[发明专利]基于纳米金表面等离子体共振光学特性评估玉米品种苗期耐高温性的方法

说明书

本发明公开了一种基于纳米金表面等离子体共振光学特性评估玉米品种苗期耐高温性的方法，包括苗期玉米的高温胁迫处理、玉米叶片提取液的获取、纳米金制备体系的设计、苗期玉米抗氧化活性的检测、评估玉米苗期耐高温性等步骤。本发明的优点在于：将苗期玉米作为玉米品种耐高温性评估的研究对象，培养周期短，可节省试验周期。关于玉米高温胁迫的研究较多存在于玉米生殖期，使用纳米金合成方法评估玉米品种苗期耐高温性，为研究玉米耐高温胁迫品种的筛选提供一定的理论依据。该方法准确快捷，且具有绿色环保的特点。

技术领域

本发明涉及一种评估玉米品种苗期耐高温性的方法。

背景技术

玉米苗期是玉米从自养转变成异养的转折期，也是玉米生长发育的基础期。在玉米苗期阶段，若环境温度为35℃以上会使玉米幼苗的生长高度、干物重受到明显影响，从而影响玉米的正常生长发育。然而，我国黄淮海地区近几年来夏季异常高温天气频频发生，不利于夏玉米苗期的正常生长。因此，筛选耐高温性好的苗期玉米品种对保障玉米生产安全具有重要作用。此外，玉米的耐高温性评估方法目前主要以生殖生长阶段的玉米材料作为试验对象，且较多使用的是生理生化指标如丙二醛MDA的含量、抗氧化酶活性变化等检测，以及高温胁迫下热激蛋白的表达和调控等方面，结果可靠但方法复杂、耗时，因而建立一种高效快捷的玉米品种苗期耐高温性评估方法具有重要意义。

研究表明，高温胁迫会造成玉米体内活性氧自由基的增加，而高水平的活性氧自由基会破坏玉米细胞的正常生理代谢，从而危害玉米的健康生长。与之对应的玉米在遭受逆境胁迫时自身的防御机制会刺激体内次生代谢物质的产生，如黄酮类化合物、酚酸和多糖等。这些次生代谢产物可作为抗氧化剂消耗多余的活性氧自由基，减少活性氧自由基对玉米细胞造成的伤害。这些次生代谢产物也被称为抗氧化活性物质，它在高温胁迫前后含量的变化可间接反映玉米的耐高温性。因此，高温胁迫后苗期玉米体内抗氧化活性物质的含量变化可作为一个指标，用以评估玉米品种苗期的耐高温性。

当光作用于金纳米材料时，由于导带电子的集体振荡，会在特定的紫外-可见-近红外范围内出现较强的表面等离子体共振（SPR）吸收峰，且吸收峰的位置和强弱取决于金纳米颗粒的尺寸、形状、聚集状态和组成等参数，这种特性被称为表面等离子体共振（SPR）光学特性。研究表明，植物提取液中的次生代谢物质可作为还原剂介导纳米金的合成，且根据纳米金生成前后SPR光学性质的变化可评价该植物的总抗氧化活性。目前已有大量利用纳米金以及纳米银等材料检测植物总抗氧化活性的相关研究，如茶叶、蔬菜、中药等等，主要集中在食品检测领域，而将其与作物耐高温性关联，对作物耐高温性进行评估的研究至今鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于建立一种简便易行、准确快捷的基于纳米金表面等离子体共振光学特性评估玉米品种苗期耐高温性的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种基于纳米金表面等离子体共振光学特性评估玉米品种苗期耐高温性的方法，其特征包括以下步骤：

（1）玉米幼苗的培育与高温胁迫处理：①选取不同品种颗粒饱满、无虫害的的玉米籽粒，使用2%次氯酸钠消毒10min；②将消毒后的玉米籽粒用自来水冲洗4-5次，置于32℃恒温水浴锅中黑暗浸种8h；③浸种完成后将籽粒均匀放置在铺有湿润滤纸的塑料盒中，放入28℃恒温培养箱中催芽，催芽时需保持黑暗；④待幼芽长至1cm，准备不透光塑料盒（16cm*24cm*7cm），在塑料盒中放置有孔橡胶垫，并用1mL蓝枪头固定，随后选取长势一致的幼芽将主根有序插入橡胶垫（30棵/盒），其中培养介质为Hoagland 营养液，1-2d更换一次；⑤移苗后放入光照培养箱，设置温度为28℃/22℃（昼/夜），相对湿度（75±5）%，光照强度0～100 μmol•m²•s^-1，光周期14 h/10 h （昼/夜）；⑥待幼苗长至三叶期，进行高温胁迫处理，调整光照培养箱温度设置，使其每小时增加2℃直至40℃，并在40℃维持一个小时，胁迫时长共6h，其他条件不变。