一种耐低氮大麦的筛选方法技术

一种耐低氮大麦的筛选方法，以大麦的地上部分作为筛选研究对象，采用水培方式，选取苗期大麦的地上部干重为筛查指标，筛选耐低氮大麦品种，并确定了合适的低氮胁迫浓度，利用相对单株吸氮量和相对氮素生理利用效率的乘积，可在一定程度上判断大麦对低氮环境的耐受程度，反映大麦材料的耐低氮能力。通过地上部干重、地上部相对单株吸氮量和相对氮素生理利用效率的乘积来表征大麦的耐低氮性能，比仅从吸氮量或氮素生理利用效率一个方面来表征耐低氮性更准确，通过该方法筛选的大麦，能够有效减少氮肥的施用量，减轻环境负担，氮肥的施用量可至少降低至全氮的三分之一左右，大大缓解了环境压力。

A screening method for low nitrogen barley

A screening method for low nitrogen barley, taking the above ground part of barley as the screening research object, using hydroponics, selecting the dry weight of the seedling barley as screening index, screening low nitrogen barley varieties, and determining the suitable low nitrogen stress concentration, using relative single plant nitrogen uptake and relative nitrogen use efficiency. The product can, to a certain extent, judge the tolerance degree of barley to low nitrogen environment, and reflect the ability of barley material to bear low nitrogen. The low nitrogen resistance of barley was characterized by the dry weight of the upper ground and the product of the relative nitrogen uptake and relative nitrogen use efficiency in the upper part of the ground. It was more accurate than the nitrogen absorption and nitrogen use efficiency only. The barley screened by this method could effectively reduce the amount of nitrogen fertilizer application and reduce the amount of nitrogen fertilizer. Light environmental burden, nitrogen fertilizer application can be reduced to at least 1/3 of total nitrogen, greatly relieving the environmental pressure.

