一种植物节水抗旱功能的鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种植物节水抗旱功能的鉴定方法，所述方法包括：选取同一批次已催芽的植物种子培养至特定生长阶段，选取特定生长阶段的植物进行表型鉴定；根据表型鉴定结果，动态评价节水抗旱遗传表型；其中，所述培养至特定生长阶段包括：实验室水培至幼苗期、实验室土培至幼苗期和田间培养至分蘖期；其中，所述表型鉴定包括：对实验室水培幼苗进行蒸腾表型鉴定、对实验室土培幼苗进行干旱表型鉴定、对田间分蘖期幼苗进行生理表型鉴定。该方法从遗传和生理两个角度系统评价了植物苗期的节水抗旱表型，能够准确地反应植物的节水抗旱功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种植物节水抗旱功能的鉴定方法


[0001]本专利技术涉及一种植物节水抗旱功能的鉴定方法，属于农业生物


技术介绍

[0002]全球气候变暖和水资源短缺导致的干旱是目前农业生产面临的主要问题， 我国农业生产所需的水量较大，农业用水占全国总用水量的三分之二。因此植 物尤其是农作物的节水抗旱问题一直深受社会关注。节水和抗旱是两个不同但 又相互联系的概念。植物节水是指植物生长发育过程中有效利用水分，降低耗 水，具有较高水分利用效率的能力。植物抗旱可以分为三个方面：避旱性、耐 旱性和复原抗旱性。节水抗旱是指植物通过减少水分散失，降低耗水，保存水 分，避免或延迟植株遭受干旱，与抗旱中的避旱相似。节水抗旱作物在适度干 旱缺水或阶段性干旱时能通过节水，降低耗水，保存水分避免干旱，保证植株 正常生长，恢复浇水后产量不受影响。减少水分散失是植物节水抗旱的重要环 节。蒸腾是植物耗水的主要途径，气孔蒸腾是植物叶片蒸腾的主要形式。植物 可以通过调节气孔开闭，控制气孔蒸腾，调节水分的利用。
[0003]相较于经典抗旱研究，节水抗旱概念提出较晚。国际上从1972年提出抗旱性划分，到1999年才开始联合评价抗旱与水分利用效率，直至2004年才提出节水与抗旱。植物的节水抗旱性状非常复杂，涉及多个重要的生理范畴，目前节水抗旱研究中超过98%的文章集中在栽培和育种领域，这些研究改进了节水抗旱栽培技术，获得了节水抗旱作物品种；但在节水抗旱基因的挖掘，基因功能鉴定、机理和分子机制方面的研究还很少，虽然发现与蒸腾相关基因，但是并没有系统探索基因的节水抗旱功能。
[0004]目前的植物节水抗旱功能鉴定主要从栽培育种方面进行，费时费力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种植物节水抗旱功能的鉴定方法，能够从遗传和生理两方面鉴定植物苗期节水抗旱功能。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供了一种植物节水抗旱功能的鉴定方法，所述方法包括如下步骤：选取同一批次已催芽的植物种子培养至特定生长阶段，选取特定生长阶段的植物进行表型鉴定；根据表型鉴定结果，动态评价节水抗旱功能；其中，所述培养至特定生长阶段包括：实验室水培至幼苗期、实验室土培至幼苗期和田间培养至分蘖期；其中，所述表型鉴定包括：对实验室水培幼苗进行蒸腾表型鉴定、对实验室土培幼苗进行干旱表型鉴定、对田间分蘖期幼苗进行生理表型鉴定。
[0006]进一步地，所述动态评价节水抗旱功能包括：根据实验室水培幼苗的蒸腾表型鉴定，初步评价节水抗旱遗传表型；
根据实验室土培幼苗的干旱表型鉴定，长期验证节水抗旱遗传表型；根据田间分蘖期幼苗的生理表型鉴定，实时检测节水抗旱生理表型。
[0007]进一步地，对实验室水培幼苗进行蒸腾表型鉴定的方法为：将不同株系幼苗种植在大小合适的小板上，每板间隔种植相同且一定棵数的幼苗，单独放置在11.5
×
8.5
×
18cm的透明方盆内，加满营养液并称重；在光照足够恒温30℃恒湿60%的培养箱内放置3天，正常培养，观察透明方盆内水位变化，以黑线标记水位，同时称重；每个株系至少进行三次生物学重复；计算能够用于初步评价节水抗旱遗传表型的耗水量，计算公式为：耗水量=0天营养液重量
‑
3天后营养液重量。
[0008]优选地，培养至少三组小板的水培幼苗进行蒸腾表型鉴定，以保证至少进行三次生物学重复。
[0009]进一步地，对实验室土培幼苗进行干旱表型鉴定的方法为：将不同株系幼苗种植在含有相同重量土的10
×
10
×
8.5cm小盆内，每小盆间隔种植相同且一定棵数的幼苗，水饱和后，每株系各六小盆单独放入一个大小合适且封闭的32
×
23
×
8.2cm蓄水盘中，加入相同体积的水，在光照足够恒温30℃恒湿60%的培养箱内培养，每天连续称重，同时不再浇水，进行干旱胁迫；加水恢复培养，并统计存活率；每个株系至少进行三次生物学重复；计算能够用于长期验证节水抗旱遗传表型的每盆苗土壤含水量，计算公式：土壤含水量=（烘干前小盆和蓄水盘及土样质量
‑
烘干后小盆和蓄水盘及土样质量）/（烘干前小盆和蓄水盘及土样质量
‑
烘干空小盆和蓄水盘质量）*100%。
[0010]优选地，每个株系培养至少三组小盆的土培幼苗进行干旱表型鉴定，以保证至少进行三次生物学重复。
