[发明专利]大豆抗旱性鉴定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农作物抗旱性的鉴定方法，尤其是对大豆抗旱性的鉴定方法。 

背景技术

由于近年来全球性气候的恶性变化, 干旱已对粮食生产构成了严重的威胁。大豆是中国重要的粮食作物，干旱等逆境一直是制约中国东北大豆主产区产量和品质的瓶颈问题。大豆的抗旱能力是其自身遗传特性及外部环境条件共同作用的结果。干旱条件下生存和形成结实器官的能力是植物在漫长的进化过程中对干旱的抵抗和适应, 经过研究目前已经明确植物可以通过逃避和自身形成耐旱机制来抵御干旱的不利影响。当前许多科研工作者已经对干旱造成大豆的形态和生理影响进行了大量的研究。 

关于形态方面的影响集中在：（1）降低生长量：大豆株高、分枝数、叶片和茎杆干重、子粒鲜重、根鲜重、根瘤鲜重均随干旱胁迫强度加大而下降；（2）降低产量构成因子：在干旱胁迫下，大豆每株平均荚数、每株平均粒数和百粒重均有不同程度的降低；（3）影响根系形态建成：大豆品种根系形态在生长的不同时期以及在同一时期不同环境条件下不完全一致。不同水分胁迫下，大豆根系的主根长、根体积等形态指标对干旱具有明显反应。表现为：苗期的干旱胁迫，大豆根体积、根径、根系伸长、根系总表面积都有增大的趋势, 其它时期干旱胁迫均造成根系形态发育减缓。 

关于生理方面的影响集中在：（1）抑制大豆的光合作用：干旱胁迫下，大豆光合速率降低，尤其以分枝期和鼓粒期降低幅度最大。此外，苗期植株的蒸腾速率、气孔导度均由于干旱胁迫而降低，且随着干旱胁迫时间的延长，叶绿素含量和叶片含水量也呈现降低趋势。干旱时大豆能否保持旺盛的光合作用能力是判断其抗旱性的重要指标。（2）植物叶片相对含水量下降；（3）可溶性糖含量升高；（4）细胞膜相对透性升高；（5）细胞内一些酶活性增高：在干旱胁迫下，过氧化氢酶、过氧化物酶、过氧化物歧化酶和丙二醛含量逐渐升高，在抵御干旱胁迫时发挥着重要作用。 

目前关于大豆抗旱性的研究均为干旱胁迫下，即土壤水分含量控制在某一数值下的生理和形态指标测定，这在一定程度上能够说明干旱胁迫条件下大豆在形态和生理上对干旱的应答，并且形态指标和生理指标能够较直观地反映大豆对干旱的适应能力。然而研究过程中，干旱胁迫下的土壤水分是人为设定的，不能准确反应大豆在其它土壤水分含量条件下是否已经发生了明显的形态和生理改变，其原因在于田间生长条件下，土壤水分是连续变动的，即干旱胁迫下土壤水分含量逐渐降低，而大豆对水分降低的生理和形态的反应也是逐渐发生改变，直至这种改变达到显著水平。因此，如何控制干旱胁迫起始土壤水分含量和终止土壤水分含量及其持续时间，同时在干旱胁迫的这一土壤水分区间和水分动态变化的持续时间内测定大豆的形态和生理指标变化，可作为抗旱性鉴定的具体方法。 

发明内容

干旱胁迫，即土壤含水量持续降低条件下，能够对干旱产生灵敏应答的关键生理指标、形态指标是对大豆抗旱品种资源和目前正在研发的转基因抗旱大豆进行抗旱性鉴定的有效的方法，可明确不同品种资源耐受土壤最低含水量和持续干旱下的抗旱性程度，并通过形态和生理指标得到准确反映。我们在近年来的科学研究中，发明了一种在连续监测土壤水分变化下，通过确定控制干旱胁迫起始土壤水分含量和终止土壤水分含量及其持续时间，从而建立一种对大豆抗旱性进行鉴定的方法。 

具体实施方式：在抗旱棚内进行盆栽，品种分别为抗旱大豆和不抗旱大豆，分别在大豆苗期和花期控制土壤水分含量，待土壤水分含量为20%时，用POGOⅡ水分自动测定系统连续测定控水盆栽中土壤每天的水分含量，以土壤含水量为20%条件下生长的大豆为对照，然后每天取大豆植株测定：形态指标，包括根系鲜重和干重、地上部鲜重和干重、叶片叶绿素含量、气孔导度；生理指标，包括叶片自由水和束缚水含量、脯氨酸含量；收获时测定大豆产量；分析土壤水分含量连续降低与对照相比条件下，各形态和生理指标变化的差异显著性及其与产量变化的相关性，从而获得不抗旱大豆减产差异不显著时的最低土壤含水量10%和抗旱大豆减产差异显著的土壤最高含水量5%及其含水量变化的持续时间。在进行大豆抗旱性鉴定时，以不抗旱大豆减产差异不显著的土壤最低含水量10%为控制水分的起始土壤含水量，以抗旱大豆减产差异显著的土壤最高含水量5%作为终止控水土壤含水量，以与产量显著相关的形态指标叶绿素含量和生理指标束缚水含量或脯氨酸含量作为大豆抗旱性鉴定指标。