鑒定棉花萌發(fā)期抗冷性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域中鑒定棉花萌發(fā)期抗冷性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界人口已超過70多億，而且還在持續(xù)增長中，然而可利用的土地?cái)?shù)量卻因諸如 氣候原因等一系列因素導(dǎo)致處于持續(xù)下降中，因此需要在不擴(kuò)大耕地面積和破壞環(huán)境的情 況下大幅度提高作物產(chǎn)量。在自然界中，溫度是影響植物生長、代謝的重要環(huán)境因子。植物 在生長發(fā)育過程中不可避免地遭受各種環(huán)境因子的脅迫，其中低溫是影響植物生存的主要 環(huán)境脅迫因子之一。低溫脅迫使作物的生存能力、農(nóng)作物的產(chǎn)量、生長發(fā)育情況、光合速率 和礦質(zhì)元素吸收速率等受到顯著的抑制，嚴(yán)重的導(dǎo)致植株的死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上每年因冷 害造成的農(nóng)業(yè)損失高達(dá)數(shù)千億美元，低溫冷害是限制我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之 一。作物遭受了低于其生育適溫的連續(xù)和短期低溫的影響，使生育延遲，甚至發(fā)生生理障礙 造成減產(chǎn)、品質(zhì)降低，這種自然災(zāi)害稱為低溫冷害。冷害發(fā)生在作物生育的溫暖季節(jié)，并不 像霜凍及其它災(zāi)害那樣引起作物枯萎、死亡等明顯癥狀，它對作物的危害主要有三種情況： 一是低溫延緩發(fā)育速度，二是低溫引起作物的生長量降低，三是低溫使作物的生殖器官直 接受害。棉花等重要農(nóng)作物，對冷脅迫都比較敏感，而且冷適應(yīng)能力差。低溫冷害與霜凍是 威脅棉花的重要災(zāi)害之一，尤其對在早春季節(jié)播種的棉花危害更為嚴(yán)重。棉花是喜溫?zé)嶙?物，我國種植區(qū)域遼闊，但各地?zé)崃織l件差異很大，尤其是北方棉區(qū)和西北內(nèi)陸棉區(qū)熱量條 件較差，經(jīng)常由于春、秋季氣溫很不穩(wěn)定，以致棉花播種出苗期及苗期（4月中下旬-5月中 旬）常常遭受霜凍的危害，其中萌發(fā)出苗期和苗期冷害凍發(fā)生較頻繁。低溫使棉花生育期 育延遲、落花落蕾，品質(zhì)和產(chǎn)量嚴(yán)重下降。
[0003] 種子在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中有著非常重要的作用，發(fā)芽率的高低直接影響著農(nóng)作物的 生產(chǎn)和效益。種子發(fā)芽率的高低是由種子之中胚所具有的活力及貯存足夠的胚乳決定的。 一般來說，具有高活力的胚加上足夠的胚乳營養(yǎng)作保證的種子發(fā)芽率高，相反發(fā)芽率則較 低。棉花播種時(shí)出苗不齊、成苗難一直是棉花種植的一大問題，嚴(yán)重制約著棉花的推廣與發(fā) 展，限制棉花產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。非生物脅迫因子（如干旱、鹽漬、冷害等）更是制約棉花生長、 產(chǎn)量與質(zhì)量的重要因素。目前我國棉花主產(chǎn)區(qū)向新疆、內(nèi)蒙轉(zhuǎn)移，這些地區(qū)無霜期短，早春 回暖緩慢，更易遭遇低溫冷害，而利用抗冷品系是開發(fā)利用高煒度地區(qū)、西北內(nèi)陸地區(qū)最根 本、最經(jīng)濟(jì)和最有效的方法。對棉花種質(zhì)材料和育種材料及品系進(jìn)行耐低溫性鑒定是培育 抗冷性品種的基本保證。