【技术实现步骤摘要】
一种耐低氮大麦的筛选方法
本专利技术属于大麦育种
，具体涉及一种耐低氮大麦的筛选方法。
技术介绍
氮素是作物生长发育所不可缺少的大量元素之一，也是作物生长和发育的限制因子。从上世纪中叶以来，随着人口的增长，农业生产上为了追求作物产量，大量使用氮肥，甚至过量使用。目前，我国的氮肥施用总量世界第一，而且每公顷氮肥施用量也远远高于发达国家，然而，据估计，这些氮肥大约只有30％～50％被作物吸收，其它都通过各种途径直接进入环境。这不仅导致能源大量消耗，作物生产成本的提高，还造成了很严重的环境问题，如过量的氮素进入水体引起赤潮以及其带来的海洋生物灭绝和生物多样性破坏，导致土壤酸化和次生盐渍化、地下水硝酸盐含量超标及地表水体富营养化，以及造成臭氧层空洞和全球变暖等等。随着我国“双减”战略的实施，作物生产上不再一味地追求产量，开展作物耐低氮育种就成了一个重要选择。大麦，是全球第四大禾谷类作物，广泛应用于饲料、啤酒、食品、医药领域等。大麦具备生育期短，适应性广，耐逆性强等优点，一直受到科学家们的广泛关注，也被作为遗传学研究的模式植物之一。而大麦地方品种又是我国大麦种质资源的重要组成部分，蕴含着大量的抗病、耐逆、优质、高产等优异基因。因此，在大麦中开展耐低氮研究具有重要意义。耐低氮育种首先需要筛选出好的作物品种，筛选品种一般采用水培试验、盆栽试验和大田试验的方式。虽然大田试验最可靠，但由于其受到外界众多因素的影响，而且对氮素浓度控制的难度大，所以导致试验重复性差。同时大田试验周期长，耗时耗力，尤其大规模地进行耐低氮品种筛选时工程艰巨。盆栽试验因为其采用土壤栽培，也存在准确控制难、试验重复性差的问题，而利用水培试验进行耐低氮品种筛选可以有效解决以上问题。在耐低氮大麦的筛选中，一套行之有效的耐低氮筛选指标也是必不可少的。现有的大麦作物耐低氮筛选中，有学者报道利用一些形态学生理学性状的相对值来进行大麦耐低氮筛选，杨丽娜等(杨丽娜.西藏野生大麦与栽培大麦氮利用效率的基因型差异研究，浙江大学，2014)以相对地上部干重作为大麦耐低氮性的判断标准，根据不同品种的大麦在不同浓度氮素处理下的表现，定义了相对地上部干重(Relativeshootdryweight，RSDW)，RSDW>0.9为耐低氮性品种，RSDW<0.7为低氮敏感品种，0.7<RSDW<0.9为中度耐性品种，尽管这些指标对于大麦耐低氮性评价具有一定的价值，但是，相对值很难进行统计分析，无法准确反应低氮胁迫对大麦的影响，难以准确分类。同时，合适的低氮胁迫水平和时间也是耐低氮筛选的重要因素。若低氮胁迫浓度不合适，那么可能每个品种都不会因为氮素浓度下降有显著的变化，也无法比较出参试品种的差异。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐低氮大麦的筛选方法，在苗期筛选耐低氮大麦品种，选取地上部干重作为耐低氮筛选指标，并确定了合适的低氮胁迫浓度，在苗期即可进行筛选，对大麦的耐低氮性判断更准确、全面，通过该方法筛选的大麦，能够有效减少氮肥的施用量，减轻环境负担，氮肥的施用量可至少降低为全氮的三分之一左右，大大缓解环境压力。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐低氮大麦的筛选方法，包括以下步骤：1)将大麦种子消毒，冲洗干净，23-28℃浸种4～6小时，催芽过夜，待种子露白后放到湿润的滤纸上发芽；2)取芽长为5-6cm的大麦幼苗，移入全氮营养液中培养1-3周，培养温度为18-22℃，每天补水，每周更换一次全氮营养液；3)在三叶期以后以低氮胁迫营养液进行低氮胁迫处理，以在全氮营养液中进行全氮培养的大麦幼苗作对照，每种处理各设6次以上重复，低氮胁迫处理时间为1-3周；其中，所述的低氮胁迫营养液中NH4NO3的浓度为0.1-0.5mmol/L，其余成分及含量与全氮营养液相同；4)低氮胁迫处理结束后收苗，将根和地上部分开装袋，杀青，烘干至恒重，测定地上部干重；5)将低氮胁迫处理的大麦幼苗与全氮培养的大麦幼苗的地上部干重进行对比，利用t测验来判断两者地上部干重的差异显著性，若P≤0.05，则表明差异显著，若P＞0.05时，则表明差异不显著，筛选出经低氮胁迫处理后，其地上部干重与全氮培养下的相比，不发生显著变化的大麦材料，作为耐低氮大麦。优选地，所述全氮营养液中：NH4NO31.43mmol/L，NaH2PO4·2H2O50.4mg/L，K2SO489.3mg/L，CaCl2110.8mg/L，MgSO4405.0mg/L，MnSO4·H2O1.6mg/L，Na2MoO4·H2O18.8μg/L，H3BO31.2mg/L，ZnSO4·7H2O43.8μg/L，CuSO4·5H2O38.8μg/L，柠檬酸铁15.0mg/L。优选地，步骤5)中，还包括：测量经低氮胁迫处理后大麦幼苗的相对单株吸氮量和相对氮素生理利用效率，筛选出经低氮胁迫处理后，相对单株吸氮量和相对氮素生理利用效率乘积大于0.8，且其地上部干重与全氮培养相比，不发生显著变化的大麦材料，作为耐低氮大麦。本专利技术的全氮营养液配方参考Yoshida等人(YoshidaSFornoDA，CockJH，GomezKA.1976.Laboratorymanualforphysiologicalstudiesofrice.IRRI，LosBanos)1976年发表的的配方。专利技术人通过研究发现，在全氮和低氮胁迫下，干重的基因型差异都相对较大，且干重指标与其它性状在不同的供氮水平下都呈现为显著正相关，可见，干重指标可以作为大麦耐低氮筛选和鉴定的重要指标。低氮胁迫对植株的根干重有明显的促进作用，对株高、分蘖数、地上部干重有明显的抑制作用，而对于根长，则表现比较复杂。这表明，低氮胁迫对于大麦地上部和根的影响是不同的，且其对于植物生长的抑制主要表现在地上部。本专利技术以大麦的地上部分作为筛选研究对象，采用水培方式，选取苗期大麦的地上部干重为筛查指标，在筛选过程中，对于某一材料，其在低氮胁迫下，其地上部干重指标与其在全氮水平下相当时，说明其具有良好的耐低氮性能。植物对氮素的吸收利用是一个非常复杂的过程，涉及很多生理生化过程，因此，揭示相关的生理生化指标和耐低氮的关系也非常重要。专利技术人通过研究发现，大麦在低氮胁迫下，单株吸氮量明显下降，而氮素的生理利用效率却明显提高，而较高的单株吸氮量和较高的氮素生理利用效率对于大麦在低氮胁迫下的生长发育都很重要，因此，大麦的耐低氮性可能同时取决于单株吸氮量和氮素生理利用效率共同的作用结果，本专利技术中，对影响大麦氮素营养的这两个指标进行联合考虑，将大麦地上部相对单株吸氮量和相对氮素生理利用效率相乘，结果发现，耐低氮品种的这一乘积都大于0.8，而低氮敏感品种则都小于0.8，表明通过两个指标的同时考虑，将耐低氮品种和低氮敏感品种进行区分。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出了在大麦作物耐低氮育种中，在苗期根据地上部干重指标筛选耐低氮材料的方法，获得的耐低氮大麦品种，可以有效减少氮肥的施用量，减轻环境负担，氮肥的施用量可至少降低为全氮的三分之一左右，大大缓解了环境压力。本专利技术利用相对单株吸氮量和相对氮素生理利用效率的乘积，来判断大麦对低氮环境的耐受程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低氮大麦的筛选方法，包括以下步骤：1)将大麦种子消毒，冲洗干净，23‑28℃浸种4～6小时，催芽过夜，待种子露白后放到湿润的滤纸上发芽；2)取芽长为5‑6cm的大麦幼苗，移入全氮营养液中培养1‑3周，培养温度为18‑22℃，每天补水，每周更换一次全氮营养液；3)在三叶期以后以低氮胁迫营养液进行低氮胁迫处理，以在全氮营养液中生长的大麦幼苗作对照，每种处理各设6次以上重复，低氮胁迫处理时间为1‑3周；其中，所述的低氮胁迫营养液中NH4NO3的浓度为0.1‑0.5mmol/L，其余成分及含量与全氮营养液相同；4)低氮胁迫处理结束后收苗，将根和地上部分开装袋，杀青，烘干至恒重，测定地上部干重；5)将低氮胁迫处理的大麦幼苗与全氮培养的大麦幼苗的地上部干重进行对比，利用t测验来判断两者地上部干重的差异显著性，若P≤0.05，则表明差异显著，若P＞0.05时，则表明差异不显著，筛选出经低氮胁迫处理后，其地上部干重与全氮培养相比，不发生显著变化的大麦材料，作为耐低氮大麦。

