一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法技术

本发明专利技术公开了一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法，通过计算葡萄种质资源各性状的耐铝系数，然后采用主成分分析法选出5个综合指标，计算各品种综合指标的隶属函数值和权重，在隶属函数值和权重的基础上再获得各种质资源的耐铝性综合评价值，最后通过回归分析法建立最优回归方程，筛选出4个耐铝性鉴定指标；对新选育或新引进的品种仅需要测定最优回归方程中的4个指标就可以计算出耐铝综合评价值，进而确定耐铝性强弱及是否适合在酸性土壤地区栽培，使葡萄种质资源耐铝性的评价方法简单化和高效化，评价结果更准确可靠，解决了现有技术中利用单项指标鉴定作物的耐铝性局限性很大，鉴定结果不够客观准确的问题。

A METHOD FOR IDENTIFICATION OF ALUMINIUM TOLERANCE OF GRAPE GERMPLASM RESOURCES

【技术实现步骤摘要】
一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法
本专利技术属于果树抗性种质资源筛选
，涉及一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法。
技术介绍
铝在地壳中的含量仅次于氧和硅而位居第3位，占地壳总质量的7.5％～8.0％。一般情况下，土壤中的铝以硅酸盐或氧化物的形式存在，对植物无毒，但当土壤pH值降至5.0以下时，土壤中可溶性铝含量增加，对植物的生长发育造成了严重的影响，因此铝成为酸性土壤中限制作物产量最主要的因子。随着近代工业的发展，SO2等气体的大量排放导致酸雨的频繁发生，加之农业上大量使用化肥，加剧了土壤的酸化，铝毒害已日趋严重。铝胁迫使葡萄植株生长受抑，嫩叶黄化，根系变黑；老叶叶绿素含量上升，嫩叶叶绿素含量下降；叶片和根系的超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和丙二醛含量上升，氧自由基产生速率也上升，而根系活力则下降，严重降低其果实的产量和品质。传统的耐铝性鉴定的方法常以单一的形态或生理指标作为筛选作物耐铝性的鉴定指标，但事实上作物耐铝机制十分复杂，铝胁迫下各单项指标的反应不尽相同，不同品种间的耐性机制亦不相同，因此，利用单项指标鉴定作物的耐铝性局限性很大，鉴定结果不够客观准确。现有油菜等草本作物上有类似的耐铝性的鉴定方法，但不同作物具有各自不同的形态和生理特征，对铝毒的形态及生理响应亦不相同，特别是草本作物与木本果树差距甚大，在油菜上所得出的耐铝性筛选指标及相关的鉴定方法无法直接应用到葡萄上。因此，生产中迫切需要寻找一种简单、高效、快捷、准确的葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法，以便用于对新选育或新引进的葡萄种质资源进行快速的耐铝性鉴定，并筛选出耐铝性强的葡萄品种供酸性土壤地区栽培。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法，解决了现有技术中利用单项指标鉴定作物的耐铝性局限性很大，鉴定结果不够客观准确的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是，一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法，其特征在于，按以下步骤进行：步骤S1：选取种质资源选取不同来源遗传差异性大的具有代表性的葡萄种质资源；步骤S2：葡萄种质资源的栽培及铝胁迫处理采用无土栽培，供试基质按泥炭︰蛭石︰珍珠岩＝1︰1︰1(体积比)的比例混合置于营养钵中；种质资源种植于营养钵中进行无土栽培；每份种质资源均进行2种处理，即20mmol·L-1铝胁迫[Al2(SO4)3，pH＝4.0，1/2Hoagland’s(霍格兰氏)营养液配制]处理和1/2Hoagland’s(霍格兰氏)营养液对照处理