一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法，属于生物技术领域。本发明专利技术公开的一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法，包括水培鉴定法和卷纸鉴定法。本发明专利技术方法是一种能够高效准确的对棉花钾高效能力进行鉴定，明确快速、准确反映钾肥高效吸收利用的方法，对创制钾利用效率高的新种质、解决钾缺乏导致的棉花早衰具有重要意义。早衰具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法


[0001]本专利技术涉及生物
，更具体的说是涉及一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法。

技术介绍

[0002]钾是植物生长所必需的三大矿物元素之一，占植物灰分重量的50％，是农业生产的保障性物质，被称为品质和抗逆元素。棉花是我国重要的经济作物和关系国计民生的重要战略物资，其根、茎、叶、籽和棉纤维都有使用价值，其中以棉纤维使用价值最大。与小麦、玉米等粮食作物相比，棉花是喜钾作物，对钾更为敏感。防止早衰，保障棉纤维产量和品质是棉花产业发展的重大需求。但我国棉区土壤缺钾现象比较普遍，严重制约了棉花的生产。棉花因缺钾而早衰是生产上的普遍现象，通常会导致产量降低10％左右，严重时达20％左右，而且会负面影响纤维品质。
[0003]植物钾高效可以分为吸收和利用高效。为保证钾的高效吸收，有两种机制：一是植物有强大的根系，二是较高的生理吸收能力。根系是吸收土壤水分及养分最主要的器官，也是对水分及养分变化最为敏感的功能器官。根系的生长状况与地上部生理代谢、干物质积累、棉株衰老及产量密切相关。此外，根系还与抗生物逆境和非生物逆境有着密切的关系。生理吸收能力可用V
max
和K
m
来衡量，V
max
表示在钾供应充足的情况下，根系吸收钾的最大速率，K
m
表示当植物对钾的吸收速率为最大吸收效率的一半时的外界钾供应浓度，它表示了在钾供应有限的情况下植物对钾的吸收能力。前期研究结果显示，棉花钾高效吸收主要取决于明显的形态吸收钾优势，而不是生理吸收。钾体内利用效率则和生物量之间存在密切相关性。不同的作物品种在钾吸收能力和体内利用效率方面存在很大差异，而快速、准确筛选钾高效棉花基因型的法方尚不明确。
[0004]因此，提供一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法，包括水培鉴定法和卷纸鉴定法；
[0008]所述水培鉴定法的步骤如下：
[0009](1)将子叶展开后的棉花幼苗分别在适钾营养液和缺钾营养液中培养至幼苗5叶期(培养约21天)；所述培养条件为：白天温度为30
±
2℃、时长为14h、光照强度为450
±
30μmol m
‑2s
‑1，夜晚温度为25
±
2℃、时长10h；
[0010](2)幼苗5叶期时取样，取样后从根茎交界处将样品分为根系和地上部，烘干称重；计算钾效率值1＝缺钾条件下地上部生物量/适钾条件下地上部生物量
×
100％和钾效率值2＝缺钾条件下根系生物量/适钾条件下根系生物量
×
100％；当钾效率值1≥30％且钾效率
值2≥15％时，定义为钾高效利用基因型；
[0011]所述卷纸鉴定法的步骤如下：
[0012]1)以不同棉花基因型为材料，先将露白的种子均匀放置在浸透有改良霍格兰氏营养液的2张无菌吸水纸中间(距离顶部约5cm)，然后将包裹有种子的吸水纸卷在无菌PVC管周围，之后竖直放入盛有改良霍格兰氏营养液的塑料容器中，表面覆盖透气的塑料薄膜，在冷光源下培养5d，至棉花出苗且子叶由黄转绿；所述培养条件为：白天温度为30
±
2℃、时长为14h、光照为7.5μmol m
‑2s
‑1，夜晚温度为25
±
2℃，时长为10h；
[0013]2)之后调节为强光生长7天，统计根系形态指标；所述生长条件为：白天温度为30
±
2℃、时长为14h、光照为300μmol m
‑2s
‑1，夜晚温度为25
±
2℃、时长为10h；
[0014]3)根系生物量、主根长和侧根数的日增长量分别大于0.58mg/日、1.07cm/日和3.17个/日的棉花材料为钾高效利用基因型。