【技术特征摘要】
1.一种耐低氮大麦的筛选方法，包括以下步骤：1)将大麦种子消毒，冲洗干净，23-28℃浸种4～6小时，催芽过夜，待种子露白后放到湿润的滤纸上发芽；2)取芽长为5-6cm的大麦幼苗，移入全氮营养液中培养1-3周，培养温度为18-22℃，每天补水，每周更换一次全氮营养液；3)在三叶期以后以低氮胁迫营养液进行低氮胁迫处理，以在全氮营养液中生长的大麦幼苗作对照，每种处理各设6次以上重复，低氮胁迫处理时间为1-3周；其中，所述的低氮胁迫营养液中NH4NO3的浓度为0.1-0.5mmol/L，其余成分及含量与全氮营养液相同；4)低氮胁迫处理结束后收苗，将根和地上部分开装袋，杀青，烘干至恒重，测定地上部干重；5)将低氮胁迫处理的大麦幼苗与全氮培养的大麦幼苗的地上部干重进行对比，利用t测验来判断两者地上部干重的差异显著性，若P≤0.05...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志伟，陆瑞菊，姜琪，黄剑华，刘成洪，宗营杰，张述伟，方春燕，高润红，何婷，郭桂梅，徐红卫，李颖波，周龙华，
申请(专利权)人：上海市农业科学院，
类型：发明
国别省市：上海,31