；步骤S3：形态及生理指标的测定处理时间结束后，分别测定各处理植株的形态指标：株高、根茎直径、节间距、地上部鲜重；取健壮植株的健康、成熟、无病虫害的叶片，用于测定生理指标：叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢(H2O2)含量、可溶性糖含量、蛋白质含量、脯氨酸含量；步骤S4：计算葡萄种质资源各性状的耐铝系数根据葡萄种质资源铝胁迫处理组与无胁迫对照处理组各性状的测定结果，计算各性状的耐铝系数，与耐铝性呈正相关的指标：株高、根茎直径、节间距、地上部鲜重、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、超氧化物歧化酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量，耐铝系数＝胁迫下的指标值/非胁迫下的指标值；与耐铝性呈负相关的指标：丙二醛含量、H2O2含量，耐铝系数＝非胁迫下的指标值/胁迫下的指标值；步骤S5：利用SPSS22.0软件对葡萄种质资源的13个单项指标的耐铝系数进行主成分分析(表2)确定各指标的权重，选出前5个综合指标，前5个综合指标的贡献率分别为46.783％、13.804％、12.472％、6.566％、5.716％，累计贡献率达85.341％，其余忽略不计，5个综合指标是依次通过软件模拟出来的；步骤S6：确定综合评价值利用公式U(Xj)＝(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)，其中j＝1,2……n，n＝5，计算各品种所有综合指标的隶属函数值U(Xj)，式中Xj表示测量得到的第j个综合指标值，Xmin表示第j个综合指标的最小值，Xmax表示第j个综合指标的最大值；用公式其中j＝1,2……n，n＝5，计算出5个综合指标的权重，式中，IWj表示第j个综合指标在所有综合指标中的重要程度即权重；CRj为各基因型第j个综合指标的贡献率；然后根据各种质资源各综合指标的U(Xj)和IWj，利用下式获得各种质资源的耐铝性综合评价值D值(表3)，其中j＝1,2……n，n＝5；步骤S7：葡萄种质资源耐铝性鉴定指标的筛选为筛选耐铝性鉴定指标，建立耐铝性评价的数学模型，进行耐铝性预测，对13个指标逐步进行回归分析，以耐铝性综合评价值D值作因变量，各单项指标的耐铝系数作自变量，建立最优回归方程：D＝-0.377+0.241X4+0.163X8+0.145X10+0.168X13(F＝300.702**，R2＝0.983，F是差异显著性，表明达到极显著水平；R2是回归系数，越接近1线性越好；F和R2都是统计学的常数)式中，X4、X8、X10、X13分别代表地上部鲜重、丙二醛含量、过氧化氢含量、脯氨酸含量。进一步的，所述葡萄种质资源包括泰山-1、通化-3、高山-2、毛葡萄、小叶葡萄、美国种SO4、贝达、水晶、红玫瑰、巨峰、玫瑰蜜、巨玫瑰、黑提无极、夏黑、超级无核、北醇、左优红、红地球、黑提、红比勒特、赤霞珠、白牛奶、黑加仑、京秀、黑玫瑰、玛丽欧共计26种。进一步的，所述营养钵直径30cm、高30cm，每盆装入拌好的基质4kg，种质资源是一年生且生长健壮无病虫害的扦插苗，每个营养钵中植入一株扦插苗；进一步的，所述处理方法为用上述浓度的铝溶液和营养液分别把基质拌湿，然后定植葡萄苗，之后根据天气情况、植株生长需水状况，每隔2-3d给铝胁迫处理组和对照处理组分别浇灌500mL的铝溶液和清水，处理时间为60d。进一步的，所述每种葡萄种质定植10盆，5盆用于铝胁迫处理，5盆用于对照处理。进一步的，所述叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量采用酒精提取法测定，丙二醛含量采用双组分光光度法测定，超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑光氧化法测定，过氧化氢(H2O2)含量采用硫酸钛-浓氨水显色法测定，可溶性糖含量采用苯酚-硫酸显色法测定，蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250显色法测定，脯氨酸含量采用酸性茚三酮显色法测定。