检测水稻高温耐性的方法及检测试剂盒与流程

本发明涉及植物育种，尤其涉及一种检测水稻高温耐性的方法及检测试剂盒。

背景技术：

1、水稻生长受气候要素的影响，光、热、水是水稻生长的三大气候要素。其中高温是水稻生长的重要限制因子。研究表明，发育中的花药(粉)对高温胁迫最为敏感。当日平均温度高于32℃，日最高温度高于35℃时，将导致水稻花粉数量和活性的降低，花药开裂受阻，甚至雄性不育的发生，最终导致水稻产量和品质的下降。

2、近年来，随着全球工业化的进程及人口爆炸式增长，导致全球气温逐年升高，夏季极端高温天气频发，严重威胁着我国水稻的种植与生产。加速耐热性强的优良品种选育是解决这一问题的有效途径。传统的耐高温水稻品种的选育，多采用温室大棚对处于抽穗扬花期水稻进行人工升温处理，待到水稻成熟，进行结实率调查，以结实率高低作为水稻品种高温耐性的评价标准。传统耐高温鉴定方法前期需大量资金投入用于搭建温室大棚，且对场地也有一定要求。另外，不同水稻品种生育期不一致，甚至同一品种从始穗期至齐穗期，时间跨度为十天左右，导致传统温室大棚鉴定法难以保证不同稻穗高温处理时长，由此导致鉴定结果重复性较差，准确率较低。

技术实现思路

1、本发明针对上述需要解决的技术问题，提供了一种检测水稻高温耐性的方法及检测试剂盒。本发明基于40℃环境温度下，以抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘中ros为生物标志物，通过ros含量动态曲线，构建抽穗扬花期水稻高温耐性鉴定体系，从而实现耐高温水稻新品种的快速鉴定与选育。该方法摒弃了传统采用温室大棚鉴定的方法，因此具有检测周期短，结果可靠及成本低等独特优势。整个检测过灵敏度高、反应迅速，无需专业训练即可掌握操作流程，便于快速推广使用。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种检测水稻高温耐性的方法，通过检测抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘中ros含量动态曲线，来判断抽穗扬花期水稻植株是否耐高温。

3、上述的方法，进一步的，判断抽穗扬花期水稻植株是否耐高温的标准为：当ros含量动态曲线始终在较低水平波动，则判定为抽穗扬花期耐高温植株；

4、当ros含量动态曲线先快速上升，当达到峰值后转而快速下降，呈现出抛物线曲线，则判定为抽穗扬花期高温中度敏感植株；

5、当ros含量动态曲线快速上升，当达到峰值后，ros含量趋于平衡并维持在峰值水平，则判定为抽穗扬花期高温敏感植株。

6、上述的方法，进一步的，检测抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘中ros含量动态曲线的方法包括以下步骤：

7、(1)将tris-hcl缓冲液、l-012和辣根过氧化物酶，混合，得到反应工作液；

8、(2)将抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘用所述反应工作液处理，用酶标仪检测；

9、(3)根据监测数值绘制ros含量动态曲线。

10、基于一个总的技术构思，本发明还提供了一种用于所述方法的检测试剂盒，所述检测试剂盒包括l-012、辣根过氧化物酶、tris-hcl缓冲液。

11、上述的检测试剂盒，进一步的，所述l-012的浓度为20mm。

12、上述的检测试剂盒，进一步的，所述辣根过氧化物酶的浓度为10mg/ml。

13、上述的检测试剂盒，进一步的，所述tris-hcl缓冲液的浓度为50mm。

14、上述的检测试剂盒，进一步的，所述tris-hcl缓冲液的ph＝7.5。

15、与现有技术相比，本发明的优点在于：

16、(1)本发明提供了一种检测水稻高温耐性的方法，基于40℃环境温度下，以抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘中ros为生物标志物，通过ros含量动态曲线，构建抽穗扬花期水稻高温耐性鉴定体系，从而实现耐高温水稻新品种的快速鉴定与选育。

