一种玉米种皮厚度测定方法技术

本发明专利技术涉及农作物品质测定技术领域，具体提供一种玉米种皮厚度测定方法。本发明专利技术针对现有种皮厚度测量方法中存在的问题，主要从简化操作步骤、提高籽粒处理效率、确定特征测量点、提高测量精度等方面进行优化，以期确定一种快速便捷、高效准确、测量结果可比性强的种皮厚度测定方法，为种皮厚度优异种质筛选鉴定、优质鲜食玉米及宜机收新品种培育提供技术支撑。质鲜食玉米及宜机收新品种培育提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种玉米种皮厚度测定方法


[0001]本专利技术涉及农作物品质测定
，具体提供一种玉米种皮厚度测定方法。

技术介绍

[0002]目前，种皮厚度测量方法主要有5种，分别为测微计法、显微测微尺法、果实硬度计法、品尝法以及涂层测厚仪。测微计法由Wolf等人1969年首先提出，后经1972年Helm、Zuber，1980年Martin等，1987年Tracy等，2012年Choe等，2016年杜彦超等改良使用。测微计测种皮厚度过程中如下：在籽粒顶端(非胚端)剥取种皮，浸没在甘油释液中(3份甘油：1份水)软化24小时，然后于室温晾干24小时，在进行种皮厚度测量。测微计法测量精度虽相对准确，但需要较高的实验条件、鉴定效率低。
[0003]显微测微尺法曾在2012年由Choe、2013年杜彦超、2015年于永涛、2016年朱敏等人用于种皮厚度研究；显微测微尺法是用镊子剖取种皮并切片，置于显微镜下用测微尺测量其厚度。Tracy和Galinat在1987年用此法对种皮厚度进行了测量，测得36个玉米品种的种皮厚度为50～85μm、细胞5～22层。显微测微尺法测量精度高，但同样需要较高的实验条件、鉴定效率低。
[0004]果实硬度计法在2012年由张士龙等使用；通过测量穿透种皮所需压力来测量未成熟籽粒的种皮柔嫩性，即穿刺实验。虽然便携式果实硬度计具有操作简单、便于携带、适于在田间操作等优点，但是硬度计所显示的压强值受到种皮厚度、种皮结构和胚乳质地等因素影响，结果略显粗糙，尤其是在测量玉米种皮厚度的可靠性上还有待商榷。
[0005]品尝法以及涂层测厚仪法在2020年被彭勃等人使用。品尝法目前在育种上应用最广、操作最简单、为大多数科技工作者认可的一种鲜食玉米种皮厚度评定方法，但是易受鉴定人员主观判断和环境条件影响，主观任意性比较大，依赖于育种家的经验与口味。鉴定结果容易造成误差，甚至造成有利等位基因的丢失。
[0006]涂层测厚仪法：使用高温高压法或蒸煮法优化了对种皮的处理方法，通过使用涂层测厚仪提高了测量的精确性。但仍需要将玉米种皮剥离出来，软化籽粒、切割、剥离、进一步软化种皮等一系列用于剥离种皮的处理仍略显繁琐，少量样品的处理尚可应付。但针对需要大批量处理样本的情况：如鲜食玉米育种中薄种皮自交系及薄种皮杂交种的选育；分离群体种皮厚度表型数据结合群体的基因型数据开展种皮厚度的基因定位；挖掘薄种皮有利等位基因进一步应用于分子标记的开发和以及薄种皮功能基因的图位克隆的基础研究等，仍不足以满足实用需求。
[0007]前人对玉米种皮厚度的鉴定方法进行了大量研究，摸索出了一些测量方法。上述方法虽各有优点，但是均无法满足玉米种皮厚度快速便捷、准确高效及高通量的测量需求。而且玉米籽粒不同部位的种皮厚度存在显著差异的客观事实，使得不同种质间测量结果的可比性较差。如何便捷、准确、高通量地测量玉米的种皮厚度，一直以来是困扰科研工作者的难题。现有技术中常用的玉米籽粒种皮厚度测定方法，包括螺旋测微计法、显微测微尺法、涂层测厚仪法均通过将种皮剥离后，随机选取测量部位进行种皮厚度测量。
[0008]金相显微镜采用自带光源、光学放大加摄像镜头电子放大的方法显示图像，不要求观测物体透光，工业上常用于手机涂层测量等。