进一步的，所述最优回归方程中的指标是选取回归系数达0.98以上且差异显著的。本专利技术的有益效果是：通过采用主成分分析法、隶属函数法和回归分析法相结合，综合所有的形态和生理指标对葡萄种质资源耐铝性进行客观准确地评价，并筛选出4个对葡萄耐铝性影响较大的指标，建立最佳回归方程，使葡萄种质资源耐铝性的评价方法简单化和高效化，评价结果更准确可靠；本专利技术首次利用主成分分析法、隶属函数法和回归分析法等进行葡萄种质资源耐铝性鉴定，本专利技术技术方法简单，成本较低，便于操作，适宜于实际生产应用；对新选育或新引进的品种仅需要测定最优回归方程中的4个指标就可以计算出其耐铝综合评价值，进而确定其耐铝性强弱及是否适合在酸性土壤地区栽培。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法，其特征在于，按以下步骤进行：步骤S1：选取种质资源选取不同来源遗传差异性大的具有代表性的葡萄种质资源；步骤S2：葡萄种质资源的栽培及铝胁迫处理采用无土栽培，供试基质按泥炭︰蛭石︰珍珠岩＝1︰1︰1的体积比混合置于营养钵中；种质资源种植于营养钵中进行无土栽培；每份种质资源均进行2种处理，即20mmol·L

【技术特征摘要】
1.一种葡萄种质资源耐铝性鉴定的方法，其特征在于，按以下步骤进行：步骤S1：选取种质资源选取不同来源遗传差异性大的具有代表性的葡萄种质资源；步骤S2：葡萄种质资源的栽培及铝胁迫处理采用无土栽培，供试基质按泥炭︰蛭石︰珍珠岩＝1︰1︰1的体积比混合置于营养钵中；种质资源种植于营养钵中进行无土栽培；每份种质资源均进行2种处理，即20mmol·L-1铝胁迫[Al2(SO4)3，pH＝4.0，1/2霍格兰氏营养液配制]处理和1/2霍格兰氏营养液对照处理；步骤S3：形态及生理指标的测定处理时间结束后，分别测定各处理植株的形态指标：株高、根茎直径、节间距、地上部鲜重；取健壮植株的健康、成熟、无病虫害的叶片，用于测定生理指标：叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量；步骤S4：计算葡萄种质资源各性状的耐铝系数根据葡萄种质资源铝胁迫处理组与无胁迫对照处理组各性状的测定结果，计算各性状的耐铝系数；与耐铝性呈正相关的指标：株高、根茎直径、节间距、地上部鲜重、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、超氧化物歧化酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量，耐铝系数＝胁迫下的指标值/非胁迫下的指标值；与耐铝性呈负相关的指标：丙二醛含量、H2O2含量，耐铝系数＝非胁迫下的指标值/胁迫下的指标值；步骤S5：利用SPSS22.0软件对葡萄种质资源的13个单项指标的耐铝系数进行主成分分析，确定各指标的权重，选出前5个综合指标，前5个综合指标的贡献率分别为46.783％、13.804％、12.472％、6.566％、5.716％，累计贡献率达85.341％，其余忽略不计；步骤S6：确定综合评价值利用公式U(Xj)＝(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)，其中j＝1,2……5，计算各品种所有综合指标的隶属函数值U(Xj)，式中Xj表示测量得到的第j个综合指标值，Xmin表示第j个综合指标的最小值，Xmax表示第j个综合指标的最大值；用公式其中j＝1,2……5，计算出5个综合指标的权重，式中，IWj表示第j个综合指标在所有综合指标中的重要程度即权重；CRj为各基因型第j个综合指标的贡献率；然后根据各种质资源各综合指标的U(Xj)和IWj，利用下式获得各种质资源的耐铝性综合评价值D值，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永福，莫丽玲，牛燕芬，彭声静，荆赞革，裴徐梨，刘贺，
申请(专利权)人：昆明学院，
类型：发明
国别省市：云南,53