一种葡萄抗寒性能检测方法及其应用

本发明属于植物科学领域，具体涉及一种葡萄抗寒性能检测方法及其应用。

背景技术：

1、植物抗寒性研究是植物抗逆研究的重要组成之一，研究植物形态结构和生理生化特征，正确鉴定和测试植物的抗寒性能，可为进一步代谢组学、杂交育种以及转基因培育抗寒新品种提供基础数据和参考，对物种保护、培育良种均具有重要意义。

2、葡萄是世界范围内栽培历史最悠久、栽培面积最广、经济价值最高的果树之一，属于葡萄科葡萄属多年生木本植物。在中国的北方主产区，葡萄种植面临着大陆性气候的挑战，冬季寒冷干旱，需要采取措施来确保安全越冬，如埋土防寒。相比之下，世界上主要的葡萄产区位于地中海气候区，冬季不需要采取埋土防寒措施也能安全越冬。然而，葡萄冬季埋土防寒不仅增加了栽培成本，还会对植株造成伤害，并且埋土也是冬季沙尘的重要来源。因此，对葡萄种质进行抗寒性评价对于选育抗寒品种和提升中国葡萄产业竞争力至关重要。

3、鉴于上述因素，特别设计一种葡萄抗寒性能检测方法及其应用，本发明采用差热分析法来评估葡萄的抗寒性能。在低温下，葡萄组织结冰时会产生放热现象，结合便携式植物抗寒性能测试仪，通过差热分析法检测和记录放热温度，可以得到葡萄的“温度-电压”曲线图，用于评估葡萄的抗寒性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种葡萄抗寒性能检测方法及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种葡萄抗寒性能检测方法，包括以下步骤；

3、s1、材料准备：以山葡萄和欧亚种葡萄的一年生枝条和休眠芽为试材，其中‘双优’为山葡萄，‘无核白’为欧亚种葡萄，试验所需葡萄植株长势良好，芽体饱满，适宜本发明的开展进行；

4、s2、样品采样：选择待测葡萄的健康枝条和芽体进行采样；采集时间为每年的10月下旬，在采样过程中，通常选择的是具有代表性的一年生的粗细均匀的直径为4mm枝条和芽体；

5、s3、样品预处理：将经抗寒训练后的试样，用自来水反复冲洗去泥沙、杂质，再用蒸馏水洗涤后晾干，并将长度裁剪为标准大小，长度约为40mm，去除不需要的组织，确保样品处理的一致性和可比性，然后将其放置在-4℃恒温箱内适应一段时间，使其达到平衡状态；

6、s4、样品放置：将步骤3中样品放入差热分析系统进行测量，差热分析系统包括但不限于便携式植物抗寒性能测试仪和可程式恒温恒湿试验箱两部分组成，确保设备和试剂的正常运作和充足供应；

7、s5、差热分析系统中便携式植物抗寒性能测试仪的放样装置有4个，每个放样装置上有8个pe lt ier模块，放样装置侧边配置pt100温度传感器，用以记录枝条或芽体放热过程中每个pe lt ier模块中温度的变化，并将其转换成电压(mv)形式输出；

8、s6、利用便携式植物抗寒性能测试仪，通过植物的lte低温热效应，以stm32系列单片机为控制核心，配备peltier模块和温度传感器等装置，能够实时监测和记录低温环境下植物组织放热过程。

9、进一步地，还包括低温处理，选择经处理后的枝条和饱满芽体，确保它们处于良好的生长状态，将芽体垂直于中轴线下切割，仅带0.5mm～1.0mm厚的木质部组织，使切面平整；

10、将试样放入有潮湿吸水纸的培养皿中，用于维持适当的湿度；

11、分别在放样装置上的每个peltier模块中放好薄纸片，取枝条和芽位置3～8节位生长饱满、状态良好的芽体，加入120μl～160μl dh2o保湿，每个peltier模块放入3～5个枝条或5～8个芽体，芽体切面向下，并做好标记；

