一種利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法
【專利摘要】一種利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法；目的是所選參數(shù)一致性好，結(jié)果更為精確；本發(fā)明選擇春霜凍發(fā)生后氣溫回升第3?5天為調(diào)查時(shí)間；選取樣段，對(duì)所調(diào)查的樣點(diǎn)進(jìn)行大田定點(diǎn)；調(diào)查取得數(shù)據(jù)后分別計(jì)算出凍葉普遍率P、凍葉嚴(yán)重度S、抗春霜凍指數(shù)I、抗春霜凍系數(shù)R，在分別確定出凍葉普遍率P、凍葉嚴(yán)重度S、抗春霜凍指數(shù)I、抗春霜凍系數(shù)R的等級(jí)；抗春霜凍系數(shù)R適合對(duì)少數(shù)品種進(jìn)行耐春霜凍性鑒定；抗春霜凍指數(shù)I適合對(duì)大量材料進(jìn)行耐春霜凍進(jìn)行鑒定；如果要從大量種質(zhì)材料中篩選耐春霜凍的親本材料則用抗春霜凍指數(shù)I進(jìn)行初選，再用抗春霜凍系數(shù)R進(jìn)行細(xì)選。
【專利說(shuō)明】
-種利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有關(guān)春霜凍，不同學(xué)者對(duì)不同時(shí)期的叫法不盡相同，又叫倒春寒、早春低溫凍害、 低溫冷害等。經(jīng)過(guò)對(duì)近26年來(lái)的晉南氣象資料進(jìn)行分析，超過(guò)8成的年份有春霜凍天氣發(fā) 生，另?yè)?jù)文獻(xiàn)記載幾乎每年局部地區(qū)都有不同程度春霜凍發(fā)生。W往人們用小麥發(fā)生春霜 凍害的形態(tài)指標(biāo)對(duì)凍害進(jìn)行分類，如死苗死葉多少、受凍株率、單穗受害份額、崎形穗的類 型、趨勢(shì)減產(chǎn)率等，運(yùn)些指標(biāo)往往在凍害程度很大時(shí)才能記載，而且測(cè)試不易操作，準(zhǔn)確性 難W掌握。同時(shí)W往的凍害劃分是指春霜凍對(duì)小麥的傷害情況，而對(duì)小麥對(duì)春霜凍的抗 (耐)性鑒定方法和指標(biāo)幾乎是空白。而且隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于小麥對(duì)春霜 凍運(yùn)樣的逆境適應(yīng)性也逐漸進(jìn)入抗性機(jī)制研究，如QTL定位分析、基因表達(dá)時(shí)空效應(yīng)等，但 普遍都比較復(fù)雜，準(zhǔn)確性也不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種操作簡(jiǎn)便、所選參數(shù)一致性好、 鑒定結(jié)果更為精確的利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法。
[0004] 本發(fā)明方法是： (1)選擇春霜凍發(fā)生后氣溫回升第3-5天為調(diào)查時(shí)間；春霜凍發(fā)生后，受凍葉片因凍害 而脫水，處于水潰狀態(tài)，細(xì)胞失去活性;而未受凍害的葉片部分仍處于堅(jiān)挺而有活力;待氣 溫回升第3-5天，葉片可明顯看出是否受凍害，受凍部分與未受凍部分界限明顯。
[0005] (2)選取樣段，對(duì)所調(diào)查的樣點(diǎn)進(jìn)行大田定點(diǎn);首先選行，選擇苗勻苗壯的行;盡量 避開(kāi)邊行，因?yàn)檫呅型壤锩嫘惺芎^重；其次選段，在選好的行里選苗勻苗壯的樣段 0.5米，一個(gè)品種(系)材料里選擇的樣段數(shù)不少于3個(gè)，即有3次W上重復(fù)，樣段的選擇要有 代表性。
