一种大豆耐盐碱性的鉴定方法与流程

[0001]
本发明属于农作物育种领域，具体涉及一种大豆耐盐碱性的鉴定方法。


背景技术：

[0002]
中国是盐碱地大国，盐碱地面积世界第三，盐碱荒地和影响耕种的盐碱地总面积超过5亿亩，土壤的盐碱化日益严重。我国盐碱地主要分布在西北、东北、华北及滨海等4个地区，根据土壤类型和气候条件变化分为滨海盐渍区、黄淮海平原盐渍区、荒漠及荒漠草原盐渍区、草原盐渍区四类。盐碱地的离子成分在不同地区不同，其中碱土面积超过盐土，由碱性盐na2co3、nahco3等所造成的土壤碱化问题比中性盐所造成的土壤盐化问题更加难以解决。栽培大豆属于中度耐盐作物，土壤盐度阈值大约在5ds/m，对盐碱的阈值没有详细论断，大豆不同基因型种质对盐碱耐性具有差异性，通过耐盐碱筛选可以获得耐盐碱种质资源，建立一种稳定、科学的鉴定方法非常必要。
[0003]
目前，大豆耐盐碱的鉴定方法大多采用非生物胁迫的鉴定方法，通过水培法或大田法进行鉴定。沈阳农业大学农学院对100份种子应用110mmolnacl处理获得5个高耐盐品种。中国科学院作物所采用地下咸水(主要含nacl)与自来水配置的方法对1700余份大豆资源进行鉴定，鉴定筛选出全生育期耐盐品种7个，后又采用《大豆耐盐性鉴定评价技术规范》，应用210mmol/l nacl对941份大豆种质通过芽期和苗期筛选，获得一级耐盐品种21份。上述鉴定方法均是通过控制nacl含量筛选耐盐性大豆品种，均未涉及耐盐碱混合筛选。耐盐碱混合筛选不同于其他非生物胁迫，其存在突发性，并且筛选过程基本上伴随作物生长的整个生育期。因而，借鉴其他耐胁迫大豆鉴定的方法并不可行。目前尚没有专用于大豆耐盐碱性鉴定的成型方法。