[0015]进一步，步骤(1)所述缺钾营养液的组成如下：Ca(NO3)22.5mmol/L，MgSO41mmol/L，NH4H2PO40.5mmol/L，KCl 0.02mmol/L，EDTA
‑
FeNa 0.1mmol/L，CuSO
42×
10
‑4mmol/L，ZnSO
41×
10
‑3mmol/L，H3BO
32×
10
‑2mmol/L，(NH4)6Mo7O
245×
10
‑6mmol/L，MnSO
41×
10
‑3mmol/L。
[0016]进一步，步骤(1)所述适钾营养液和步骤1)所述改良霍格兰氏营养液的组成如下：Ca(NO3)22.5mmol/L，MgSO41mmol/L，NH4H2PO40.5mmol/L，KCl 0.5mmol/L，EDTA
‑
FeNa 0.1mmol/L，CuSO
42×
10
‑4mmol/L，ZnSO
41×
10
‑3mmol/L，H3BO
32×
10
‑2mmol/L，(NH4)6Mo7O
245×
10
‑6mmol/L，MnSO
41×
10
‑3mmol/L。
[0017]水培鉴定法：生物量是钾吸收利用效率高低的直接反映。
[0018]卷纸鉴定法：虽然土壤中可利用性钾主要分布在0～40cm土层中，但根系分布在深层次多时，更利于钾吸收。棉花是直根系深根作物，由入土很深的主根、分布较广的侧根和众多的根毛组成发达的根系网。因此，能快速、方便获取的根系生物量重、主根长、侧根数可作为快速、准确筛选钾高效棉花基因型的判断指标。
[0019]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法，是一种能够高效准确的对棉花钾高效能力进行鉴定，明确快速、准确反映钾肥高效吸收利用的方法，对创制钾利用效率高的新种质、解决钾缺乏导致的棉花早衰具有重要意义。
具体实施方式
[0020]下面将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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]缺钾(含0.02mmol/L钾离子)营养液的组成如下：Ca(NO3)22.5mmol/L，MgSO41mmol/L，NH4H2PO40.5mmol/L，KCl 0.02mmol/L，EDTA
‑
FeNa 0.1mmol/L，CuSO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉花钾高效利用基因型的鉴定方法，其特征在于，包括水培鉴定法和卷纸鉴定法；所述水培鉴定法的步骤如下：(1)将子叶展开后的棉花幼苗分别在适钾营养液和缺钾营养液中培养至幼苗5叶期；所述培养条件为：白天温度为30
±
2℃、时长为14h、光照强度为450
±
30μmolm
‑2s
‑1，夜晚温度为25
±
2℃、时长10h；(2)幼苗5叶期时取样，取样后从根茎交界处将样品分为根系和地上部，烘干称重；计算钾效率值1＝缺钾条件下地上部生物量/适钾条件下地上部生物量
×
100％和钾效率值2＝缺钾条件下根系生物量/适钾条件下根系生物量
×
100％；当钾效率值1≥30％且钾效率值2≥15％时，定义为钾高效利用基因型；所述卷纸鉴定法的步骤如下：1)以不同棉花基因型为材料，先将露白的种子均匀放置在浸透有改良霍格兰氏营养液的2张无菌吸水纸中间，然后将包裹有种子的吸水纸卷在无菌PVC管周围，之后竖直放入盛有改良霍格兰氏营养液的塑料容器中，表面覆盖透气的塑料薄膜，在冷光源下培养5d，至棉花出苗且子叶由黄转绿；所述培养条件为：白天温度为30
±
2℃、时长为14h、光照为7.5μmolm
‑2s
‑1，夜晚温度为25
±
2℃，时长为10h；2)之后调节为强光生长7天，统计根系形态指标；所述生长条件为：白天温度为30
±
2℃、时长为14h、光照为300μmolm
‑2s
‑1，夜晚温度为25
±
2℃、时长为10h；3)根系生物量、主根长和侧根数的日增长量分别大于0.58mg/日、1.07cm/日和3.17个/日的棉花材料为钾高效利用基因型。2.根据权利要求1所述的一种棉...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛惠云，张志勇，段鹏飞，张新，武志斌，刘艳丽，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：发明
国别省市：