[发明专利]不同外源调节物质对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗缓解的应用方法

摘要

不同外源调节物质对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗缓解的应用方法：配制Pro、GB溶液各6种为CK、T1～T5、T1*～T5*。(2)(10±1)℃用T1～T5、T1*～T5*溶液浸种、培养的种子作为试验处理；(25±1)或(10±1)℃用CK溶液浸种、培养的种子作为CK(+)或(‑)处理，测定萌发性状。(3)(10±1)℃用T1～T5、T1*～T5*溶液浸种、培养的幼苗作为试验处理；(25±1)或(10±1)℃用CK溶液浸种、培养的幼苗作为CK(+)或(‑)处理，测定幼苗性状。(3)新定义各性状的外源Pro或GB低温缓解指数，综合评价外源Pro或GB对玉米的综合低温缓解效果，为玉米制定安全可靠的低温冷害预防、抵御措施提供应用基础。

主权项

一种不同外源调节物质对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗缓解的应用方法，包括材料收集、配制Pro或GB处理液、种子精选及消毒、浸种、低温发芽试验、幼苗低温试验、测定项目与测定方法、结果分析；具体步骤如下：(1)材料收集：三份寒敏感自交系H105W、K22和B68；(2)配制Pro或GB处理液：双蒸水配制6种不同浓度Pro溶液分别为：T1(200umol.L‑1)；T2(400umol.L‑1)；T3(600umol.L‑1)；T4(800umol.L‑1)；T5(1000umol.L‑1)；CK(0umol.L‑1，即双蒸水)；或双蒸水配制6种不同浓度GB溶液分别为：T1*(10umol.L‑1)；T2*(20umol.L‑1)；T3*(30umol.L‑1)；T4*(40umol.L‑1)；T5*(50umol.L‑1)；CK(0umol.L‑1，即双蒸水)；(3)种子精选及消毒：从步骤(1)中精选饱满、均匀一致、无破损的种子，先用体积百分比为0.5％的NaClO溶液消毒10min，然后用双蒸水冲洗种子3次，再用灭菌滤纸吸干附着水，得3份寒敏感玉米自交系消毒种子；(4)浸种：常温下将步骤(3)所得到的消毒种子分别浸泡于步骤(2)配制的各溶液中24h；(5)低温发芽试验：(5.1)发芽盒用体积百分比为0.5％的NaClO溶液消毒10min后用双蒸水冲洗3次，发芽盒内铺入双层灭菌滤纸做发芽床；(5.2)将步骤(4)所得的种子各30粒，分别置于消毒发芽盒中，然后分别加入6种相应浓度Pro或GB溶液；(5.3)试验处理组为T1～T5和T1*～T5*溶液培养的种子，将种子先置于10±1℃低温气候培养箱中暗培养7d后，再转置于25±1℃气候培养箱中继续暗培养7d；对照处理组为CK溶液中培养的种子，其中将种子置于25±1℃暗培养7d的种子作为正向对照处理CK(+)，将种子置于10±1℃和25±1℃暗培养各7d的种子作为负向对照处理CK(‑)；所有试验处理下气候培养箱相对湿度60％～80％，培养期间每隔2d补一次相应浓度溶液各15mL；(5.4)试验设3次重复，待T1～T5、T1*～T5*、CK(‑)和CK(+)处理的种子暗培养第10d和4d统计发芽势，第14d和7d统计发芽率、胚芽长、胚根长、胚芽鲜重、胚根鲜重；(6)幼苗低温试验：(6.1)双蒸水与灭菌蛭石按1mL：5g比例混合均匀后，将步骤(4)所得的种子各30粒分别播种于含灭菌蛭石的营养钵中，在昼/夜(25±1)/(20±1)℃的气候培养箱中培养；(6.2)待CK溶液浸种的种子长至三叶一心期时，用双蒸水快速冲洗掉幼苗根部蛭石，并用灭菌滤纸吸干附着水，然后将各幼苗置于300mL、相应浓度的Pro或GB溶液中；(6.3)试验处理组为T1～T5和T1*～T5*溶液培养的相应幼苗，将幼苗置于昼/夜温度为(10±1)/(6±1)℃的气候培养箱中继续培养7d；对照处理组为CK溶液