导管栓塞程度测定，并对星花玉兰的叶片受害指数进行测定，以及对叶片的叶色和光合特征性进行测定；
9.s3、根据导水率、比导率、导管栓塞程度和叶片受害指数、以及叶色和光合特性的的评分标准计算得分后获得星花玉兰的耐涝等级。
10.优选地，步骤s1中，所述星花玉兰选择3年生嫁接苗。
11.优选地，步骤s1中，所述淹水处理时，淹水高度为土壤表面以上0.8
‑
1.5cm。
12.优选地，步骤s1中，所述对星花玉兰的主茎进行导水率、比导率和导管栓塞程度测定的具体步骤为：
13.s2
‑
1、剪取离土壤表面13
‑
18cm处的主茎放入水中，并在水下剪取2
‑
3cm的主茎的茎段；
14.s2
‑
2、将茎段、移液管、三通阀、量筒通过管道连接，量筒内盛有kcl溶液，量筒与移液管的高度差为压强差δp，进行导水实验；
15.s2
‑
3、一定时间t后拿出茎段，并测量移液管内溶液的体积v，根据茎段长度、茎段横截面直径和心材直径计算得到茎段边材的横截面积aw；并采用以下公式计算导水率k
h
、边材的比导率k
s
：
16.k
h
＝v
·
l/δp
·
t，
17.k
s
＝k
h
/aw；
18.s2
‑
4、将步骤s2
‑
3拿出的茎段在一定压力下冲洗，去除茎段内所有的栓塞后，再采用步骤s2
‑
2的方法进行导水实验，一定时间t后拿出茎段，并根据步骤s2
‑
3中的导水率计算公式，得到最大导水率k
max
；然后计算导水率损失百分数plc，即作为导管栓塞程度；所述导水率损失百分数plc采用以下公式计算：
19.plc(％)＝100
×
(k
max
－k
h
)/k
max
。
20.优选地，所述kcl溶液为由真空抽滤泵除气2h并经0.2μm微孔过滤的0.1mol
·
l
‑1的kcl溶液；
21.步骤s2
‑
4中，所述冲洗的压力为0.1
‑
0.15mpa、冲洗时间为2
‑
3min。
22.优选地，步骤s2中，所述叶片受害指数的测定方法为：
23.将叶片受害程度分为5个等级：0级，叶片绿色，无受害现象；1级，植株有1/3叶片变黄萎蔫；2级，植株有2/3叶片变黄萎蔫；3级，植株全部叶片变黄萎蔫或有1/3叶片干枯脱落；4级，植株2/3叶片干枯脱落；5级，植株全部叶片干枯脱落，植株死亡；
24.然后根据以下公式计算叶片受害指数：
25.受害指数＝[(各级植株数
×
级别)/(最高级数
×
调查总株数)]
×
100％。
[0026]
优选地，步骤s2中，进行测定叶色和光合特性的叶片为星花玉兰中部侧枝第3叶位叶片；
[0027]
所述叶色测定指标包括明度值l*、红度值a*和黄度值b*。
[0028]
优选地，步骤s2中，所述光合特性测定指标包括净光合速率pn、胞间co2浓度ci，水分利用效率wue；
[0029]
所述水分利用效率根据以下公式计算：
[0030]
wue＝pn/tr；
[0031]
所述光合特性测定时，采用标准li
‑
cor叶室，红蓝光源，设定光照强度为1400μmol
·
m
‑2·
s
‑1、空气流速为500μmol
·
s
‑1和co2浓度为400μmol
·
mol
‑1。
[0032]
优选地，步骤s3中，所述导水率、比导率、导管栓塞程度和叶片受害指数的评分标
准如下：
[0033][0034]
所述叶色和光合特性测定的各指标评分标准如下：
[0035][0036][0037]
优选地，步骤s3中，所述星花玉兰的耐涝等级依据导水率、比导率、导管栓塞程度、叶片受害指数、叶色和光合特性的总分值确定，具体等级标准如下：
[0038][0039]
