一种基于Ca制造技术

本发明专利技术公开了一种基于Ca

A Ca-based Approach

【技术实现步骤摘要】
一种基于Ca2+流速的玉米种子活力测定方法
本专利技术涉及种子活力检测
，具体涉及一种基于Ca2+流速的玉米种子活力测定方法。
技术介绍
种子活力是衡量种子播种质量的重要指标。高活力种子出苗快速整齐、苗强苗壮、抗逆性强，具有明显的生长优势和生产潜力；低活力种子在适宜条件下虽然能发芽，但在不良条件下出苗不整齐，甚至不出苗，对产量影响很大。选用高活力种子是实现一播全苗、苗强苗壮的重要保障。种子活力测定方法有30多种，一般分为直接法和间接法两类。直接法是在试验室条件下模拟田间不良条件测定出苗率或幼苗生长速度和健壮度，如低温处理试验、砖砾试验、伸长胚根计数法等；间接法是在试验室内测定某些与种子活力相关的生理生化指标和物理特性，如酶活性、浸泡液电导率、呼吸强度等。ISTA颁布的《国际种子检验规程》中将伸长胚根计数法作为适用于玉米种子活力测定的方法。伸长胚根计数法采用20±1℃或13±1℃作为发芽温度，分别在66h±15min和144±1h时计数胚根突破种皮2mm以上的种子所占百分率，作为评价种子活力的指标。在植物细胞中存在几个Ca库，主要包括中央大液泡、内质网、线粒体和叶绿体，此外，在细胞壁中也贮存了大量Ca。当植物接收到外界刺激后，Ca2+由Ca库流入细胞质，在静息状态时，Ca2+又由细胞质流入Ca库。外源施加Ca2+可缓解低温、干旱和盐胁迫等非生物胁迫对种子萌发的抑制作用(廉洁等,2015；徐拾佳等,2017；任珺等,2019)。非损伤微测技术(Non-invasiveMicro-testTechnology,NMT)是一种研究活体材料生理功能的技术。该技术利用选择性电极，可在保证被测样品完整性和近似实际生理环境状态下，检测分子/离子进出生物活体的三维流速信息，广泛应用于生理功能研究领域。种子在萌发的过程中通过呼吸作用消耗O2为自身提供能量，Xin等(2013)通过NMT技术测定了大豆、小麦和油菜吸胀种子的O2流速，来判断种子生活力，提出了用吸胀种子O2流速评价种子生活力的方法。但目前还未见有基于Ca2+流速评价玉米种子活力的相关报道。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种基于Ca2+流速的玉米种子活力测定方法。本专利技术的方法可以实现对玉米种子活力的准确测定，与现有的检测方法相比，本专利技术的方法用时更少，效率更高。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供玉米种胚胚根端Ca2+流速在玉米种子活力测定中的应用。玉米种子萌发时，胚根最先突破种皮，因此，在种子吸胀过程中，胚根端细胞比其他部位代谢更旺盛，Ca2+流速测定值更大，较易测定。本专利技术选择玉米种胚胚根端Ca2+流速用于玉米种子活力测定，相对于玉米种胚的其他部位，其测定结果更为准确可靠。本专利技术的第二方面，提供一种基于Ca2+流速的玉米种子活力测定方法，包括以下步骤：利用非损伤微测系统测定玉米种胚胚根端Ca2+流速，根据Ca2+流速来评价玉米种子的活力。优选的，所述玉米种胚是由如下处理得到：将待测玉米种子于25℃条件下吸胀24h，将玉米种子的胚乳切掉，剥出完整的玉米种胚。我们在研究中曾对整粒玉米种子进行检测，结果发现以整粒种子作为检测对象，Ca2+流速的稳定性较差，且数值较低。在包括玉米在内的禾本科植物种子中，胚是活组织而胚乳、果种皮是死组织，只有活组织可以响应外界环境信号，死组织的干扰也许是以整粒种子作为检测对象测得的Ca2+流速稳定性较差的主要原因。由此，本专利技术选择玉米种胚作为检测对象，其Ca2+流速稳定，且测定数值较高，有利于对玉米种子活力进行评价。优选的，Ca2+流速的测定方法为：将玉米种胚的背面朝下，固定在培养皿中，加入测试液，平衡5-10min；将培养皿置于非损伤微测系统的载物台上，利用显微镜及三维运动位移平台，使电极与玉米种胚清楚的在同一视野内显示，将电极尖端靠近玉米种胚胚根端，操作软件，对玉米种胚胚根端Ca2+流速进行检测。对于非损伤微测系统而言，测定不同的离子或分子需要使用不同的测试液，针对本专利技术所测定的对象，测试液的组成优选为：KCl(0.1mM)、CaCl2(0.1mM)、MgCl2(0.1mM)、NaCl(0.5mM)、Na2SO4(0.2mM)、MES(0.3mM)，pH值6.0。