[0006] (3)調(diào)查取得數(shù)據(jù)：由于屯、葉一般不會(huì)受凍，所W調(diào)查對(duì)象為屯、葉W下倒二、Ξ葉， 調(diào)查樣段內(nèi)調(diào)查對(duì)象葉片總數(shù)并用Nt表示;調(diào)查對(duì)象葉片中受凍葉片數(shù)用Νν表示；用尺子量 取樣點(diǎn)內(nèi)受凍最嚴(yán)重葉片的總長(zhǎng)度，用U表示;量取從葉尖到受凍處受凍部分的長(zhǎng)度，用Lv 表示;在樣段內(nèi)隨機(jī)選取30個(gè)W上葉片，分別測(cè)量其葉片總長(zhǎng)度，分別表示為Ul、U2-'Un和 葉片受凍部分長(zhǎng)度Lvi、Lv2…Lvn(n表示調(diào)查的葉片數(shù)，n> 30)，未受凍葉片Lv則為0。
[0007] (4)調(diào)查計(jì)算耐春霜凍指數(shù)I: ① 調(diào)查凍葉率P: P= [( Nvi/Nti)+ ( Nv2/Nt2) +···( Nvi/Nti)---+ ( Nvn/Ntn)]/nX100% ； Nvi和Nti分別表示第i個(gè)樣段的受凍葉片數(shù)和總?cè)~片數(shù)，i=l，2, ···，run表示重復(fù)數(shù)> 3； ② 調(diào)查凍葉嚴(yán)重度S: S=[(LvlA^tl)+^v2/k2)+'-'^vi^ti)'-'+^vryLtn)]/nX100〇/〇; Lvi和Lti分別表示第i個(gè)樣段中的受凍最重葉片的受凍部分長(zhǎng)度和該葉片的總長(zhǎng)度。i = 1,2，…，η。!!表示重復(fù)數(shù)>3 ; ③計(jì)算出耐春霜凍指數(shù)I: I =1-PXS P和S分別表示凍害對(duì)一個(gè)品種（系）的凍葉率和凍葉嚴(yán)重度。I需保留4位小數(shù)，因?yàn)橐?些抗性比較接近的品種(系）的其抗性差異會(huì)體現(xiàn)最后兩位小數(shù)甚至一位小數(shù)上，其值范圍 介于1.0000~0.0000之間。
[0008] ④確定耐春霜凍指數(shù)I的等級(jí):對(duì)不同程度的凍害，I的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不同，所W不存 在固定的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)試驗(yàn)材料的抗性等級(jí)確定，可根據(jù)群體的抗性情況進(jìn)行聚類分段，劃 分出高抗春寒型、中高抗春寒型、中抗春寒型、低抗春寒型、春寒敏感型。
[0009] ⑤準(zhǔn)確性及適用范圍：耐春霜凍指數(shù)測(cè)量操作相對(duì)簡(jiǎn)便，是用個(gè)體對(duì)群體的一種 估計(jì)，所W準(zhǔn)確性與抗春霜凍系數(shù)相比較差些。在對(duì)大量材料進(jìn)行耐春霜凍鑒定是，利用抗 春霜凍指數(shù)進(jìn)行鑒定是比較合適的。
[0010] 巧)調(diào)查耐春霜凍系數(shù)R: ①耐春霜凍系數(shù)R的調(diào)查計(jì)算： R=l - [ (Lvll + LvuH-----hLvln)/(Ltll + Ltl2H-----Κ??1η) + (?ν21 + Ιν22Η-----l·Lv2n) /(Lt21 + Lt22-|-----Κ??2η) + (?ν31 + Ιν32Η-----l·Lv3n)/(Lt31 + Lt32H-----hLt3n) ]/3 Lvl為第一個(gè)樣段葉片受凍部分長(zhǎng)度，Ltl為第一個(gè)樣段葉片的長(zhǎng)度，Lv11 + Lv12 +…+ Lvln為第一個(gè)樣段葉片雙凍部分長(zhǎng)度總和，Ltll + LtuH-----hLtin為第一個(gè)樣段葉片的長(zhǎng)度 總，Lv21 + Lv22H-----hLv2n為第二個(gè)樣段葉片雙凍部分長(zhǎng)度總和…W此類推。式中η為調(diào)查葉 片數(shù)，每個(gè)樣段調(diào)查葉片不少于30片，即η > 30。