中培养的相应幼苗，其中将幼苗置于昼/夜温度为(25±1)/(20±1)℃的气候培养箱中培养的幼苗作为正向对照处理CK(+)，将幼苗置于昼/夜温度为(10±1)/(6±1)℃的气候培养箱中培养的幼苗作为负向对照处理CK(‑)；幼苗培养期间，每天光照12h，光照强度600μmol/(s·m2)，相对湿度60％～80％；(6.4)试验设3次重复，待T1～T5、T1*～T5*、CK(‑)和CK(+)处理后的玉米幼苗叶片的各生理生化性状，即相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、CAT活性；(7)测定项目与方法：(7.1)萌发种子性状测定：分别测定步骤(5.4)中各试验处理下的玉米种子发芽势(Germination potential；GP)＝规定时间内发芽种子数/供试种子数*100(％)，发芽率(Germination rate；GR)＝发芽种子数/供试种子数*100(％)，胚芽长(Plumule length；PL)＝胚芽基部到胚芽顶部的长度，胚根长(Radicallength；RL)＝最长胚根长度，胚芽鲜重(Shoot fresh weight；SFW)和胚根鲜重(Root fresh weight；RFW)；(7.2)幼苗叶片生理生化性状测定：测定步骤(6.4)中所述的幼苗叶片的各生理生化性状；包括有第3片叶片的相对电导率(Relative conductivity；RC)、丙二醛含量(Malondialdehyde content；MDA)、脯氨酸含量(Proline content；Pro)、可溶性糖含量(Soluble sugar content；SS)、超氧化物岐化酶活性(Superoxide dismutase activity；SOD)、过氧化物酶活性(Peroxidase activity；POD)及过氧化氢酶活性(Catalase activity；CAT)；(7.3)各性状的外源调节物质低温缓解指数：为方便评价外源Pro或GB对低温胁迫的缓解效果，本试验根据低温胁迫下不同浓度外源Pro或GB处理下的各测定性状值，新定义了各性状的外源Pro或GB低温缓解指数(Ease index，EI)，其公式为：EIiTn=XTn-XCK(-)|XCK(+)-XCK(-)|---(1)]]>EIiTn=XCK(-)-XTn|XCK(+)-XCK(-)|---(2)]]>式中：EIiTn为第i个性状在第Tn种浓度下的外源调节物质低温缓解指数；XTn为第Tn种浓度处理下的相应性状测定值；XCK(+)为正向对照CK(+)处理下的测定值；XCK(‑)为负向对照CK(‑)处理下的测定值；若相应性状与耐寒性呈正相关，则采用(1)式计算，反之，则用(2)式计算；EI为正值表示相应浓度的外源Pro或GB对低温胁迫起正向缓解作用，EI为负值表示相应浓度外源Pro或GB对低温胁迫起负向缓解作用；(7.4)不同外源调节物质低温缓解综合评价：以各测定性状的外源Pro或GB低温缓解指数为低温缓解评价指标，采用隶属函数法综合评价外源Pro或GB的低温缓解效果，其公式为：UiTn=EIiTn-EIminEImax-EImin---(3)]]>UiTn=1-EIiTn-EIminEImax-EImin---(4)]]>式中：UiTn为第i个性状在第Tn种浓度下的外源Pro或GB低温缓解隶属值，EIiTn为第i个性状在第Tn种浓度下的外源调节物质低温缓解指数，EImax为第i个性状在n种浓度下的最大外源调节物质低温缓解指数，EImin为第i个性状在n种浓度下的最小外源调节物质低温缓解指数。若所测EI与耐寒性呈正相关，则采用(3)式计算，反之，则用(4)式计算，累加各浓度外源Pro或GB的EI隶属值，并求出均值后进行比较，均值越大，外源Pro或GB的低温缓解效果越大；(8)结果分析：所有试验数据均采用Microsoft Excel2013软件对数据进行处理和绘图，采用SPSS19.0软件对数据进行Duncan多重比较方差分析。