一种高光效多倍体小麦的筛选方法技术

本发明专利技术公开了一种高光效多倍体小麦的筛选方法，涉及农业技术领域。所述方法包括：在小麦灌浆期分别测定不同倍性小麦旗叶光合气体交换参数、光合相关性状及光合抗逆能力；通过分析测定数据从不同倍性小麦中筛选出最佳高光效多倍体小麦；光合气体交换参数包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及水分利用效率；光合相关性状包括小麦旗叶叶片叶绿素浓度、叶面积指数、旗叶面积、绿叶面积、干物质积累量及绿叶数；光合抗逆能力包括光饱和点、光补偿点、CO2饱和点、CO2光补偿点、最佳湿度、最佳温度、暗呼吸速率、光量子效率、羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速率。采用本方法可准确筛选出高光效小麦，为育种提供理论依据。

A Screening Method for High Photosynthetic Efficiency Polyploid Wheat

The invention discloses a screening method for high light efficiency polyploid wheat, which relates to the field of agricultural technology. The methods include: measuring photosynthetic gas exchange parameters, photosynthetic related characteristics and photosynthetic stress resistance of flag leaves of wheat with different ploidy at grain filling stage; screening the best photosynthetic polyploid wheat from different ploidy wheat by analyzing the measured data; photosynthetic gas exchange parameters include net photosynthetic rate, stomatal conductance, intercellular CO2 concentration, transpiration rate and water use efficiency. Photosynthetic characteristics include chlorophyll concentration, leaf area index, flag leaf area, green leaf area, dry matter accumulation and number of green leaves; photosynthetic stress resistance includes light saturation point, light compensation point, CO2 saturation point, CO2 light compensation point, optimum humidity, optimum temperature, dark respiration rate, photoquantum efficiency, carboxylation efficiency, maximum net photosynthetic rate and average net light. Closing rate. This method can accurately screen high photosynthetic efficiency wheat and provide theoretical basis for breeding.

