本发明属于环境生物安全检测技术领域，具体涉及一种精确测量稻属植物种子落粒性的方法。
背景技术：
种子落粒性是植物种子成熟之后自然脱落的生理现象，它是植物自我繁衍、传播后代所必不可少的重要性状。禾本科（Poaceae）稻属植物（Oryza）中的亚洲栽培稻（O.sativaL.）是世界上最重要的粮食作物之一，它是由其祖先种普通野生稻（O.rufipogonGriff.）经人工驯化改良而形成。在野生稻驯化的过程中种子逐渐丧失了原有的自然落粒性。但是它的野生近缘种（如野生稻和杂草稻）仍保持了较强的种子落粒性。一些水稻农家品种的种子落粒性比较强，在水稻收获时，因为种子落粒而导致减产，筛选落粒性较差的水稻品种是确保农业稻种产量的途径之一。此外，由于近年来杂草稻在栽培稻田间的出现，以及由于杂草稻较强的种子落粒性，对栽培稻的产量和品质带来了很大影响，造成了栽培稻生产上的巨大损失，通过生物技术的方法，降低杂草稻的种子落粒性是防治杂草稻的有效方法。然而，精确鉴定稻属植物的种子落粒性是对水稻落粒性进行生物技术改良的必备条件。
目前，对稻属植物种子落粒性的测量一般采用人工摇穗、高处摔落等方法，根据种子脱落的数量情况来鉴定种子落粒性。这些测量方法容易受人为因素影响产生较大误差，精确度较低，大大影响种子落粒性检测的精确性。因此，急需有一种精确度高，容易操作的稻属植物种子落粒性鉴定方法，以便用于科研和育种过程中筛选落粒性弱的优良水稻品种。此外，转基因从栽培稻逃逸到野生稻或杂草稻群体，由于野生稻或杂草稻种子落粒性强，很容易造成转基因在野生稻、杂草稻群体中扩散，从而带来环境生物安全问题，通过生物技术的方法降低种子落粒性就可以降低含有转基因的种子逃逸和扩散的风险，这也需要能够精确检测稻属植物（特别是野生稻或杂草稻）种子落粒性的技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种在科研和生产上都能广泛应用的精确测量稻属植物种子落粒性的方法。
本发明提供的精确测量稻属植物种子落粒性的方法，可以改善以往种子落粒性检测方法精确性低的缺点，克服人为操作可能带来的误差，使得到的种子落粒性结果更加客观和准确，从而可以更加准确地评价不同稻属植物的种子落粒性程度，具有重要的科研和生产应用价值。
本发明提供的精确测量稻属植物种子落粒性的方法，是利用数字显示拉力计精确测量稻属植物种子脱落所需承受拉力的平均值（BTSave），计算种子落粒性指数（SHI），依据SHI值的大小判断稻属植物种子落粒性程度，SHI值越大，植物的种子落粒性越强，反之亦然。其具体步骤为：
（1）选取一定数量的成熟稻属植物种子，使用数字显示拉力计测量这些种子脱落所需承受的拉力值，计算拉力值的平均值（BTSave）；
（2）利用一种特定的数学模型公式，将BTSave值计算转换成种子落粒性指数（SHI），并以SHI值建立准确鉴定稻属植物种子落粒性的方法。
本发明中，步骤（1）的具体操作流程：在稻属植物（如栽培稻、杂草稻等）成熟期随机选取3-5个植株，再于每个植株上随机选取10-20粒充分成熟且饱满的种子，使用数字显示拉力计逐一测量这些种子在脱落过程中所需承受的最大拉力。测量方法为：用与数字显示拉力计（使用峰值模式）紧密相连的夹子夹紧稻穗上的单粒种子的中部，水平方向上缓慢拉动小穗轴直至种子脱落，此时拉力计显示的数值即为单粒种子脱落所需承受的拉力值BTS（breaking tensile strength），单位为克力（gf）。计算所有种子落粒所需承受拉力值的平均数BTSave，并以此作为被测植物的种子落粒所需承受的平均拉力值，其计算方法如下：
；
其中，i代表任意单粒种子落粒所需承受的拉力值，n代表测量种子的总数。
本发明中，步骤（2）的具体操作流程为：
利用数学模型公式计算种子落粒性指数SHI，其单位为百分比（%），其计算方法如下：
；
其中，40为常数，exp表示SHI值与BTS的函数关系，SHI数值越大表明种子的落粒性越强，反之亦然。
本发明的优点是：
（1）使用数字显示拉力计，能精确测量稻属植物成熟种子落粒所需承受的拉力，使种子落粒性检测的数据准确可靠；
（2）建立了精准计算有代表性数量稻属植物成熟种子脱落所需承受拉力平均值（BTSave）的方法，受人为影响较小，进一步确保了种子落粒性检测的数据接近客观真实水平；
（3）建立了一种特定的数学模型公式，可利用该公式将BTSave值准确转换成种子落粒性指数（SHI），并通过SHI值准确测量稻属植物种子的落粒性。