技术实现要素：

[0004]
本发明为了解决目前没有专用于大豆耐盐碱性鉴定的成型方法的问题，提供一种稳定、科学的大豆耐盐碱性的鉴定方法，以鉴定出耐盐碱的大豆种质资源，供育种者使用。
[0005]
本发明的大豆耐盐碱性的鉴定方法的步骤如下：(一)采集盐碱型土壤样品并测定其盐碱含量和ph值，配制盐碱溶液；(二)采用培养皿法对大豆进行芽期耐盐碱胁迫筛选，选出芽期的高耐盐碱和耐盐碱大豆；(三)采用培养袋法对芽期大豆进行苗期耐盐碱胁迫筛选，选出苗期的高耐盐碱和耐盐碱的大豆；(四)采用盆栽法对苗期大豆进行全生育期耐盐碱胁迫筛选，最终根据测定的指标鉴定大豆耐盐碱级别。
[0006]
所述步骤(一)中的盐碱溶液由nacl、na2co3、nahco3和na2so4配置而成，盐碱溶液的盐碱含量与土壤的盐碱含量接近、ph值相同。
[0007]
所述步骤(二)的具体操作为：在直径为9cm的玻璃培养皿中铺一层滤纸，将20粒大豆种子均匀平铺在滤纸上，上面再覆盖一层滤纸，加入10ml步骤(一)中的盐碱溶液，浸透双层滤纸，加盖后置于25℃培养箱中暗培养；每2天更换一次同条件滤纸，以保持水势不变，培养7天，统计发芽率胁迫指数和发芽指数胁迫指数，对照采用清水处理，根据耐盐碱程度将
芽期大豆分级为高耐、耐、中耐、中敏及敏感。
[0008]
所述步骤(三)的具体操作为：将步骤(二)中获得的高耐、耐、中耐、中敏及敏感的芽期大豆用发芽袋分别培养，每个发芽袋播种10粒种子，每五天按照失水量补入水分，培养20天，测定大豆苗期的真叶率、出子叶率、根长、发芽率，根据耐盐碱程度将苗期大豆分级为高耐、耐、中耐、中敏及敏感。
[0009]
所述步骤(四)的具体操作为：将步骤(三)中获得的高耐、耐、中耐、中敏及敏感的苗期大豆用盆栽桶分别培养，每个品种播种3桶，每桶播种10株，播种深度3cm，温室温度为白天25℃、16小时，晚间18℃、8小时，成熟后统计成熟植株的出苗率、株高、茎干重、荚数、粒数和粒重，根据出苗率和耐盐碱指数将大豆耐盐碱程度分级为高耐、耐、中耐、中敏及敏感。
[0010]
所述步骤(三)发芽袋中所用培养液由1/3hoagland
’
s营养液和步骤(一)中的盐碱溶液配置而成，培养液的盐碱含量与土壤的盐碱含量接近、ph值相同。
[0011]
所述步骤(二)中所述的芽期大豆耐盐碱程度分级的具体方法为：
[0012][0013]
1、高耐：盐碱胁迫指数0.0～20.0；
[0014]
2、耐：盐碱胁迫指数20.1～40.0；
[0015]
3、中耐：盐碱胁迫指数40.1～60.0；
[0016]
4、中敏：盐碱胁迫指数60.1～80.0；
[0017]
5、敏感：盐碱胁迫指数80.1～100.0。
[0018]
所述步骤(三)所述的苗期大豆耐盐碱程度分级的具体方法为：
[0019]
1、高耐：有真叶长出(半数)；
[0020]
2、耐：有子叶长出(半数)；
[0021]
3、中耐：根长>1cm；
[0022]
4、中敏：发芽，根长<1cm；
[0023]
5、敏感：不发芽。
[0024]
所述步骤(四)中所述的大豆耐盐碱程度分级的具体方法为：
[0025]
耐盐碱指数：
[0026]
其中，n：大豆成熟期考查的指标数；i：实验品种的某一成熟期指标值，为所有样品的平均值；imax：实验品种的i指标的最大值；imin：实验品种的i指标的最小值，将各个指标的隶属函数值求和计算平均值乘以100％作耐盐碱指数；
[0027]
1、高耐：出苗率>80％且耐盐碱指数>80％；
[0028]
2、耐：出苗率>80％且耐盐碱指数<80％，出苗率60％-80％且耐盐碱指数>60％；
[0029]
3、中耐：出苗率60％-80％且耐盐碱指数<60％，出苗率40％-60％且耐盐碱指数>40％；
[0030]
4、中敏：出苗率40％-60％且耐盐碱指数<40％，出苗率20％-40％且耐盐碱指数>20％；
[0031]
5、敏感：出苗率20％-40％且耐盐碱指数<20％，出苗率<20％。
[0032]
所述步骤(四)盆栽所用土壤为苏打盐碱土和田园土调制而成，ph值为8.9，全盐含
量为3.3％。
[0033]
本发明具有如下有益效果：
[0034]
本发明针对大豆耐盐碱的鉴定方法，专利采用多个生育阶段逐级筛选的方法，重复性好，获得耐性材料真实度可靠，有利于田间实践应用。在逐级筛选时可以只鉴定耐盐碱水平以上品种，减少后期筛选的工作量，适用于大批量大豆耐盐碱筛选。
具体实施方式
[0035]
本实施方式选取9个大豆品种进行筛选鉴定，具体的大豆品种为：铁丰8、hobbit、黑河32、嫩丰18、黑河27、吉林35、抗线11、抗线1和抗线3。
[0036]
本实施方式的筛选鉴定的具体步骤如下：
[0037]
(一)采集盐碱型土壤样品，本实施方式所用土壤的采集地为黑龙江省大庆市龙凤区(东经125.218901
°
，北纬46.591752
°
)，经测定，土壤为苏打盐碱土，ph值8.0-9.8，全盐含量(na
+
)76.81mmol/kg，co
32-8.43mmol/kg，cl-13.80mmol/kg，hco
3-38.59mmol/kg，so
42-15.99mmol/kg，模拟苏打盐碱土配制盐碱溶液，盐碱溶液由nacl、na2co3、nahco3、na2so4按摩尔比1：1：9：9配制而成，总盐为80mmol/l，ph值为8.9。
[0038]