【技术实现步骤摘要】
一种高光效多倍体小麦的筛选方法
本专利技术涉及农业种植
，尤其涉及一种高光效多倍体小麦的筛选方法。
技术介绍
远缘杂交和多倍体化是高等植物最重要的进化过程，在天然物种和农作物中广泛存在。研究表明，70％以上的被子植物在进化过程中至少经历了一次多倍化事件，近年来通过对芸苔属、小麦、拟南芥、棉花等植物的研究发现，异源多倍体形成早期经常伴随着与孟德尔法则不一致的基因组变化，表现在遗传、转录、表达等水平上它们有助于多倍体新物种形成,为植物的长期进化提供了可能的条件。多倍体小麦是通过异源多倍体化方式进化和培育的典型，特别是六倍体普通小麦是世界范围种植最广泛的、最重要的粮食作物之一，其产量随着材料的进化得了显著的提高。然而现代栽培小麦由于长期的品种之间杂交育种,特别是核心种质的反复利用,导致了普通小麦群体遗传多样性的丧失,遗传基础越来越窄。作为大多数栽培小麦的起源，近缘的小麦基因型是小麦改良中获得新的遗传多样性最有价值、最易得到的来源，因此对小麦进化材料进行研究与利用可以极大的丰富育种手段，提高对环境的适应性与抗性。光合作用是植物的物质积累与生理代谢的基本单元，光合效率的高低与作物光合产物积累、产量潜力发挥以及品质优劣密切相关。光合遗传研究是利用作物光合特性进行杂种优势评价的一种新方法，是作物遗传育种研究中的一个新领域。因此研究作物的光合性状在农业育种工作中具有重要的意义。目前，小麦的常规育种手段已经发挥到最大作用，但产量的提高不是很明显，筛选高光效材料、运用现代育种方法进行高光效育种是当今以及将来提高作物产量的有效途径。因此，亟待研究一种科学且准确的筛选高光效多倍体小麦的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种高光效多倍体小麦的筛选方法。为达到上述目的，本专利技术主要提供了如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供了一种高光效多倍体小麦的筛选方法，包括以下步骤：在小麦发育灌浆期分别测定不同倍性小麦旗叶的光合气体交换参数、光合相关性状及光合抗逆能力；通过分析测定数据从所述不同倍性小麦中筛选出最佳高光效多倍体小麦；其中，所述光合气体交换参数包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及水分利用效率；所述光合相关性状包括小麦旗叶叶片叶绿素浓度、叶面积指数、旗叶面积、绿叶面积、干物质积累量及绿叶数；所述光合抗逆能力为不同光照强度、不同CO2浓度、不同温度及不同湿度条件下的光合特性；所述光合抗逆能力包括光饱和点、光补偿点、CO2饱和点、CO2光补偿点、最佳湿度、最佳温度、暗呼吸速率、光量子效率，羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速率。作为优选，所述不同倍性小麦为二倍体节节麦、四倍体硬粒小麦、六倍体普通小麦及八倍体小黑麦。作为优选，所述不同光照强度条件下光合特性的测定方法为：选用6400-02BLED红蓝光源叶室，控制叶室内温度为25℃，CO2浓度控制为400μmol·ml-1，在1300μmol·m-2·s-1光强下适应15分钟后，采用自动光曲线程序进行测定；其中，计算光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、光量子效率和最大净光合速率。作为优选，所述不同CO2浓度条件下光合特性的测定方法为：控制叶室内温度为25℃，CO2浓度设为1200μmol·ml-1，光强设为1300μmol·m-2·s-1，适应15min后采用自动CO2曲线测定程序进行测定；其中，计算光饱和点、CO2饱和点、CO2光补偿点、光补偿点、光量子效率、羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速。作为优选，所述不同温度条件下光合特性的测定方法为：测定时控制光强为1300μmol·m-2·s-1，CO2设为400μmol/mol，25℃下适应15min后，采用手动程序进行测定，测定时控制叶室温度，分别在外界温度的±10℃范围内每个温度点测定一次，确定最佳温度。作为优选，所述不同湿度条件下光合特性的测定方法为：测定时控制光强为1300μmol·m-2·s-1，CO2设为400μmol/mol，25℃下适应15min后，采用手动程序进行测定，测定时调节干燥管旋钮来控制湿度，从湿度为零开始，每间隔5％设置一个湿度点，在每个湿度点测定一次，确定最佳湿度。作为优选，所述光合气体交换参数的测定结果：所述净光合速率从大至小依次为：八倍体小黑麦﹥四倍体硬粒小麦﹥二倍体节节麦﹥六倍体普通小麦；所述蒸腾速率从大至小依次为：八倍体小黑麦﹥二倍体节节麦﹥四倍体硬粒小麦﹥六倍体普通小麦；所述水分利用效率从大至小依次为：八倍体小黑麦﹥六倍体普通小麦﹥四倍体硬粒小麦或二倍体节节麦；所述胞间CO2浓度：六倍体普通小麦和八倍体小黑麦均小于二倍体节节麦或四倍体硬粒小麦。作为优选，所述光合相关性状的测定结果：所述旗叶面积从大至小依次为：六倍体普通小麦>四倍体硬粒小麦>八倍体小黑麦>二倍体节节麦；所述绿叶面积从大至小依次为：六倍体普通小麦>四倍体硬粒小麦>八倍体小黑麦>二倍体节节麦；所述叶面积指数从大至小依次为：六倍体普通小麦>四倍体硬粒小麦>八倍体小黑麦>二倍体节节麦；所述六倍体普通小麦的绿叶数为4片，其他三个小麦绿叶数为3片；作为优选，在相同光照强度条件下，所述净光合速率从大至小依次为：四倍体硬粒小麦>六倍体普通小麦>八倍体小黑麦或二倍体节节麦；暗呼吸速率和光补偿点从大至小依次均为：八倍体>六倍体>四倍体>二倍体；光饱和点从大至小依次为：二倍体>八倍体>四倍体>六倍体；光量子效率从大至小依次为：四倍体>六倍体>二倍体>八倍体；在相同CO2浓度条件下，所述羧化效率、最大净光合速率和平均净光合速率从大至小依次均为：八倍体小黑麦>六倍体普通小麦>二倍体节节麦>四倍体硬粒小麦；CO2饱和点从大至小依次为：六倍体>八倍体>四倍体>二倍体；羧化效率从大至小依次为：八倍体>六倍体>二倍体>四倍体。作为优选，所述二倍体节节麦进行光合作用的最佳温度为27℃，所述四倍体硬粒小麦进行光合作用的最佳温度为30℃，所述六倍体普通小麦进行光合作用的最佳温度为28℃，所述八倍体小黑麦进行光合作用的最佳温度为26℃；所述二倍体节节麦进行光合作用的最佳湿度为45％，所述四倍体硬粒小麦进行光合作用的最佳湿度为54％，所述六倍体普通小麦进行光合作用的最佳湿度为59％，所述八倍体小黑麦进行光合作用的最佳湿度为53％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在小麦灌浆期测定不同倍性小麦旗叶的光合气体交换参数(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及水分利用效率)、光合相关性状(小麦旗叶叶片叶绿素浓度、叶面积指数、旗叶面积、绿叶面积、干物质积累量及绿叶数)、光合抗逆能力(光饱和点、光补偿点、CO2饱和点、CO2光补偿点、最佳湿度、最佳温度、暗呼吸速率、光量子效率、羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速率)以及通过分析测定数据筛选出最佳高光效多倍体小麦。采用本专利技术的方法可科学且准确的从多倍体小麦中筛选出高光效多倍体小麦；根据本专利技术研究方法也可通过人为改变环境因子，从而发挥出光合作用的最佳优势，最终达到改良增产的目的。附图说明图1是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在小麦发育灌浆期分别测定不同倍性小麦旗叶的光合气体交换参数、光合相关性状及光合抗逆能力；通过分析测定数据从所述不同倍性小麦中筛选出最佳高光效多倍体小麦；其中，所述光合气体交换参数包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及水分利用效率；所述光合相关性状包括小麦旗叶叶片叶绿素浓度、叶面积指数、旗叶面积、绿叶面积、干物质积累量及绿叶数；所述光合抗逆能力为不同光照强度、不同CO2浓度、不同温度及不同湿度条件下的光合特性；所述光合抗逆能力包括光饱和点、光补偿点、CO2饱和点、CO2光补偿点、最佳湿度、最佳温度、暗呼吸速率、光量子效率，羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速率。

