一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，属于作物育种技术领域。通过测定不同夹持力下作物叶片生理电容、生理电阻和生理阻抗，进一步计算作物叶片生理容抗和生理感抗；分别构建作物叶片的生理电容、生理电阻、生理阻抗、生理容抗、生理感抗随夹持力变化模型，利用这些模型的参数计算作物叶片的比有效厚度、固有生理电阻、固有生理阻抗、固有生理容抗以及固有生理感抗，进而计算作物叶片细胞代谢能、作物相对持水时间、作物耐低营养能力、作物营养利用效率，归一化上述指标，综合评定各待测样本的得分，以综合得分平均值的高低定量比较待测品种的优劣。

A selection method of stress resistant crop varieties based on electrophysiological characteristics

【技术实现步骤摘要】
一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法
本专利技术属于作物育种
，具体涉及一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，不仅可以快速、在线定量检测不同作物物质代谢和能量代谢的综合能力，筛选高产抗逆作物品种，测定的结果具有可比性，而且还可以用生物物理指标表征不同作物对干旱低营养的适应特征，极大地提高作物品种选择效率、降低成本，为智能化育种提供技术支撑，是智慧农业的重要组成部分。
技术介绍
抗逆作物品种是指在逆境中能获得高产的作物品种，常见的抗逆品种的特性是兼具有高产和抗逆特性，是即高产、抗干旱，又耐低营养以及具有较高营养效率的作物品种。常规的选择抗逆作物品种的方法不仅需要特定的逆境条件，同时需要测定多个生长发育指标以及生理生化指标，需时长，工作量大，大大降低选择效率，而且结果不具重复性，不同的材料也不具可比性。尤其在株系比较时，需要到收获时才能获取该株系的产量和抗逆信息，为扩繁加代也带来了严重影响。作物电生理信息是在线即时信息，叶片是作物最重要的功能器官，对能量代谢以及包括水分代谢和营养元素代谢在内物质代谢最为敏感，在作物的生长发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，将待测作物材料种植在同一环境下，以处于生长期的植株为测定材料；/n步骤二，将测定装置与LCR测试仪连接；/n步骤三，从不同的待测植株上采集不同叶位的待测叶片，放到蒸馏水中浸泡；/n步骤四，吸干叶片表面水，立即将待测叶片夹在测定装置平行电极板之间，设置测定电压、频率，通过改变铁块的质量来设置不同的夹持力，并联模式同时测定不同夹持力下的作物叶片生理电容、生理电阻、生理阻抗；/n步骤五，根据作物叶片生理电容计算生理容抗；/n步骤六，依据作物叶片生理电阻、生理阻抗和生理容抗，计算作物叶片生理感抗；/n步骤七，构建作物...

【技术特征摘要】
1.一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将待测作物材料种植在同一环境下，以处于生长期的植株为测定材料；
步骤二，将测定装置与LCR测试仪连接；
步骤三，从不同的待测植株上采集不同叶位的待测叶片，放到蒸馏水中浸泡；
步骤四，吸干叶片表面水，立即将待测叶片夹在测定装置平行电极板之间，设置测定电压、频率，通过改变铁块的质量来设置不同的夹持力，并联模式同时测定不同夹持力下的作物叶片生理电容、生理电阻、生理阻抗；
步骤五，根据作物叶片生理电容计算生理容抗；
步骤六，依据作物叶片生理电阻、生理阻抗和生理容抗，计算作物叶片生理感抗；
步骤七，构建作物叶片的生理电容随夹持力变化模型，获得模型的各个参数；
步骤八，构建作物叶片的生理电阻随夹持力变化模型，获得模型的各个参数；
步骤九，构建作物叶片的生理阻抗随夹持力变化模型，获得模型的各个参数；
步骤十，构建作物叶片的生理容抗随夹持力变化模型，获得模型的各个参数；
步骤十一，构建作物叶片的生理感抗随夹持力变化模型，获得模型的各个参数；
步骤十二，依据步骤七模型中的参数，获取作物叶片的比有效厚度d；
步骤十三，依据步骤八模型中的参数，获取作物叶片固有生理电阻IR以及基于生理电阻的作物叶片细胞单位代谢能ΔGR-E；
步骤十四，依据步骤九模型中的参数，获取作物叶片固有生理阻抗IZ以及基于生理阻抗的作物叶片细胞单位代谢能ΔGZ-E；
步骤十五，依据步骤十模型中的参数，获取作物叶片固有生理容抗IXC以及基于生理容抗的作物叶片细胞单位代谢能ΔGXc-E；
步骤十六，依据步骤十一模型中的参数，获取作物叶片固有生理感抗IXL以及基于生理感抗的作物叶片细胞单位代谢能ΔGLc-E；
步骤十七，依据作物固有生理容抗IXC计算作物固有生理电容ICP；
步骤十八，依据作物固有生理电容ICP和作物叶片固有生理阻抗IZ，获得基于电生理参数的作物相对持水时间RTwm；
步骤十九，依据叶片固有生理电阻IR、固有生理容抗IXC以及固有生理感抗IXL，获得基于电生理参数的作物叶片营养主动转输能力NAT和被动转输能力NPT；
步骤二十，依据基于电生理参数的作物叶片营养主动转输能力NAT和被动转输能力NPT，获取作物耐低营养能力RLN和营养利用效率NUE；
步骤二十一，比较基于生理电阻的作物叶片细胞单位代谢能ΔGR-E、基于生理阻抗的作物叶片细胞单位代谢能ΔGZ-E、基于生理容抗的作物叶片细胞单位代谢能ΔGXc-E、基于生理感抗的作物叶片细胞单位代谢能ΔGLc-E，四者差异不显著的样本为有效样本，该叶片的数据纳入考察之内，反之剔去；
步骤二十二，依据有效样本的基于生理电阻的作物叶片细胞单位代谢能ΔGR-E和作物叶片的比有效厚度d，获取作物叶片细胞代谢能ΔG；
步骤二十三，对基于电生理参数的作物相对持水时间RTwm、作物耐低营养能力RLN、营养利用效率NUE以及作物叶片细胞代谢能ΔG的数据进行归一化，获得归一化的基于电生理参数的作物相对持水时间RTwm、作物耐低营养能力RLN、营养利用效率NUE以及作物叶片细胞代谢能ΔG，分别用RTR、RLNR、NUER、GR表示；
步骤二十四，依据RTR、RLNR、NUER和GR获取待测材料不同植株不同叶位的有效样本的品种综合评分S；
步骤二十五，获取每个待测材料的品种综合评分平均值SM，依据SM大小定量比较品种的优劣，以得分高的材料作为待选的抗逆作物品种。


2.根据权利要求1所述的一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，其特征在于：所述步骤一中，待测作物材料需种植在同一环境下，测定材料为大于5叶期、处于生长期的植株。


3.根据权利要求1所述的一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，其特征在于：所述步骤四中不同的夹持力的设置方法为：通过增加不同质量的铁块，依据重力学公式：F＝(M+m)g计算出夹持力F，式中F为夹持力，单位N；M为铁块质量，m为塑料棒与电极片的质量，kg；g是重力加速度为9.8N/kg。


4.根据权利要求1所述的一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，其特征在于：所述步骤五中，作物叶片生理容抗的计算公式：其中Xc为作物叶片生理容抗，C为作物叶片生理电容，f为测试频率，π是圆周率等于3.1416。


5.根据权利要求1所述的一种一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沿友，张承，苏跃，吴沿胜，方蕾，李海涛，吴明开，王瑞，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：贵州;52