[0011] ②確定耐春霜凍系數(shù)R的等級(jí)： 耐春霜凍系數(shù)R的等級(jí)等同耐春霜凍指數(shù)I。
[0012] 準(zhǔn)確性及適用范圍：耐春霜凍系數(shù)R為小麥葉片未受凍葉面積占總?cè)~面積的百分 比的平均值，綜合反映品種抗春霜凍強(qiáng)弱，直接具體一些，鑒定結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確可靠，但缺點(diǎn) 是調(diào)查費(fèi)時(shí)費(fèi)工、勞動(dòng)強(qiáng)度大，適合對(duì)少數(shù)品種(系）的抗性進(jìn)行鑒定比較。
[0013] 本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)便，所選參數(shù)一致性好，計(jì)算結(jié)果更為精確可靠。耐春霜凍指數(shù) I與耐春霜凍系數(shù)R的優(yōu)缺點(diǎn)比較:抗春霜凍指數(shù)I是一個(gè)二級(jí)參數(shù)，其由凍葉普遍率Ρ和凍 葉嚴(yán)重度S計(jì)算而來(lái)，運(yùn)兩個(gè)參數(shù)調(diào)查都比較容易，于是抗春霜凍指數(shù)I的計(jì)算也較容易，但 它是對(duì)抗性的一種粗略估算，所W在對(duì)大量材料進(jìn)行抗性鑒定時(shí)用此參數(shù)較合適;抗春霜 凍系數(shù)R是對(duì)調(diào)查群體內(nèi)每個(gè)葉片的抗性進(jìn)行調(diào)查測(cè)量，是調(diào)查群體內(nèi)所有個(gè)體的平均值， 它反映材料的抗性更準(zhǔn)確具體，但其缺點(diǎn)是調(diào)查繁瑣，工作量大，所W在對(duì)少量材料的抗性 差異進(jìn)行比較時(shí)，該方法較為合適。于是，在對(duì)大量種質(zhì)材料的鑒定篩選中，可用抗春霜凍 指數(shù)I進(jìn)行初篩選，篩選到少數(shù)材料后，再用抗春霜凍系數(shù)R進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)篩選。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 利用本發(fā)明方法對(duì)處于拔節(jié)期小麥造成明顯凍害進(jìn)行鑒定，W2015年山西省臨汾 地區(qū)春霜凍為例，調(diào)查品種為上年度國(guó)家黃海北片區(qū)域試驗(yàn)中臨汾當(dāng)?shù)刈罡弋a(chǎn)品系冀麥 325： (1)選擇春霜凍發(fā)生后氣溫回升第3-5天為調(diào)查時(shí)間；2015年4月14日山西臨汾地區(qū)最 低氣溫3.3°C，選擇4月17-19日為調(diào)查時(shí)間。
[0015] (2)選取樣段，對(duì)所調(diào)查的樣點(diǎn)進(jìn)行大田定點(diǎn)；先選行，選擇苗勻苗壯的行；次選 段，在選好的行里選苗勻苗壯的樣段0.5米，一個(gè)品種(系)材料里選擇的樣段數(shù)不少于3個(gè)， 即有3次W上重復(fù)。
