一种快速测定植物抗盐能力的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速测定植物抗盐能力的方法，属于农作物抗盐品种筛选技术领域。该方法利用叶片细胞液溶质浓度变化量计算出叶片细胞液溶质浓度变化速率，由叶片细胞液溶质浓度变化速率构建叶片细胞液溶质浓度变化速率与盐胁迫水平关系模型，依据该模型获取植物叶片细胞液溶质浓度变化加速率与盐胁迫水平关系，依据各盐胁迫水平下的植物叶片细胞液溶质浓度变化速率和变化加速率，比较分析在各待测盐水平下植物抗盐指数。本发明专利技术通过检测植物内环境离子浓度变化，步骤简单，对植物损伤小，测定的结果灵敏、精度高，测得的特定环境下植物抗盐指数为量化指标，具有较好的可比性和预测性。

A Rapid Method for Determining Salt Resistance of Plants

【技术实现步骤摘要】
一种快速测定植物抗盐能力的方法
本专利技术涉及一种快速测定植物抗盐能力的方法，属于农作物抗盐品种筛选

技术介绍
据统计，全世界盐碱地面积近10亿hm2，约占世界陆地面积的7.6％。我国盐碱土地资源总量约为9913万hm2，其中现代盐碱土面积为3693万hm2，残余盐碱土约4487万hm2，并且尚存在有约1733万hm2的潜在盐碱土，且有逐年增加的趋势。土壤盐碱化造成了地区植被稀少、生态系统脆弱的局面，会严重制约当地环境建设和经济的可持续发展。盐碱地土壤高含盐量是生态建设的限制因素，虽然通过土壤改良工程手段可以解决问题，但是这种方法受到气候、水文等条件的严重制约，只适合大量降水和具有丰富淡水资源的地区，同时由于它投资巨大，易造成土壤返盐。因此如何利用和开发我国上亿亩的盐渍化土壤就成为我国农业生产和改善生态环境中十分迫切和重要的任务。但要利用盐渍化土壤就必须要筛选高生产力的盐碱适生植物品种。为了选育抗盐树种，必须了解植物的抗盐能力。土壤盐分对植物生长具有双向作用。在较低盐度或在与植物耐性相适应的盐度水平条件下，对植物生长的影响轻微，有时还有一定促进作用，对抗盐和盐生植物尤其如此。但过高的盐度对大部分植物危害严重，甚至包括抗盐植物也是如此。目前，国内外表征植物抗盐能力的方法耗时较长，测定过程复杂，指标繁多，且建立在作物受到严重盐害的基础上，不具有预防效果。因此，亟待开发出一种快速、准确地比较植物抗盐能力的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种通过植物叶片水势的测定计算细胞液溶质浓度变化，评估植物的抗盐能力的方法，克服了现有技术和方法不能量化和不可逆损伤植物的弊病和缺陷，减少了人为因素对植物的影响，结果灵敏、精确。本专利技术采取以下技术方案：一种快速测定植物抗盐能力的方法，包括以下步骤：步骤一，选取被考察植物叶片，进行饱水处理，然后进行不同水平的盐胁迫处理，处理时间为t小时；步骤二，在不同盐胁迫水平下，测定处理后的叶片的叶水势W，计算叶片细胞液溶质浓度Q，并获得叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ，ΔQ＝QX-Q0，其中QX为任意盐浓度下叶片细胞液溶质浓度，Q0为纯水时叶片细胞液溶质浓度；步骤三，依据叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ计算出叶片细胞液溶质浓度变化速率VX，步骤四，由叶片细胞液溶质浓度变化速率VX构建叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获取模型参数Vm和K的值；其中Vm、K是模型参数，X为盐胁迫水平；步骤五，将上述模型求导获取细胞液溶质浓度变化加速率aX与盐胁迫水平X关系模型，步骤六，将盐胁迫水平X、Vm和K的值，代入所述变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获得各盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤七，将盐胁迫水平X、Vm和K的值，代入所述加速率aX与盐胁迫水平X关系模型，获得各盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度加速率aX；步骤八，依据在待测盐胁迫水平下植物叶片细胞液溶质浓度最大变化速率Vm、变化速率VX和加速率aX获取在待测盐胁迫水平下植物抗盐指数Y，其中m+n＝1，叶片细胞液溶质浓度变化加速率最大值本专利技术的有益效果为：1)本专利技术建立植物在不同盐水平下，叶片细胞液溶质浓度变化速率、加速率与盐胁迫水平模型，能很好表征细胞液溶质浓度变化与盐度之间的关系。2)本专利技术通过测得植物的叶片水势，能无损检测植物的抗盐能力，克服了现有技术指标繁多的缺陷。3)本专利技术通过检测植物特定环境下细胞液溶质浓度变化速率和变化加速率计算植物抗盐指数，来反映植物的抗盐能力，克服了外界环境的干扰，所得数据更为可靠，测定的结果精确度高；同时，还可以量化植物的抗盐能力，具有可比性。4)本专利技术可以检测植物对一定范围内的任意盐胁迫水平下的植物抗盐能力，具有很好的预测性。附图说明图1为白骨壤叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平之间关系的拟合曲线图；图2为油菜叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平之间关系的拟合曲线图。具体实施方式下面将对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术的原理为：表示酶促反应的起始速度与底物浓度关系的米氏方程为：其中：I为植物对养分的吸收速率；Imax为植物体对养分的最大吸收速率；Km为米氏常数，即当吸收速率为最大吸收速率Imax一半时的外界养分浓度，C为底物浓度。在盐胁迫下，随着盐度的增加，植物细胞快速积累盐分，并逐渐趋向稳定，超过细胞所能承受的范围后，细胞破裂死亡，物质进出细胞无障碍。因此，米氏方程也可用于描述在一定范围内，细胞液溶质浓度变化速率V与盐胁迫水平的关系，它们用直角双曲线方程来表示：其中：V为细胞液溶质浓度变化速率；X为盐胁迫水平；Vm为盐胁迫下细胞溶质浓度变化速率最大值；K为常数，代表当细胞液溶质浓度变化速率为最大细胞质浓度变化速率Vm一半时的盐胁迫水平。由于细胞液溶质浓度变化速率V是单位时间t时间段的细胞液溶质浓度变化量ΔQ，特定盐度下的植物叶片细胞液溶质浓度变化速率为VX，因此：对式(3)进行求导，可得到特定盐度下的植物叶片细胞液溶质浓度变化加速率aX，方程为：由此可知，随着盐浓度的增加，叶片细胞溶质溶度变化加速率逐渐减小。当X＝0时，植物叶片细胞液溶质浓度变化加速率最大，为在特定环境条件下，细胞液溶质浓度变化速率越大，变化加速率越小，细胞内部越稳定，因此结合植物叶片最大细胞液溶质浓度变化速率Vm、最大变化加速率和某一盐胁迫下变化速率VX及变化加速率aX定义该植物在这一盐胁迫水平下的抗盐指数Y，方程为：其中，m+n＝1。一种快速测定植物抗盐能力的方法，包括以下步骤：步骤一，选取待测植物的新鲜枝条上同一叶位长势较为一致的叶片，带到实验室，放到双纯水中浸泡30分钟；步骤二，吸干叶片表面水分，立即将被考察植物叶片分别放置在含有不同盐胁迫水平的单盐溶液(NaCl)中，盐胁迫处理时间为2小时；步骤三，待被考察植物叶片在(280±20)μmol/m-2s-1强度下光照2小时后，测定其叶水势W；步骤四，依据叶水势W计算叶片细胞液溶质浓度Q：其中：W为植物组织水势，i系解离系数，R为气体常数，T为热力学温度K，T＝273+t℃，t为环境温度；再依据叶片细胞液溶质浓度Q获得叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ：ΔQ＝QX-Q0(7)其中：QX为任意盐浓度下叶片细胞液溶质浓度，Q0为纯水时叶片细胞液溶质浓度；步骤五，依据不同盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ计算出叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤六，由叶片细胞液溶质浓度变化速率VX构建植物叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获取模型参数Vm和K的值；步骤七，将叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平X模型求导，得到细胞液溶质浓度变化加速率aX与盐胁迫水平X关系模型；步骤八，将盐胁迫水平X、模型参数Vm和K的值，代入到植物叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获得各盐胁迫水平下植物叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤九，将盐胁迫水平X、模型参数Vm和K的值，代入细胞液溶质浓度变化加速率aX与盐胁迫水平X关系模型，获得各盐胁迫水平下植物叶片细胞液溶质浓度加速率aX；步骤十，依据在待测盐胁迫水平下植物叶片细胞液溶质浓度最大变化速率Vm、变化速率VX和加速率aX获取在待测盐胁迫水平下植物抗盐指数Y；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速测定植物抗盐能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，选取被考察植物叶片，饱水处理后进行不同水平的盐胁迫处理，盐胁迫处理时间为t小时；步骤二，在不同盐胁迫水平下，测定处理后的叶片的叶水势W，计算叶片细胞液溶质浓度Q，并获得叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ；步骤三，依据叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ计算出叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤四，由叶片细胞液溶质浓度变化速率VX构建叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获取模型参数Vm和K的值；步骤五，将上述模型求导获取细胞液溶质浓度变化加速率aX与盐胁迫水平X关系模型；步骤六，将盐胁迫水平X、Vm和K的值，代入所述变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获得各盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤七，将盐胁迫水平X、Vm和K的值，代入所述加速率aX与盐胁迫水平X关系模型，获得各盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度加速率aX；步骤八，依据在待测盐胁迫水平下植物叶片细胞液溶质浓度最大变化速率Vm、变化速率VX和加速率aX获取在待测盐胁迫水平下植物抗盐指数Y。