本发明在前期的研究中发现，星花玉兰在受到涝害后，蒸腾速率降低，茎的水分运输受到影响，导水率、比导率下降，导管栓塞程度增加，叶片失水，发黄萎蔫。耐涝性强的品种导水率较高，栓塞程度较低，叶片受害较小，耐涝性弱的品种则相反。由此确定了通过导水率、比导率、导管栓塞程度和叶片受害指数4个指标来进行星花玉兰的耐涝性评价。
[0040]
而光合特性是反映星花玉兰受涝害程度的重要指标，淹水胁迫会导致叶片气孔关闭、co2扩散阻力增加、光合速率降低及叶绿素加速分解，又引起叶色发生变化，由此再综合确定了通过叶色和光合特性指标来进行星花玉兰的耐涝性评价。
[0041]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0042]
1、本发明提供一种星花玉兰耐涝性综合评价的鉴定方法，前人进行植物耐涝性评价多采用淹水胁迫下植物外观形态特征指标变化建立反映植物种质资源的耐涝性评价方法，但植物耐涝性强弱受到多种因素的影响，本发明首次通过选择导水率、比导率、导管栓塞程度及叶片受害指数和叶色及光合特性的10个形态结构和水力结构指标多层次进行耐
涝性评价，可以更准确判断其耐涝性，提高耐涝性植物筛选效率及准确率，可为星花玉兰耐涝型品种选育及湿涝地区园林应用提供理论依据。
[0043]
2、本发明通过对星花玉兰原种和3个星花玉兰品种进行耐涝性评价鉴定，筛选出耐涝性强的品种，与常规认知的耐涝性强弱结果一致，证明该体系可获得可靠的结果。
附图说明
[0044]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0045]
图1为淹水处理14d各品种外观形态差异；其中，图1a：
‘
贝蒂’玉兰；图1b：
‘
皮鲁埃特’玉兰；图1c：星花玉兰；图1d：
‘
朱迪’玉兰；
[0046]
图2为淹水处理14d各品种叶片形态差异；其中，图2a：
‘
贝蒂’玉兰；图2b：
‘
皮鲁埃特’玉兰；图2c：星花玉兰；图2d：
‘
朱迪’玉兰；
[0047]
图3为淹水处理14d各品种10个指标数值结果图；
[0048]
图4为测量茎段导水效果的装置结构示意图。
具体实施方式
[0049]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0050]
实施例1
[0051]
本实施例提供了一种星花玉兰耐涝性综合评价鉴定方法，所述方法包括以下步骤：
[0052]
s1、选用
‘
皮鲁埃特’玉兰、
‘
贝蒂’玉兰、
‘
朱迪’玉兰、星花玉兰3年生嫁接苗进行双套盆法淹水处理，持续淹水14d。本领域通常认为这四种星花玉兰的耐涝性强弱为：皮鲁埃特为星花玉兰与柳叶玉兰(y.salicifolia)杂交品种，耐涝性较强；贝蒂和朱迪为星花玉兰与紫玉兰(y.liliflora)杂交品种，耐涝性其次；星花玉兰为原种，耐涝性较弱。植株均为3年生嫁接苗，砧木为望春玉兰(y.biondii)栽培容器为535
×
360mm塑料花盆，栽培基质为园土：草炭：介质土＝5:2:3。所用套盆为620
×
450mm塑料桶，淹水高度为1cm，使土壤含水量为100％，保持土壤渍水状态。
[0053]
s2、选择导水率、比导率、导管栓塞程度和叶片受害指数4个指标进行测定。导水率、比导率、栓塞程度和叶片受害指数的测定过程为：剪取(5
‑
7mm)粗、离土壤表面15cm的主茎放入装有水的桶内，在水下剪取约2cm枝条茎段。配制由真空抽滤泵除气2h并经0.2μm微孔过滤的0.1mol
·
l
‑1的kcl溶液。使用塑胶管将离体茎段、移液管、带鲁尔接头的三通阀、量筒(250ml)连接(具体结构和连接方式如图4所示)，量筒内为配制的kcl溶液，量筒与移液管的高度差为压强差(δp)。测量5min(t)移液管内溶液的体积(v)，并用直尺测量茎段长度(l)；同时用游标卡尺测量茎段横截面直径和心材直径，并计算茎段边材横截面积aw(m2)。导水率＝水流速度/压力梯度，即k