[0016] (3)調(diào)查；調(diào)查樣段內(nèi)屯、葉W下倒二、Ξ葉片總數(shù)并用Nt表示，本試驗(yàn)調(diào)查了 3個(gè)樣 段，其Nt值分別為126、118、132;對(duì)應(yīng)的受凍葉片數(shù)用Νν值分別為18、18、21;用尺子量取樣點(diǎn) 內(nèi)受凍最嚴(yán)重葉片的總長(zhǎng)度，用k表示，3個(gè)樣段的以值分別為21cm、21cm、20cm;量取從葉尖 到受凍處受凍部分的長(zhǎng)度，用Lv表示，3個(gè)樣段的Lt值分別為llcm、9cm、10cm;在樣段內(nèi)隨機(jī) 選取30個(gè)W上葉片，分別測(cè)量其葉片總長(zhǎng)度，分別表示為L(zhǎng)ti、Lt2-'Ltn和對(duì)應(yīng)葉片受凍部分 長(zhǎng)度Lvi、Lv2 ???LvnU表示調(diào)查的葉片數(shù)，11>30)，未受凍葉片^則為0，立個(gè)樣段中第一個(gè)樣 段30個(gè)Lt值分別為^1(20(3111)、1^2(18畑1)...以3日（20畑1);對(duì)應(yīng)葉片受凍部分長(zhǎng)度^1(4畑1)、以2 (0。111>'心3日(0(3111)，第二、^樣段數(shù)據(jù)略。
[0017] (4)計(jì)算出凍葉率P 因?yàn)楸驹囼?yàn)只有3個(gè)樣段，所WP的P= [( Nvi/Nti)+ ( Nv2/Nt2) + ( Nv3/Nt3) ]/nX 100% =[( 18/126)+ ( 18/118) +( 21/132)]/3X100% =15.15%〇
[0018] 巧)計(jì)算凍葉嚴(yán)重度s; 與（4)同樣，S 的計(jì)算公式為：S= [(Lvi化ti)+ (Lv2/Lt2) +(Lv3/Lt3)]/nX100%= [(11/ 21)+ (9/21) +(10/20)]/3X100%=48.41%； (6)計(jì)算出耐春霜凍指數(shù)I I =1-PXS=1-15.15%X48.41%=0.9267〇
[0019] (7)確定耐春霜凍指數(shù)I的等級(jí)： 根據(jù)對(duì)本試驗(yàn)鑒定的260份種質(zhì)材料的耐春霜凍指數(shù)I的聚類等級(jí)劃分，I含0.9960為 高抗春寒型；〇.9960>1 > 0.9800為中高抗春寒型；0.9800>1 > 0.9650為中抗春寒型； 0.9650> I含0.9470為中低抗春寒型；I <0.9470為春寒敏感型。本試驗(yàn)中冀麥325的耐春霜 凍指數(shù)I為0.9267，可見(jiàn)該品種對(duì)春霜凍而言為抗性較差的敏感型材料。
[0020] (8)計(jì)算耐春霜凍系數(shù) R=l - [ (Lvll + LvuH-----hLvln)/(Ltll + Ltl2H-----Κ??1η) + (?ν21 + Ιν22Η-----l·Lv2n) /(Lt21 + Lt22-|-----Κ??2η) + (?ν31 + Ιν32Η-----l· Lv3n ) /化t31 + Lt32 H-----l· Lt3n ) ]/3 = l - [(20+18H-----l· 20)/(4+5H--hO)+(17 + 18H--h20)/(3 + 5H--h4)+(21 + 18H--hl7)/(4+7H--l· 4)1/3=0.94020
[0021] (9)確定耐春霜凍系數(shù)R的等級(jí)： 根據(jù)對(duì)本試驗(yàn)對(duì)國(guó)家黃淮北片區(qū)域試驗(yàn)和品種比較試驗(yàn)的62份品種(系）的耐春霜凍 系數(shù)R的聚類等級(jí)劃分:R > 0.9977為高抗春寒型；0.9977>R > 0.9923為中高抗春寒型； 0.9923>R含0.9800為中抗春寒型;0.9800>R含0.9650為中低抗春寒型;R<0.9650為春寒 敏感型。試驗(yàn)測(cè)量并計(jì)算冀麥325的耐春霜凍系數(shù)R=0.9402,小于0.9650,于是通過(guò)耐春霜 凍系數(shù)R值的判斷，冀麥325也屬春寒敏感型。