本发明改变了以往通过人工摇穗、高处摔落以及自然落粒法估算种子落粒性的主观性和精确性不高的缺陷，能够准确、客观地测量不同稻属植物的种子落粒程度。本发明能为科研和育种中准确筛选不同落粒性的水稻品种提供技术支撑，同时也为转基因漂移到稻属野生近缘种通过种子介导的转基因扩散分析提供了有效检测方法。
具体实施方式
实施例1：
利用本发明的方法，精确鉴定栽培稻品种明恢86种子落粒性的方法。
（1）通过如下步骤选取一定数量的栽培稻品种明恢86的成熟种子，使用数字显示拉力计测量这些种子落粒所需承受的拉力值，计算拉力值的平均值（BTSave）：
在栽培稻品种明恢86成熟期随机选取3个植株，再于每个植株上随机选取10粒充分成熟且饱满的种子，使用数字显示拉力计逐一测量这些种子在脱落过程中所需承受的最大拉力。测量方法为：用与数字显示拉力计（使用峰值模式）紧密相连的夹子夹紧稻穗上的单粒种子的中部，水平方向上缓慢拉动小穗轴直至种子脱落，此时拉力计显示的数值即为单粒种子脱落所需承受的拉力值BTS（breaking tensile strength），单位为克力（gf）。测量得到的30粒种子的BTS平均值（BTSave）作为栽培稻品种明恢86的种子落粒所需承受的拉力平均值。
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表1.3株栽培稻品种明恢86的BTS值数据如下表（单位：gf ）：
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依据表1的测量数据，本实验中栽培稻品种明恢86的种子落粒所需承受的拉力平均值为：
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（2）利用一种特定的数学模型公式，将栽培稻品种明恢86的BTSave值计算转换成种子落粒性指数（SHI），并以SHI值建立准确鉴定栽培稻品种明恢86种子落粒性的技术方法为：
利用数学模型公式计算种子落粒性指数SHI，其单位为百分比（%），其计算方法如下：
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因此，本实验中栽培稻品种明恢86的种子落粒性数值为：
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实施例2：
利用本发明的方法，精确鉴定杂草稻种子落粒性。
（1）通过如下步骤选取一定数量的杂草稻的成熟种子，使用数字显示拉力计测量这些种子落粒所需承受的拉力值，计算拉力值的平均值（BTSave）：
在杂草稻成熟期随机选取3个植株，再于每个植株上随机选取10粒充分成熟且饱满的种子，使用数字显示拉力计逐一测量这些种子在脱落过程中所需承受的最大拉力。测量方法为：用与数字显示拉力计（使用峰值模式）紧密相连的夹子夹紧稻穗上的单粒种子的中部，水平方向上缓慢拉动小穗轴直至种子脱落，此时拉力计显示的数值即为单粒种子脱落所需承受的拉力值BTS（breaking tensile strength），单位为克力（gf）。测量得到的30粒种子的BTS平均值（BTSave）作为杂草稻的种子落粒所需承受的拉力平均值。
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依据表2的测量数据，本实验中杂草稻的种子落粒所需承受的拉力平均值为：
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表2.3株杂草稻的BTS值数据如下表（单位：gf ）：
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（2）利用一种特定的数学模型公式，将杂草稻的BTSave值计算转换成种子落粒性指数（SHI），并以SHI值建立准确鉴定杂草稻种子落粒性的技术方法为：
利用数学模型公式计算种子落粒性指数SHI，其单位为百分比（%），其计算方法如下：
。
因此，本实验中杂草稻的种子落粒性数值为：
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通过实施例1和实施例2，我们发现杂草稻的SHI值为27.75%，而栽培稻品种明恢86的SHI值为3.26%，SHI数值越大表明种子的落粒性越强，因此杂草稻比栽培稻品种明恢86的种子落粒性强。