17、高温对植物来说是一种逆境，由于植物无法运动，所以无法进行趋利避害，当高温来临时植物只能通过自身的代谢调节，来适应或抵御高温，这种代谢就包括对ros的代谢反应。高温胁迫下，高温敏感水稻会因为高温导致叶绿体、线粒体、过氧化物酶体、内质网等细胞器产生大量ros，过量的ros会进一步氧化细胞膜、脂质等，损害细胞功能并进一步产生更多的ros，这就导致ros含量动态曲线表现出前期快速上升，当达到一个阈值时趋于平稳，并始终保持较高水平的ros含量。

18、对于耐高温材料，高温胁迫下同样会生成大量ros，但因耐高温材料有很强的ros清除能力，使得细胞内ros含量始终维持在一个较低水平，ros含量动态曲线上表现出没有明显的上升趋势，始终趋于平稳(这里还有一种可能就是，耐高温材料可能对高温钝感，植物感受不到高温，也就不会大量生成ros，也就不会对细胞或组织造成损害)。

19、对于高温中度敏感材料，高温下同样会生成大量ros，ros含量动态曲线先快速上升，当达到峰值后又快速下降，然后趋于平稳并维持在一个较低水平，这种情况的出现推测是前期先生成大量ros，当达到一定含量后，细胞启动ros清除机制，使得ros含量快速下降，这种植株表现出中度的高温敏感。

20、(2)本发明提供了一种水稻高温耐性的检测试剂盒，可在短期内快速准确地对水稻高温耐性进行鉴定。该方法摒弃了传统采用温室大棚鉴定的方法，因此避免了昂贵的设备投入及场地需求。此外，该方法还具有检测周期短，结果可靠及成本低等独特优势。检测灵敏度高、反应迅速，无需专业训练即可掌握操作流程，便于快速推广使用，对耐高温水稻品种的快速鉴定与选育具有重要意义。

技术特征：

1.一种检测水稻高温耐性的方法，其特征在于，通过检测抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘的ros含量动态曲线，来判断抽穗扬花期水稻植株是否耐高温。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断抽穗扬花期水稻植株是否耐高温的标准为：当ros含量动态曲线始终在较低水平波动，则判定为抽穗扬花期耐高温植株；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检测抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘的ros含量动态曲线的方法包括以下步骤：

4.一种用于权利要求1至3中任一项所述方法的检测试剂盒，其特征在于，所述检测试剂盒包括l-012、辣根过氧化物酶、tris-hcl缓冲液。

5.根据权利要求4所述的检测试剂盒，其特征在于，所述l-012的浓度为20mm。

6.根据权利要求4所述的测试剂盒，其特征在于，所述辣根过氧化物酶的浓度为10mg/ml。

7.根据权利要求4所述的检测试剂盒，其特征在于，所述tris-hcl缓冲液的浓度为50mm。

8.根据权利要求4所述的检测试剂盒，其特征在于，所述tris-hcl缓冲液的ph＝7.5。

技术总结
本发明公开了一种检测水稻高温耐性的方法及检测试剂盒，通过检测抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘的ROS含量动态曲线，来判断抽穗扬花期水稻植株是否耐高温。检测试剂盒包括L‑012、辣根过氧化物酶、Tris‑HCl缓冲液。本发明基于40℃环境温度下，以抽穗扬花期水稻剑叶离体叶盘中ROS为生物标志物，通过ROS含量动态曲线，构建抽穗扬花期水稻高温耐性鉴定体系，从而实现耐高温水稻新品种的快速鉴定与选育；该方法具有检测周期短，结果可靠及成本低等独特优势。检测试剂盒灵敏度高、反应迅速，无需专业训练即可掌握操作流程，便于快速推广使用，对耐高温水稻品种的快速鉴定与选育具有重要意义。

技术研发人员：陈劲,袁定阳,段美娟,余东,孙志忠,谭炎宁,彭锐,盛夏冰,孙学武,郑铖,王伟平,刘志,刘雪,叶能辉,施婉菊,刘玲,刘次桃
受保护的技术使用者：湖南杂交水稻研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12