一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法技术

本发明专利技术提供一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，首先筛选扬花期耐高温水稻品种并进行鉴定，然后采用甲基磺酸乙酯对鉴定后的耐高温的水稻品种进行化学诱变，初步筛选出扬花期高温敏感突变体水稻植株，最后对初步筛选出的高温敏感突变体水稻植株进行剑叶离体叶盘高温胁迫下氧爆发检测，最终筛选出一株具有显著氧爆发特征突变体植株，即为扬花期高温敏感水稻突变体植株。本发明专利技术通过对水稻剑叶离体叶盘进行高温胁迫下的氧爆发检测，根据活性氧含量实时监测曲线图，来判定水稻植株扬花期高温耐性。相较于传统温室鉴定法，该方法极大提高了扬花期高温敏感突变体筛选效率及准确性。高了扬花期高温敏感突变体筛选效率及准确性。高了扬花期高温敏感突变体筛选效率及准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法


[0001]本专利技术属于耐高温水稻品种快速鉴定
，尤其涉及一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法。

技术介绍

[0002]水稻是重要的粮食作物之一，世界上将近50％的人口每天以稻米为食。水稻也是我国种植面积最大的粮食作物，我国有超过三分之二的人口以稻米为主要口粮，因此，确保水稻高产稳产对我国和世界粮食安全均具有重要意义。
[0003]高温是水稻生产的重要限制因子。研究表明，高温胁迫对水稻各个生育阶段均有影响，其受伤害程度取决于高温胁迫发生时期、温度高低及高温持续时间。近年来，随着全球气温逐年升高，夏季极端高温天气频发，严重威胁着我国水稻的种植与生产，对水稻育种事业提出了耐高温这一新要求。加速选育及推广应用耐热性强的优良品种是解决这一问题的有效途径，但目前已知的水稻耐高温基因资源极为有限且耐高温分子机制尚不清楚。

