一种鉴定棉花幼根耐低温能力的方法

1.本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种鉴定棉花幼根耐低温能力的方法。


背景技术：

2.棉花是一种喜温作物，原产于低纬度的热带地区，种子萌发和生长的最适温度范围28-30℃。我国棉花种植分布在三大棉区，黄河流域、长江流域和西北内陆棉区，分布范围极广。随着近年来棉花产业结构的调整，种植向寒冷的西北省份新疆转移。而新疆在近30年间，春季低温冻害频繁发生，在棉花播期及苗期频发的“倒春寒”使得棉花在播种出苗期易遭受低温冷害，导致烂种、烂根，造成大面积减产。棉花种子播种出苗期的最低温度为10-12℃，当播种期出现10℃以下的低温时，棉花出苗率锐减、生长发育进程推迟，出现植株矮小、成铃少的现象。连年的低温胁迫已对棉花生产造成非常严重的损失。
3.根系是植物吸收水分及养料的主要结构，在植物的生长发育中起到了决定性的作用。低温冷害不仅会引起植物表型的改变，还会引起细胞内部的生理变化，改变细胞膜渗透性，导致生物膜类脂分子的相变，使得细胞内的可溶性物质流失，造成酶功能的变化，影响植物正常的新陈代谢，降低根系的根压以及水分传导系数，限制矿质元素的吸收及分配，严重时造成棉花幼根死亡。目前，关于棉花耐低温评价鉴定主要集中于棉花萌发期和苗期，且评价鉴定的形态指标主要以棉花种子的发芽情况以及子叶平展情况为主，而棉花幼根耐低温评价鉴定方法鲜有报道。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种鉴定棉花幼根耐低温能力的方法，以解决上述现有技术存在的问题，该方法以棉花的相对幼根存活率为指标，用以鉴定或辅助鉴定棉花幼根耐低温能力，具有经济适用，简便快捷，周期短的特点。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种鉴定棉花幼根耐低温能力的方法，对棉花的幼根进行低温处理，获得低温处理幼根存活率；
7.根据所述低温处理幼根存活率，获得棉花的相对幼根存活率；
8.根据所述棉花的相对幼根存活率鉴定或辅助鉴定棉花幼根耐低温能力。
9.当鉴定材料相对幼根存活率≥80％，样品为耐低温材料；当鉴定材料相对幼根存活率≤20％，样品为低温敏感材料。
10.进一步地，所述相对幼根存活率的测定方法为：
11.棉花的相对幼根存活率＝低温处理幼根存活率/对照培养幼根存活率
×
100％。
12.进一步地，所述低温处理幼根存活率的获得方法为：
13.将待鉴定棉花的种子在清水中浸泡吸胀后，培养至幼根生长至1.5-2.5cm后，进行低温处理，取出后，恢复生长，统计记录幼根存活情况，得到所述低温处理幼根存活率。
14.进一步地，所述低温处理幼根存活率的获得方法具体为：
15.将待鉴定棉花的种子，在28℃清水中浸泡吸胀12h后，培养至幼根生长至1.5-2.5cm，4-10℃下进行低温处理12-36h，取出后，在28℃恢复生长48h，统计记录幼根存活情况，得到所述低温处理幼根存活率。
16.幼根存活率的测定方法为：
17.幼根存活率＝幼根存活的种子数/处理的种子总数
×
100％。
18.进一步地，在6℃下进行低温处理24h。
19.进一步地，所述对照培养幼根存活率的获得方法为：
20.将待鉴定棉花的种子，在28℃清水中浸泡吸胀12h后，培养至幼根生长至1.5-2.5cm，在28℃下培养48h，统计记录幼根存活情况，得到所述对照培养幼根存活率。
21.上述方法中，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幼根存活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处理检测400粒种子以上。
22.本发明还提供一种上述的鉴定棉花幼根耐低温能力的方法在鉴定或辅助鉴定棉花幼根耐低温能力中的应用。
23.本发明还提供一种上述的鉴定棉花幼根耐低温能力的方法在棉花耐低温种质资源鉴定评价中的应用。
24.进一步地，所述棉花为陆地棉。
25.本发明公开了以下技术效果：