[0011]进一步地，所述水饱和的步骤为：将每小盆苗浸没在水中吸收足够水分后，同时沥干，直到每小盆苗不再滴水，再将其放入干燥的蓄水盘中。
[0012]进一步地，对田间生长期幼苗进行生理表型鉴定包括：气孔导度、蒸腾速率、光合作用效率、叶面温度及气孔观察。
[0013]进一步地，对田间生长期幼苗进行生理表型鉴定的环境为：6
‑
8月晴天上午9:00
‑
11:00或光照足够且恒温30℃恒湿60%的温室。
[0014]进一步地，对田间生长期幼苗进行生理表型鉴定时每个株系选取10株及以上长势一致、生长状态良好的相同部位叶片进行测量及气孔观察取样。
[0015]进一步地，所述测量及气孔观察取样包括：采用环境扫描电子显微镜对叶片气孔进行扫描观察、拍照，统计气孔开度、密度及长度，每个株系至少统计三百个气孔。
[0016]进一步地，对田间生长期幼苗进行生理表型鉴定时叶片进行测量及气孔观察取样的时间小于一分钟。
[0017]与现有技术相比，本专利技术实施例所提供的一种植物节水抗旱功能的鉴定方法所达到的有益效果包括：本专利技术对实验室水培幼苗进行蒸腾表型鉴定初步评价节水抗旱遗传表型、对实验
室土培幼苗进行干旱表型鉴定长期验证节水抗旱遗传表型、对田间生长期幼苗进行生理表型鉴定实时检测节水抗旱生理表型，从遗传和生理两个角度系统地、动态地评价鉴定植物苗期的节水抗旱表型，在小范围内就能能够准确地反应植物的节水抗旱功能，省时省力，同时方便对基因功能鉴定、机理和分子机制进行研究，因此对于缓解水资源危机，发展节水农业，抵御干旱，保障国家的粮食安全、生态安全和社会可持续发展具有重要意义。
附图说明
[0018]图1是本专利技术提供的一种植物节水抗旱功能的鉴定方法的流程图；图2是本专利技术实施例1提供的的蒸腾表型鉴定中OsPIL15过表达及敲除株系与野生型的对照图；图3是本专利技术实施例2提供的干旱表型鉴定中OsPIL15过表达及敲除株系与野生型的对照图；图4是本专利技术实施例3提供的生理表型鉴定中OsPIL15过表达与敲除株系和野生型的气孔导度、蒸腾速率、光合作用效率、叶面温度的对照图；图5是本专利技术实施例3提供的生理表型鉴定中OsPIL15过表达与敲除株系和野生型的生理表型的气孔观察的对照图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0020]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物节水抗旱功能的鉴定方法，其特征在于，包括：选取同一批次已催芽的植物种子培养至特定生长阶段，选取特定生长阶段的植物进行表型鉴定；根据表型鉴定结果，动态评价节水抗旱功能；其中，所述培养至特定生长阶段包括：实验室水培至幼苗期、实验室土培至幼苗期和田间培养至分蘖期；其中，所述表型鉴定包括：对实验室水培幼苗进行蒸腾表型鉴定、对实验室土培幼苗进行干旱表型鉴定、对田间分蘖期幼苗进行生理表型鉴定。2.根据权利要求1所述的植物节水抗旱遗功能的鉴定方法，其特征在于，所述动态评价节水抗旱功能包括：根据实验室水培幼苗的蒸腾表型鉴定，初步评价节水抗旱遗传表型；根据实验室土培幼苗的干旱表型鉴定，长期验证节水抗旱遗传表型；根据田间分蘖期幼苗的生理表型鉴定，实时检测节水抗旱生理表型。3.根据权利要求1所述的植物节水抗旱功能的鉴定方法，其特征在于，对实验室水培幼苗进行蒸腾表型鉴定的方法为：将不同株系幼苗种植在大小合适的小板上，每板间隔种植相同且一定棵数的幼苗，单独放置在11.5
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8.5
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18cm的透明方盆内，加满营养液并称重；在光照足够恒温30℃恒湿60%的培养箱内放置3天，正常培养，观察透明方盆内水位变化，以黑线标记水位，同时称重；每个株系至少进行三次生物学重复；计算能够用于初步评价节水抗旱遗传表型的耗水量，计算公式为：耗水量=0天营养液重量
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3天后营养液重量。4.根据权利要求1所述的植物节水抗旱功能的鉴定方法，其特征在于，对实验室土培幼苗进行干旱表型鉴定的方法为：将不同株系幼苗种植在含有相同重量土的10
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10
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8.5cm小盆内，每小盆间隔种植相同且一定棵数的幼苗，水饱和后，每株系各六小盆单独放入一个大小合适且封闭的32
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【专利技术属性】
技术研发人员：高勇，李倩，陈建民，张冬平，周露艳，钱静洁，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：