(二)采用培养皿法对大豆进行芽期耐盐碱胁迫筛选：在直径为9cm的玻璃培养皿中铺一层滤纸，将20粒大豆种子均匀平铺在滤纸上，上面再覆盖一层滤纸，加入10ml步骤(一)中的盐碱溶液，浸透双层滤纸，加盖后置于25℃培养箱中暗培养；每2天更换一次同条件滤纸，以保持水势不变，培养7天，统计发芽率胁迫指数和发芽指数胁迫指数，对照采用清水处理，根据耐盐碱程度将芽期大豆分级为高耐、耐、中耐、中敏及敏感。
[0039]
芽期大豆耐盐碱程度分级的具体方法为：
[0040][0041]
1、高耐：盐碱胁迫指数0.0～20.0；
[0042]
2、耐：盐碱胁迫指数20.1～40.0；
[0043]
3、中耐：盐碱胁迫指数40.1～60.0；
[0044]
4、中敏：盐碱胁迫指数60.1～80.0；
[0045]
5、敏感：盐碱胁迫指数80.1～100.0。
[0046]
该步骤采用大豆盐碱胁迫指数方差分析方法，通过方差分析发现，发芽率胁迫指数和发芽指数胁迫指数的4个重复间均没有显著性差异。材料间均具有极显著差异，误差平方和均较小，表明方法可行。培养皿法大豆盐碱胁迫指数方差分析结果见表1。
[0047]
表1
[0048][0049]
通过大豆盐碱胁迫指数结果可以看出，盐碱胁迫对发芽率的胁迫低于发芽指数，发芽指数不仅体现了发芽率，还体现了萌发速度，我们通过两方面来确定耐盐碱性等级，表
明植物生长受到的胁迫。培养皿法大豆盐碱胁迫指数结果见表2。结果表明铁丰8、hobbit、黑河32和嫩丰18达到耐盐碱水平，黑河27为中耐，其他4个品种为中敏。
[0050]
表2
[0051][0052]
注：不同大写字母表示品种间各个性状存在极显著性差异，p<0.01。
[0053]
(三)采用培养袋法对芽期大豆进行苗期耐盐碱胁迫筛选：将步骤(二)中获得的高耐、耐、中耐、中敏及敏感的芽期大豆用发芽袋分别培养，发芽袋尺寸为：高37mm、宽27cm；使用发芽纸为anchor(安科)，级别：190，基重300g/m2，厚度：0.65mm；培养液由1/3hoagland
’
s营养液和步骤(一)中的盐碱溶液配置而成，培养液的盐碱含量与土壤的盐碱含量接近，ph值相同。每个发芽袋播种10粒种子，每五天按照失水量补入水分，培养20天，测定大豆苗期的真叶率、出子叶率、根长、发芽率，根据耐盐碱程度将苗期大豆分级为高耐、耐、中耐、中敏及敏感。
[0054]
苗期大豆耐盐碱程度分级的具体方法为：
[0055]
1、高耐：有真叶长出(半数)；
[0056]
2、耐：有子叶长出(半数)；
[0057]
3、中耐：根长>1cm；
[0058]
4、中敏：发芽，根长<1cm；
[0059]
5、敏感：不发芽。
[0060]
由培养袋法获得的苗期大豆盐碱胁迫指数结果可以看出，苗期培养袋法筛选结果与芽期培养皿法筛选结果稍有不同，除了铁丰8仍保持耐性级别外，其他品种耐盐碱等级较培养皿法要低，其中hobbit、黑河32、嫩丰18降为中耐，黑河27降为中敏，吉林35和抗线11降为敏感，但基本规律没有变。培养袋法鉴定大豆盐碱胁迫指数具体结果见表3。
[0061]
表3
[0062]
[0063]
注：统计数据n＝30。
[0064]
(四)采用盆栽法对苗期大豆进行全生育期耐盐碱胁迫筛选：将步骤(三)中获得的高耐、耐、中耐、中敏及敏感的苗期大豆用盆栽桶分别培养，盆栽桶直径30cm、高40cm，每桶装土23kg，所用土壤为苏打盐碱土和田园土调制而成，ph值为8.9，全盐含量为3.3；每个品种播种3桶，每桶播种10株，播种深度3cm，温室温度为白天25℃、16小时，晚间18℃、8小时，成熟后统计成熟植株的出苗率、株高、茎干重、荚数、粒数和粒重，根据出苗率和耐盐碱指数将大豆耐盐碱程度分级为高耐、耐、中耐、中敏及敏感。
[0065]
大豆耐盐碱程度分级的具体方法为：
[0066]
耐盐碱指数：
[0067]
其中，n：大豆成熟期考查的指标数；i：实验品种的某一成熟期指标值，为所有样品的平均值；imax：实验品种的i指标的最大值；imin：实验品种的i指标的最小值，将各个指标的隶属函数值求和计算平均值乘以100％作耐盐碱指数；
[0068]
1、高耐：出苗率>80％且耐盐碱指数>80％；
[0069]
2、耐：出苗率>80％且耐盐碱指数<80％，出苗率60％-80％且耐盐碱指数>60％；
[0070]
3、中耐：出苗率60％-80％且耐盐碱指数<60％，出苗率40％-60％且耐盐碱指数>40％；
[0071]
4、中敏：出苗率40％-60％且耐盐碱指数<40％，出苗率20％-40％且耐盐碱指数>20％；
[0072]
5、敏感：出苗率20％-40％且耐盐碱指数<20％，出苗率<20％。
[0073]
通过盆栽法鉴定全生育期大豆盐碱胁迫结果可以看出，盆栽结果与芽期、苗期结果类似，较芽期筛选更严格，耐盐碱性等级更低。盆栽法大豆盐碱胁迫鉴定结果见表4。
[0074]
表4
[0075][0076]
注：不同大写字母表示品种间这个性状存在极显著性差异，p<0.01。
[0077]
通过盆栽法鉴定大豆盐碱胁迫隶属函数值统计结果可以看出，盆栽法筛选更加严谨，铁丰8仍然保持耐盐碱水平，hobbit、黑河32、嫩丰18为中耐，其他5种种质均为敏感。盆栽法大豆盐碱胁迫隶属函数值统计结果见表5。
[0078]
表5
[0079][0080]
通过大豆耐盐碱等级评价结果可以看出，芽期耐盐高的种质在苗期和整个生育期耐盐碱性不一定高，例如嫩丰18、黑河32、hobbit；芽期敏感性种质在整个生育时期耐盐性不能提高。通过逐级筛选可以准确筛选到耐盐碱大豆种质。大豆耐盐碱等级评价结果见表6。
[0081]
表6
[0082]