更优选的，电极尖端与玉米种胚胚根端的距离为2-5μm。更优选的，对玉米种胚胚根端Ca2+流速进行连续检测10min。优选的，以苗干重活力指数为Y值，以玉米种胚胚根端Ca2+流速为X值，拟合得到苗干重活力指数与Ca2+流速的线性曲线，通过线性曲线来评价玉米种子的活力。更优选的，所述线性曲线为Y＝0.0006218X+0.1454，R2＝0.8604。本专利技术的有益效果：本专利技术利用非损伤微测系统对玉米种胚胚根端Ca2+流速进行检测，根据Ca2+流速来评价玉米种子的活力。通过本专利技术的方法可以对玉米种子进行快速检测，准确性高、种子用量少。附图说明图1：玉米种胚在正常视野与显微镜下的检测位点；其中，A：正常视野；B显微镜下的视野；其中测试位点为箭头标注的位置。图2：玉米种子吸胀24h后种胚Ca2+内流速率的动态变化；不同折线表示4个玉米品种，包括杂交种先玉335(XY335)和郑单958(ZD958)及其母本PH6WC和郑58(Z58)，空白对照(BLANK)是在没有放置样品的测试液中测得，其数值在0附近上下波动。以单个活体胚为检测样品，每个样品连续检测10min。图3：不同品种间种子活力指数与种胚Ca2+流速；图中，(A)四个玉米品种Ca2+流速值，(B)株干重活力指数。四个玉米品种为杂交种先玉335(XY335)和郑单958(ZD958)及其母本PH6WC和郑58(Z58)。图4：不同处理种胚Ca2+流速动态变化；(A)先玉335，(B)郑单958。其中CK表示没有经过任何处理；SA表示人工老化处理，即在温度为45℃，湿度为90％，连续老化96h；SP表示“老化+引发”处理，即老化结束后，对其做引发处理；BLANK是在没有放置样品的测试液中测得。每个样品连续检测10min。图5：不同处理种子活力与种胚Ca2+流速；(A)先玉335不同处理Ca2+流速，(B)先玉335不同处理苗干重活力指数，(C)郑单958不同处理Ca2+流速，(D)郑单958不同处理苗干重活力指数。CK表示没有经过任何处理；SA表示人工老化处理；SP表示“老化+引发”处理。图6：玉米种子活力与种胚Ca2+流速呈显著正相关。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。正如
技术介绍
部分所介绍的，随着玉米单粒播技术的推广，种子活力这一指标受到越来越多的重视，准确测定种子活力对于玉米生产非常重要。种子活力测定方法较多，但大多用时较长，效率不高。基于此，本专利技术提供了一种新的测定玉米种子活力的方法，本专利技术利用非损伤微测系统对玉米种胚胚根端Ca2+流速进行检测，根据Ca2+流速来评价玉米种子的活力。通过本专利技术的方法可以对玉米种子活力进行快速检测，准确性高、种子用量少。在本专利技术的一种实施方案中，给出的玉米种胚胚根端Ca2+流速测定方法具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玉米种胚胚根端Ca

【技术特征摘要】
1.玉米种胚胚根端Ca2+流速在玉米种子活力测定中的应用。2.一种基于Ca2+流速的玉米种子活力测定方法，其特征在于，包括以下步骤：利用非损伤微测系统测定玉米种胚胚根端Ca2+流速，根据Ca2+流速来评价玉米种子的活力。3.根据权利要求2所述的玉米种子活力测定方法，其特征在于，所述玉米种胚是由如下处理得到：将待测玉米种子于25℃条件下吸胀24h，将玉米种子的胚乳切掉，剥出完整的玉米种胚。4.根据权利要求2所述的玉米种子活力测定方法，其特征在于，Ca2+流速的测定方法为：将玉米种胚的背面朝下，固定在培养皿中，加入测试液，平衡5-10min；将培养皿置于非损伤微测系统的载物台上，利用显微镜及三维运动位移平台，使电极与玉米种胚清楚的在同一视野内显示，将电极尖端靠近玉米种胚胚根端，操作软件，对玉米种胚胚根端Ca2+流速进行检测。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，朱鹏宇，宋雪皎，毛玉泉，张春庆，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37