技术实现思路

[0004]为了应对频繁发生的夏季极端高温天气，挖掘水稻耐高温基因资源，本专利技术提供一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，可有效提高高温敏感水稻突变体植株的筛选效率及准确性，从而为水稻耐高温基因挖掘提供新方法，为水稻耐高温育种提供新基因。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]本专利技术提供一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，包括如下步骤：
[0007]S1、高温条件以结实率为评价指标，从不同水稻品种中初步筛选出扬花期耐高温候选水稻品种；次年次年种植后，对候选水稻品种剑叶离体叶盘进行高温胁迫下氧爆发检测，根据绘制的活性氧含量动态曲线从候选水稻品种中鉴定出扬花期耐高温品种。
[0008]S2、采用化学诱变试剂对步骤S1中鉴定出的耐高温水稻品种进行化学诱变，并对突变体库进行高温胁迫表型鉴定，初步筛选出扬花期高温敏感突变体植株。
[0009]S3、对步骤S2中初步筛选出的高温敏感突变体植株进行剑叶离体叶盘高温胁迫下氧爆发检测，根据活性氧含量动态曲线，从步骤S2中的突变体植株中筛选出扬花期高温敏感突变体水稻植株。
[0010]所述剑叶离体叶盘高温胁迫下氧爆发检测，是在水稻剑叶上采集叶盘并进行预处理后，将叶盘置于活性氧检测液中，在检测温度为38～42℃的条件下，利用酶标仪实时监测叶盘释放的活性氧含量。
[0011]传统的耐高温水稻鉴定方法均是苗期将水稻种植于温室大棚，待到生长至扬花期，再进行升温处理直至开花结束。水稻成熟后进行结实率调查，以结实率为评判指标，判断水稻是否耐高温。但在实际操作过程中由于不同水稻品种从播种生长至扬花期这段时间差异很大，最大时间差甚至可能超过100天以上，这就导致温室大棚没办法统一进行高温处理，例如，开花期短的品种已经开花，而生育期长的品种还正在进行营养生长，若对短花期
品种进行处理，势必会影响长花期品种，对结果造成影响。本申请则不存在这样的问题，在本专利技术中，无论是前期的扬花期耐高温水稻品种筛选，还是后期高温敏感突变体的筛选，均采用田间自然高温进行筛选，目的是初步筛选出符合表型需求的材料，这一步可以淘汰掉大部分不符合要求材料，为后期的叶盘离体鉴定减少工作量。
[0012]本专利技术中对剑叶离体叶盘进行高温胁迫下氧爆发检测。首先，选择剑叶进行检测，是因为调控水稻苗期和扬花期耐高温的基因不同，本申请的目的是找到抽穗扬花期耐高温基因。剑叶是离稻穗最近的叶片，也是主要为稻穗提供营养的叶片，其表型特征与稻穗最为密切，所以从剑叶上取叶盘进行离体检测。然后，进行高温胁迫下氧爆发检测，是根据活性氧(ROS)含量动态曲线进行判断。
[0013]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，步骤S1中选择活性氧含量动态曲线保持在低水平波动的水稻品种，作为扬花期耐高温水稻品种。
[0014]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，步骤S3中选择活性氧含量动态曲线快速上升，达到峰值后趋于平衡并维持在峰值水平的水稻品种，作为扬花期高温敏感突变体水稻植株。
[0015]本申请中采用此判断方法的依据如下：高温胁迫会导致植物细胞中生成大量的活性氧(ROS)，由于耐高温品种有较强的ROS清除能力，所以细胞内ROS含量会始终维持在较低水平，而高温敏感品种由于ROS清除能力较弱，所以细胞内ROS含量会快速升高，最终对细胞造成不可逆的损伤，因此当ROS含量动态曲线始终在较低水平波动，则判定为抽穗扬花期耐高温植株；当ROS含量动态曲线快速上升，当达到峰值后，ROS含量趋于平衡并维持在峰值水平，则判定为抽穗扬花期高温敏感植株。
[0016]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，叶盘处理过程包括将叶盘从剑叶上取下后置于无菌水中，然后置于室温黑暗条件下孵育过夜。
[0017]本专利技术中对叶盘进行预处理，作用在于将叶盘伤口处产生的大量活性氧稀释掉或由叶片产生的过氧化物酶等清除掉，避免对实验结果造成影响。
[0018]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，酶标仪检测方式设置为冷发光模式，检测频率设置为10～30秒/次，检测时长设置为25～45分钟。
[0019]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，步骤S1中扬花期耐高温候选水稻品种鉴定方法如下：
[0020]将待筛选水稻在夏季高温期生长至抽穗扬花期，将因生育期过长或过短导致扬花期未能遇上高温的品种剔除，待剩余水稻成熟后，对单兜进行结实率考察，选择平均结实率大于85％的品种为扬花期耐高温候选水稻品种；次年，将筛选出的扬花期耐高温候选品种以相同方式种植，待其生长至扬花期，对候选水稻品种剑叶离体叶盘进行高温胁迫下氧爆发检测，根据绘制的活性氧含量动态曲线从候选水稻品种中鉴定出扬花期耐高温品种。
[0021]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，步骤S1中选择扬花期耐高温水稻品种的方法如下：
[0022]将待筛选水稻品种于五月上旬正常大田育秧并移栽，待其生长至抽穗扬花期。将温度记录仪置于穗层，记录穗层温度，同时统计各水稻品种生育期，将因生育期过长或过短导致扬花期未能遇上高温的品种剔除。待水稻成熟后，对单兜进行结实率考察，每个水稻品种考察十兜，平均结实率大于85％的品种，被认为是扬花期耐高温候选水稻品种。次年，将
筛选出的扬花期耐高温候选品种以相同方式种植，待其生长至扬花期，用打孔器从候选品种剑叶中部取下直径为5毫米的叶盘，并立即将叶盘转移至事先准备好的无菌水中进行预处理，取样完成后将叶盘转移至室温黑暗条件下孵育过夜。次日，对候选品种剑叶离体叶盘进行高温胁迫下氧爆发检测，并绘制活性氧含量动态曲线，根据活性氧含量动态曲线图从候选水稻品种中鉴定出扬花期耐高温品种。
[0023]作为进一步改进的实施方式，在本专利技术提供的筛选方法中，步骤S2化学诱变试剂为烷基磺酸盐和烷基硫酸盐、亚硝基烷基化合物、次乙胺类和环氧乙烷类以及芥子气类氮芥类、硫芥类中的一种。
[0024]作为进一步改进的实施方式，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、高温条件以结实率为评价指标，从不同水稻品种中初步筛选出扬花期耐高温候选水稻品种；次年种植后，对候选水稻品种剑叶离体叶盘进行高温胁迫下氧爆发检测，根据绘制的活性氧含量动态曲线从候选水稻品种中鉴定出扬花期耐高温品种；S2、采用化学诱变试剂对步骤S1中鉴定出的耐高温水稻品种进行化学诱变，并对突变体库进行高温胁迫表型鉴定，初步筛选出扬花期高温敏感突变体植株；S3、对步骤S2中初步筛选出的高温敏感突变体植株进行剑叶离体叶盘高温胁迫下氧爆发检测，根据活性氧含量动态曲线，从步骤S2中的突变体植株中筛选出扬花期高温敏感突变体水稻植株；所述剑叶离体叶盘高温胁迫下氧爆发检测，是在水稻剑叶上采集叶盘并进行预处理后，将叶盘置于活性氧检测液中，在检测温度为38～42℃的条件下，利用酶标仪实时监测叶盘释放的活性氧含量。2.根据权利要求1所述的扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，其特征在于，叶盘处理过程包括将叶盘从剑叶上取下后置于无菌水中，然后置于室温黑暗条件下孵育过夜。3.根据权利要求1所述的扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，其特征在于，酶标仪检测方式设置为冷发光模式，检测频率设置为10～30秒/次，检测时长设置为25～45分钟。4.根据权利要求1所述的扬花期高温敏感水稻突变体的筛选方法，其特征在于，步骤S1中扬花期耐高温水稻品种鉴定方法如下：将待筛选水稻在夏季高温期生长至抽穗扬花期，将因生育期过长或过短导致扬花期未能遇上高温的品种剔除，待剩余水稻成熟后，对单兜进行结实率考察，选择平均结实率大于85％的品种为扬花期耐高温候选水稻品种；次年，将筛选出的扬花期耐高温候选品种以相同方式种植，待其生长至扬花期，对候选水稻品种剑叶离体叶盘进行高温胁迫下氧爆发检测，根据绘制的活性氧含量动态曲线从候选水稻品种中鉴定出扬花期...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲，袁定阳，段美娟，刘雪，余东，孙志忠，谭炎宁，彭锐，盛夏冰，孙学武，叶能辉，施婉菊，郑铖，刘玲，刘次桃，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：