26.本发明提供一种鉴定棉花幼根耐低温能力的方法，具有经济适用，简便快捷，周期短的特点，可用于棉花种质资源幼根耐低温能力的鉴定及筛选，对棉花进行抗冷新品种培育具有重要意义。本发明为棉花幼根耐低温能力的鉴定提供了参考标准。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为耐低温材料和低温敏感材料的pod活性测定结果。
具体实施方式
29.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
30.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
31.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的
实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
32.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
33.下述实施例中每次每个处理的棉花种子均不少于400粒。
34.下述实施例中的棉花材料公众可从申请人处获得该生物材料，该生物材料只为重复本发明的相关试验所用，不可作为其它用途使用。
35.实施例1棉花幼根耐低温鉴定方法的建立
36.1)试验材料
37.表1材料名称与来源
[0038][0039][0040]
2)试验设计
[0041]
低温处理，试验重复三次，具体方法如下：将种子洗净后在28℃吸胀12h，将吸胀完成的种子摆放在浸湿的滤纸上培养24h至幼根长度为2
±
0.5cm左右。将长势一致的种子装入发芽袋，设置温度梯度为4℃、6℃、8℃及10℃，时间梯度为12h、24h、36h，对棉花幼根进行低温处理，取出后在28℃恢复生长48h，并记录幼根存活率。试验均在黑暗条件下进行，所有温度条件由恒温培养箱获得，在处理过程保持种子生长环境有充足的水分。
[0042]
对照处理，试验重复三次，具体方法如下：将种子洗净后在28℃吸胀12h，将吸胀完成的种子摆放在浸湿的滤纸上培养24h至幼根长度为2
±
0.5cm左右。将长势一致的种子装入发芽袋，放置在28℃下恒温培养48h，记录幼根存活率(幼根存活率＝幼根存活的种子数/处理的种子总数
×
100％)。
[0043]
种子在进行低温处理前经过三次挑选，注意事项如下：第一次种子挑选：在种子吸胀前挑选饱满，健康，均匀一致无破损的棉花种子；第二次种子挑选：在种子吸胀后挑选种皮无破损，饱满，种皮破裂的种子；第三次种子挑选：在幼根伸长至2
±
0.5cm，挑选长势均匀一致的种子。
[0044]
表2不同低温处理条件下相对幼根存活率的比较
[0045][0046]
3)结果分析
[0047]
由表2可以看出，不同低温处理条件下，棉花相对幼根存活率差异较大。8℃与10℃处理条件下，相对幼根存活率的差异影响较小。4℃与6℃处理条件下，相对幼根存活率影响均较大，但4℃处理24h之后，材料已基本死亡，因此确定低温筛选温度为6℃，且6℃24h鉴定效果优于其他低温处理条件。因此，将棉花幼根耐低温的条件确定为6℃处理24h。
[0048]
实施例2棉花幼根耐低温种质资源筛选
[0049]
根据本发明建立的棉花幼根耐低温鉴定方法，对130份陆地棉材料(表3)进行耐低温评价，统计其相对幼根存活率(相对幼根存活率＝低温处理幼根存活率/对照培养幼根存活率
×
100％)，并根据鉴定材料相对幼根存活率≥80％，样品为耐低温材料，鉴定材料相对幼根存活率≤20％，样品为低温敏感材料的标准，筛选出耐低温与低温敏感材料各一组(表4)。其中，中51504、朝阳棉1号、川简1号等10个材料为耐低温组，平均幼根相对存活率达90.5％；光叶岱字棉、鄂棉21、泗阳630等10个材料为低温敏感组，平均幼根相对存活率为11.3％，两组材料间相对幼根存活率存在显著差异。挑选两组部分材料进行生理指标测定，结果如图1所示，耐低温材料的pod活性显著高于低温敏感材料，表明本发明的鉴定方法是可行的。
[0050]
表3 130份陆地棉材料
[0051]
[0052]
[0053]
[0054]
[0055][0056]
表4耐低温材料筛选鉴定结果
[0057]
[0058][0059]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。