h
＝v
·
l/δp
·
t；边材比导率＝导水率/边材面积，即k
s
＝k
h
/aw。在0.13mpa压力下冲洗茎段2min，除去茎段内所有的栓塞，再进行导水率的测定，此
时的导水率为最大导水率(k
max
)。用导水率损失百分数(percentage loss of conductivity,plc)表示茎段的栓塞程度，自然状态下栓塞程度计算公式为：plc(％)＝100
×
(k
max
－k
h
)/k
max
。
[0054]
将叶片受害程度分5个等级：0级，叶片绿色，无受害现象；1级，植株有1/3叶片变黄萎蔫；2级，植株有2/3叶片变黄萎蔫；3级，植株全部叶片变黄萎蔫或有1/3叶片干枯脱落；4级，植株2/3叶片干枯脱落；5级，植株全部叶片干枯脱落，植株死亡。受害指数按以下公式计算：受害指数＝[(各级植株数
×
级别)/(最高级数
×
调查总株数)]
×
100％。
[0055]
s3、进行叶色和光合特性的测定，叶色的测定过程为取植株中部侧枝第3叶位叶片。使用分光测色仪cm
‑
2600d(konica，日本)测定明度值(l*)、红度值(a*)和黄度值(b*)。光合特性的测定过程为选取植株中部侧枝第3叶位叶片，用li
‑
6400光合测定仪(li
‑
cor inc，usa)测定，采用标准li
‑
cor叶室，红蓝光源，设定光照强度为1400μmol
·
m
‑2·
s
‑1、空气流速为500μmol
·
s
‑1和co2浓度为400μmol
·
mol
‑1。测定内容包括净光合速率(pn)、蒸腾速率(tr)、胞间co2浓度(ci)、并计算水分利用效率(wue)，公式为：wue＝pn/tr。
[0056]
各测定结果见图1
‑
图3。
[0057]
s4、制定各指标的定级范围及评分标准，再依据等级得分标准计算总得分后，参照评价方案对星花玉兰耐涝性进行综合评价。定级和评分标准见表1、表2、表3、表4和表5。
[0058]
表1：导水率变化指标定级范围及评分标准
[0059][0060]
表2：比导率变化指标定级范围及评分标准
[0061][0062]
表3：栓塞程度变化指标定级范围及评分标准
[0063][0064]
表4：叶片受害指数变化指标定级范围及评分标准
[0065][0066]
表5：明度值变化指标定级范围及评分标准
[0067][0068]
表6：红度值变化指标定级范围及评分标准
[0069][0070]
表7：黄度值变化指标定级范围及评分标准
[0071][0072][0073]
表8：净光合速率变化指标定级范围及评分标准
[0074][0075]
表9：胞间co2浓度变化指标定级范围及评分标准
[0076][0077]
表10：水分利用效率变化指标定级范围及评分标准
[0078][0079]
在不进行加权处理条件下计算10项指标的总得分后，依据表11确定耐涝等级及命名。
[0080]
表11：评价方案级别命名
[0081][0082]
s5、上述4份星花玉兰种质，进行耐涝性鉴定，a为导水率，b为比导率，c为栓塞程度，d为叶片受害指数，e为l*，f为a*，g为b*，h为净光合速率，i为胞间co2浓度，j为水分利用效率，评价结果如表12所示。
[0083]
表12：试验材料耐涝性评价及等级定级
[0084]
[0085]
由表12的结果可见，对于星花玉兰种质采用本发明评价方法所得的结果与本领域认为的耐涝性强弱相一致，说明了本发明方法的可行性和可靠性。
[0086]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。