同時(shí)播種前對棉花品種（系）抗冷性進(jìn)行鑒定，可以降低優(yōu)良種子 的播種量，降低生產(chǎn)成本，也可促進(jìn)種質(zhì)資源有目的的發(fā)放，促進(jìn)品系的合理安排布局。目 前對棉花抗冷性鑒定工作重視的不夠，特別是萌發(fā)期的抗冷性鑒定，沒有引起研究人員的 足夠重視。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何快速鑒定棉花萌發(fā)期的耐低溫特性（即抗冷 性）。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了鑒定或輔助鑒定棉花抗冷性的方法。
[0006] 本發(fā)明所提供的鑒定或輔助鑒定棉花抗冷性的方法，包括：檢測棉花的子葉平展 率，獲得棉花的相對子葉平展率，根據(jù)棉花的相對子葉平展率鑒定或輔助鑒定棉花抗冷性， 相對子葉平展率高的棉花的抗冷性高于相對子葉平展率低的棉花；
[0007] 棉花的相對子葉平展率=冷處理子葉平展率/對照培養(yǎng)子葉平展率X100% ;
[0008] 所述冷處理子葉平展率按照如下方法獲得：將待鑒定棉花的種子在液體中浸泡使 種子吸脹后，進(jìn)行冷處理X天，得到冷處理的種子；所述冷處理在〇_15°C下進(jìn)行；將冷處理 的種子在25-30Γ下恢復(fù)培養(yǎng)Y天，統(tǒng)計(jì)所述待測棉花子葉平展率（子葉平展率=平展的 子葉數(shù)/處理的總種子數(shù)X100 % )，將該待測棉花的子葉平展率稱為冷處理子葉平展率； X為1至7中的一個(gè)自然數(shù)，Y為3至7中的一個(gè)自然數(shù)；
[0009] 所述對照培養(yǎng)子葉平展率按照如下方法獲得：將所述鑒定棉花的種子在所述液體 中浸泡使種子吸脹后，在25-30°C下培養(yǎng)所述Y天，Y為3至7中的一個(gè)自然數(shù)將該培養(yǎng)稱 為對照培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)所述待測棉花的子葉平展率（子葉平展率=平展的子葉數(shù)/處理的總種 子數(shù)X100%)，將該待測棉花的子葉平展率稱為對照培養(yǎng)子葉平展率。
[0010] 所述待鑒定棉花為兩個(gè)以上的棉花品種或品系，每個(gè)棉花品種或品系的子葉平展 率由滿足生物統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的樣本數(shù)獲得，如每個(gè)棉花品種或品系的每一個(gè)處理檢測100粒 以上種子。
[0011] 上述方法可按照如下方法挑選所述待測棉花的種子進(jìn)行棉花抗冷性的鑒定：
[0012] 第一次種子挑選：挑選有活力的種子，飽滿的、均勻一致的，無破損的所述待測棉 花種子，毛子或光子均可；
[0013] 第二次種子挑選：將所述待測棉花種子在清水中揉搓，然后將浸透種子均勻擺放 在培養(yǎng)皿中平鋪的濕潤濾紙上，種子間留有縫隙，種子與種子間不能積壓，再用一張浸濕但 不滴水的濾紙蓋在種子上，然后28°C、黑暗下培養(yǎng)2小時(shí)；挑選健壯的、飽滿、優(yōu)質(zhì)、活力有 保證的種子。
[0014] 上述方法中，所述冷處理可在0-4°C下進(jìn)行。所述X可為1-7,如4。所述冷處理可 在黑暗下進(jìn)行。
[0015] 上述方法中，所述浸泡的時(shí)間可為12小時(shí)；所述液體可為清水、營養(yǎng)液或藥物水 溶液。所述浸泡可在28 °C下進(jìn)行。
[0016] 所述浸泡可按照如下方法進(jìn)行：將上述待測棉花種子均勻擺放在培養(yǎng)皿中平鋪的 濕潤濾紙上，種子間留有縫隙，種子與種子間不能積壓，再用一張浸濕但不滴水的濾紙蓋在 種子上，使種子緊貼上下兩層濾紙利于充分吸水，同時(shí)要有一定的空隙，蓋上培養(yǎng)皿蓋子， 有利于保濕，然后于28°C下浸泡10-12小時(shí)。