【技术特征摘要】
1.一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在小麦发育灌浆期分别测定不同倍性小麦旗叶的光合气体交换参数、光合相关性状及光合抗逆能力；通过分析测定数据从所述不同倍性小麦中筛选出最佳高光效多倍体小麦；其中，所述光合气体交换参数包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及水分利用效率；所述光合相关性状包括小麦旗叶叶片叶绿素浓度、叶面积指数、旗叶面积、绿叶面积、干物质积累量及绿叶数；所述光合抗逆能力为不同光照强度、不同CO2浓度、不同温度及不同湿度条件下的光合特性；所述光合抗逆能力包括光饱和点、光补偿点、CO2饱和点、CO2光补偿点、最佳湿度、最佳温度、暗呼吸速率、光量子效率，羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速率。2.如权利要求1所述的一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述不同倍性小麦为二倍体节节麦、四倍体硬粒小麦、六倍体普通小麦及八倍体小黑麦。3.如权利要求1所述的一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述不同光照强度条件下光合特性的测定方法为：选用6400-02BLED红蓝光源叶室，控制叶室内温度为25℃，CO2浓度控制为400μmol·ml-1，在1300μmol·m-2·s-1光强下适应15分钟后，采用自动光曲线程序进行测定；其中，计算光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、光量子效率和最大净光合速率。4.如权利要求1所述的一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述不同CO2浓度条件下光合特性的测定方法为：控制叶室内温度为25℃，CO2浓度设为1200μmol·ml-1，光强设为1300μmol·m-2·s-1，适应15min后采用自动CO2曲线测定程序进行测定；其中，计算光饱和点、CO2饱和点、CO2光补偿点、光补偿点、光量子效率、羧化效率、最大净光合速率及平均净光合速。5.如权利要求1所述的一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述不同温度条件下光合特性的测定方法为：测定时控制光强为1300μmol·m-2·s-1，CO2设为400μmol/mol，25℃下适应15min后，采用手动程序进行测定，测定时控制叶室温度，分别在外界温度的±10℃范围内每个温度点测定一次，确定最佳温度。6.如权利要求1所述的一种高光效多倍体小麦的筛选方法，其特征在于，所述不同湿度条件下光合特性的测定方法为：测定时控制光强为1300μmol·m-2·s-1，CO2设为400μmol/mol，25℃下适应15min后，采用手动程序进行测定，测定时调节干燥管旋钮来控制湿度，从湿度为零开始，每间隔5％设置一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏涛，赵小光，张耀文，翟周平，罗红炼，苟升学，
申请(专利权)人：陕西省杂交油菜研究中心，
类型：发明
国别省市：陕西,61