【技术特征摘要】
1.一种快速测定植物抗盐能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，选取被考察植物叶片，饱水处理后进行不同水平的盐胁迫处理，盐胁迫处理时间为t小时；步骤二，在不同盐胁迫水平下，测定处理后的叶片的叶水势W，计算叶片细胞液溶质浓度Q，并获得叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ；步骤三，依据叶片细胞液溶质浓度变化量ΔQ计算出叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤四，由叶片细胞液溶质浓度变化速率VX构建叶片细胞液溶质浓度变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获取模型参数Vm和K的值；步骤五，将上述模型求导获取细胞液溶质浓度变化加速率aX与盐胁迫水平X关系模型；步骤六，将盐胁迫水平X、Vm和K的值，代入所述变化速率VX与盐胁迫水平X模型，获得各盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度变化速率VX；步骤七，将盐胁迫水平X、Vm和K的值，代入所述加速率aX与盐胁迫水平X关系模型，获得各盐胁迫水平下叶片细胞液溶质浓度加速率aX；步骤八，依据在待测盐胁迫水平下植物叶片细胞液溶质浓度最大变化速率Vm、变化速率VX和加速率aX获取在待测盐胁迫水平下植物抗盐指数Y。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，陈倩，邢德科，卡西夫索朗基，陈佳佳，张承，谢津津，李中英，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32