技术实现思路

[0009]现有技术中进行玉米种皮测定的难度和缺陷在于：
[0010]1、玉米籽粒种皮与种胚的界限不明显，现有技术中将种皮剥离之后再进行测定，会严重影响种皮完整度，降低测量精密度，并且进行种皮剥离的操作十分复杂，降低种皮厚度测定的效率。
[0011]2、籽粒不同部位的种皮厚度存在显著差异，利用玉米籽粒局部测量的种皮厚度在种质评价中会存在一定的局限性。
[0012]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了种皮不剥离的种皮厚度测定方法。本专利技术所提供的种皮厚度测定方法，包括：软化、切割、晾干和测量。
[0013]第一方面，本专利技术提供一种玉米种皮厚度的测定方法，在所述测定方法中，不用剥离种皮，对软化后的玉米籽粒进行切割，将切割后的玉米籽粒晾干后，在金相显微镜下测定种皮厚度。
[0014]使用金相显微镜进行种皮厚度测定的困难有：为确保待观测玉米籽粒纵切剖面水平，保证观测图像的清晰度，提高测量精度，曾尝试使用石蜡固定、切割等步骤欲利用模具平面保证籽粒纵切剖面的观测水平。但试验结果发现，切割容易导致石蜡模具破碎、籽粒固定不稳等问题。
[0015]最终发现，在合适的软化时长下进行切割并基于最佳测定时间的确定，同时借助自制的夹子+镊子等工具，可以实现观测范围内观测面的水平，还能实现局部微调，能够保证测量数据的精确度。
[0016]本专利技术通过玉米籽粒种皮厚度随籽粒种皮失水时间的变化，确定浸泡、软化、纵切后玉米籽粒种皮厚度的最佳测定时间。
[0017]具体地，本专利技术所提供的测定方法中，在清水中对玉米籽粒进行软化的时间为22
‑
26h。
[0018]本专利技术所提供的测定方法，所述切割为玉米籽粒胚面竖直纵切。
[0019]本专利技术所提供的测定方法，所述晾干的时间至少为10min。本专利技术所提供的测定方法，所述晾干的时间最长为24h。
[0020]本专利技术所提供的测定方法，所述测定种皮厚度为：在玉米籽粒种皮内侧，以特征测量点为中心，沿种皮方向锚定一条直线，作为该特征点的种皮厚度测定段(优选地，所述测定段的长约200μm)，在种皮外侧沿种皮随机选取n个位置，测量n个位置处到测定段的直线距离m1‑
m
n
，以m的平均值作为种皮厚度。
[0021]玉米籽粒形状多为卵形、U形，其立体结构显示玉米籽粒不同部位的种皮厚度可能并不一致。本专利技术优化的基于金相显微镜的种皮厚度测定方法可以较全面地反映种质的种皮厚度。测定结果表明：1)4个测量点的种皮厚度存在显著差异，说明利用玉米籽粒局部测量的种皮厚度在种质评价中会存在一定的局限性；2)460份种质的种皮厚度存在显著差异，说明基于籽粒的不同用处，可以筛选不同类型的特用特异种质；3)相关性分析表明，玉米籽粒肩部拐角种皮厚度可简单作为玉米种皮厚度特征测量点。
[0022]因此，本专利技术提供的测定方法，玉米籽粒肩部拐角种皮厚度作为玉米种皮厚度特征测量点。
[0023]更具体地，本专利技术通过实验，对玉米籽粒各部位进行了检测，最终确定了所述玉米种皮厚度特征测量点包括：籽粒纵切剖面的顶点、背胚面中点、胚面胚尖处和胚面籽粒肩部拐角处拐点。
[0024]作为本专利技术的一个具体实施方式，一种玉米种皮厚度的测定方法，包括：
[0025](1)将成熟收获，自然风干的玉米籽粒在清水中，软化22
‑
24h；
[0026](2)将软化完成后的玉米籽粒，沿玉米籽粒胚面竖直纵切，获得大小基本一致的两份玉米籽粒；
[0027](3)将(2)得到的玉米籽粒进行晾干10min
‑
24h，获得待检测玉米籽粒；
[0028](4)将所述待检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玉米种皮厚度的测定方法，其特征在于，在所述测定方法中，不用剥离种皮，对软化后的玉米籽粒进行切割，将切割后的玉米籽粒晾干后，在金相显微镜下测定种皮厚度。2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在清水中对玉米籽粒进行软化的时间为22
‑
26h。3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述切割为玉米籽粒胚面竖直纵切。4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，所述晾干的时间至少为10min。5.根据权利要求4所述的测定方法，其特征在于，所述晾干的时间最长为24h。6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述测定种皮厚度为：在玉米籽粒种皮内侧，以特征测量点为中心，沿种皮方向锚定一条直线，作为该特征点的种皮厚度测定段，在种皮外侧沿种皮随机选取n个位置，测量n个位置处到测定段的直线距离m1‑
m
n
，以m的平均值作为种皮厚度。7.根据权利要求6所述的测定方法，其特征在于，玉米籽粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：史利玉，杨艺涵，李紫瑜，李世凡，朱慧婷，张雪涵，
申请(专利权)人：北京农学院，
类型：发明
国别省市：