12、在放样装置上的每个peltier模块中放置薄纸片，以防止直接接触枝条和芽体。选择粗细均匀的枝条和生长饱满、状态良好的芽体，每个peltier模块放入3～5个枝条或5～8个芽体，并在芽体切面上加入120μl～160μl的dh2o，以保持湿润，确保芽体切面向下，并进行标记以便后续观察和分析；

13、将抗寒棉平铺于放样装置上，并轻压使枝条或芽体切面与peltier模块紧密接触，使用橡皮筋等固定装置，以确保覆盖紧密，避免遮盖不严或与放样装置之间留有空隙等情况，以确保试验数据的准确性；

14、然后将放样装置放入试验箱中，利用试验箱设定温度持续降温模拟自然界的温度变化，设置可程式恒温恒湿试验箱内温度以4℃/h的速度降温，设置好程序后点击运行。

15、进一步地，所述可程式恒温恒湿试验箱降温程序为：室温降到0℃1h；0℃保持0.5h；0℃～-40℃降温速度4℃/h，共需10h；-40℃保持1h；1h升温至4℃。

16、进一步地，还包括所述数据处理，根据评估结果，对植物的抗寒能力进行定量或定性的分析，更直观地展示和传达分析结果，使用excel图表等来可视化数据，画出不同品种枝条和芽体随温度变化的曲线。

17、进一步地，还包括数据处理分析，对采集到的每组数据进行描述性统计分析，包括计算平均值、标准差、最大值、最小值等统计指标，同时采用图表、曲线和比较分析等方式，将数据结果直观地展示和解读，以便更好地理解和利用测试结果；

18、在对多组数据进行方差分析，以确定组间差异是否显著。通过计算总体方差、组内方差和组间方差，利用f检验或t检验等统计方法判断不同组别之间的差异是否具有统计学意义；

19、如果方差分析结果显示组间差异显著，进一步进行多重比较分析，以确定具体哪些组别之间存在显著差异；

20、平均值

21、

22、总体方差

23、

24、组内方差

25、

26、组间方差

27、

28、进一步地，所述样品采样中对于芽体采集应注意避免损伤植物组织，剪去基部的两个芽，依次每两节3～4、5～6、7～8、9～10为一组，并尽快将样品进行处理以保持其原样，将上述试样做好标记，放入地窖进行抗寒训练沙藏过冬，贮藏温度为-2℃～-6℃±0.5℃，训练过程中采用保鲜膜保湿，于当年11月下旬取出，进行lte测定。

29、进一步地，所述材料准备阶段，葡萄植株生长环境为，在进行抗寒测试前，确保在葡萄生长环境中提供适当的光照、温度、湿度和营养等条件，以保证葡萄植株健康和一致的生长状态。

30、进一步地，根据实验方案，按照设定的实验条件和处理组进行实验，每个品种做3～5次重复实验，确保实验过程的严谨性和准确性。

31、一种葡萄抗寒性能检测方法的应用，利用葡萄抗寒性能检测方法确定数据较优的抗寒品种，根据枝条韧皮部放热和芽体木质部放热来判定其低温半致死温度，进而确定其抗寒性能的优良，对葡萄种质资源进行筛选和评价，筛选具有高抗寒能力的葡萄品种。

32、一种葡萄抗寒性能检测方法的应用，利用葡萄抗寒性能检测方法进行葡萄植株选种栽培。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果：

34、本发明方法利用植物细胞或组织在一定低温条件下会结冰释放热量的原理，结合团队自主研发的一款便携式植物抗寒性能测试仪，通过差热分析法检测和记录葡萄枝条和芽体的放热温度，将热信号转换成电信号，从而获得葡萄的“温度-电压”曲线图，用于评估葡萄的抗寒性能。该方法可满足植物抗寒性检测的要求，为葡萄抗寒品种的筛选提供有力的支持。

35、本发明采用差热分析法对葡萄种质资源进行筛选和评价，发现具有较高抗寒能力的葡萄品种，为葡萄种质资源的保护和利用提供科学依据。同时，该方法还可以为葡萄育种工作提供重要参考，加快新品种的选育进程。