[0017] 上述方法中，所述恢復(fù)培養(yǎng)可在28°C下進(jìn)行。所述Y可為7。所述恢復(fù)培養(yǎng)的條 件可為光照14小時(shí)/黑暗10小時(shí)，溫度28°C。
[0018] 上述方法中，所述恢復(fù)培養(yǎng)可在沙子（如河沙）中或土壤中進(jìn)行。所述沙子可按照 如下方法制備得到：將河沙洗凈，在160°C_180°C條件下烘干滅菌6小時(shí)以上，并在自然狀 態(tài)下放涼，稱重，按重量比加上清水（自來水、蒸餾水或純凈水均可），水和沙子充分混勻， 得到濕潤沙子，濕潤沙子的含水量為23%左右。
[0019] 進(jìn)行所述恢復(fù)培養(yǎng)時(shí)，所述待測棉花的種子可按照如下方法播種至所述沙子中： 將所述沙子均勻平鋪于長19. 2cm、寬14cm、深5cm的長方型有機(jī)發(fā)芽盒中，沙子的厚度約為 2cm，取出所述待測棉花的冷處理后的種子，均勻平鋪在沙子上，種子擺放分散開；再蓋上 3cm厚的拌勻后的沙子，將沙子鋪平壓緊。之后再蓋上長19cm、寬13. 8cm、深7cm的有機(jī)發(fā) 芽盒蓋子。
[0020] 上述方法中，所述方法可為鑒定或輔助鑒定萌發(fā)期棉花的抗冷性。
[0021] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了所述鑒定或輔助鑒定棉花抗冷性的方法在 棉花育種或棉花種質(zhì)資源創(chuàng)新中的應(yīng)用。
[0022] 上述應(yīng)用中，所述棉花育種可按照如下方法進(jìn)行：按照所述方法選擇相對子葉平 展率高的棉花品種或品系，將其作為親本進(jìn)行棉花抗冷育種或直接在生產(chǎn)中應(yīng)用。
[0023] 本發(fā)明中，所述棉花可為陸地棉，如豫2067、光籽1、中棉所44、冀棉616、冀棉228、 sGK958、GK50、邯242、衡棉3號、中棉所50、新研96-48、魯棉研16或中404A。
[0024] 本發(fā)明利用棉花萌發(fā)期在不同溫度和不同冷處理時(shí)間下的棉花幼苗的子葉平展 率建立了一種鑒定鑒定棉花抗冷性的方法：1)4個(gè)材料在對照（28°C)處理中差異不顯著。 2)15°C以下的低溫處理的子葉平展率平均值均低于對照（28°C)處理，說明15°C以下的低 溫處理對種子萌發(fā)期均造成了傷害，但4°C、10°C、15°C低溫處理時(shí)，4個(gè)棉花材料間的子葉 平展率只達(dá)到顯著差異，而〇°C低溫處理下的子葉平展率平均值與其它低溫條件處理的子 葉平展率的平均值均達(dá)到極顯著差異，且在0Γ處理?xiàng)l件下，4個(gè)棉花材料間的子葉平展率 均達(dá)到極顯著差異，另外，冰箱控制的〇°C條件容易獲得，溫度變幅穩(wěn)定，可將0°C作為鑒定 棉花萌發(fā)期抗冷性的溫度條件。3)0°C處理?xiàng)l件下，隨著對棉花低溫處理的天數(shù)的增加，棉 花材料間的子葉平展率呈下降趨勢，說明低溫處理的時(shí)間越長，對棉花萌發(fā)的危害越大。 0°C處理4天時(shí)，棉花材料間的子葉平展率差異達(dá)極顯著。可將0°C處理4天作為陸地棉萌 發(fā)期抗冷性鑒定的條件。
[0025] 利用本發(fā)明的鑒定棉花萌發(fā)期抗冷性的方法得到的相對子葉平展率（冷處理子 葉平展率與正常處理子葉平展率的比值）與與田間得到的相對出苗率（冷處理出苗率與正 常處理出苗率的比值）的相關(guān)系數(shù)為R= 0. 8157,表明利用本發(fā)明的鑒定棉花抗冷性的方 法鑒定萌發(fā)期棉花的抗冷性是可行的。說明本發(fā)明的鑒定棉花萌發(fā)期抗冷性的方法以及鑒 定標(biāo)準(zhǔn)可以用于棉花萌發(fā)期抗冷性鑒定。