[0022] 不同耐春霜參數(shù)之間的比較分析:表1為2015年對(duì)國(guó)家黃淮北片區(qū)域試驗(yàn)和品種 比較試驗(yàn)的材料的春霜凍相關(guān)參數(shù)的相關(guān)系數(shù)，可見(jiàn)各參數(shù)之間均顯著相關(guān)。用抗春霜凍 指數(shù)法對(duì)260份育種圃種質(zhì)材料進(jìn)行測(cè)量評(píng)價(jià)，鑒定出良星66、耶3475等耐春霜凍種質(zhì)材料 18份，及不耐春霜凍的種質(zhì)材料有晉麥47、煙180等若干份。耐春霜凍指數(shù)鑒定法操作簡(jiǎn)便， 但準(zhǔn)確性不如耐春霜凍系數(shù)法，而后者測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)工，但準(zhǔn)確性要好些。所W在對(duì)少數(shù)品種 進(jìn)行耐春霜凍性鑒定比較時(shí)可用耐春霜凍系數(shù)法，但是如果對(duì)大量材料進(jìn)行抗春霜凍鑒 定，利用抗春霜凍指數(shù)法進(jìn)行鑒定是比較合適的。如果要從大量種質(zhì)材料中篩選耐春霜凍 的親本材料，可用抗春霜凍指數(shù)法進(jìn)行初選，再用抗春霜凍系數(shù)法進(jìn)行細(xì)選，運(yùn)樣效果更好 些。
[0023] 注:*和**分別表示在0.05,0.01水平上差異顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法，其特征是： (1)選擇春霜凍發(fā)生后氣溫回升第3-5天為調(diào)查時(shí)間； (2 )選取樣段，對(duì)所調(diào)查的樣點(diǎn)進(jìn)行大田定點(diǎn)；先選行，選擇苗勻苗壯的行;次選段，在 選好的行里選苗勻苗壯的樣段0.5米，一個(gè)品種(系)材料里選擇的樣段數(shù)不少于3個(gè)； (3) 調(diào)查取得數(shù)據(jù);調(diào)查樣段內(nèi)心葉以下倒二葉和倒三葉的群體葉片總數(shù)并用Nt表示； 受凍葉片數(shù)用Nv表示；用尺子量取樣點(diǎn)內(nèi)受凍最嚴(yán)重葉片的總長(zhǎng)度，用L t表示;量取從葉尖 到受凍處受凍部分的長(zhǎng)度，用U表示;在樣段內(nèi)隨機(jī)選取30個(gè)以上葉片，分別測(cè)量其葉片總 長(zhǎng)度，分別表不為L(zhǎng)ti、Lt2'"Ltn和葉片受凍部分長(zhǎng)度L vi、LV2…Lvn，n表不調(diào)查的葉片數(shù)，η 2 30;未受凍葉片Lv則為0; (4) 調(diào)查并計(jì)算抗春霜凍指數(shù)I; ① 調(diào)查凍葉率P: P= [( Nvi/Nti)+ ( Nv2/Nt2) +···( Nvi/Nti)···+ ( Nvn/Ntn)]/nX100% ； NvdPNtl分別表示第i個(gè)樣段的受凍葉片數(shù)和總?cè)~片數(shù)，i=l，2,…，n;n表示重復(fù)數(shù)2 3； ② 調(diào)查凍葉嚴(yán)重度S: S = [(Lvi/Lti)+ (Lv2/Lt2) +---(LviZLti)---+ (Lvn/Ltn)]/nX 100% ； UdPLtl分別表示第i個(gè)樣段中的受凍最重葉片的受凍部分長(zhǎng)度和該葉片的總長(zhǎng)度；i = 1,2，…，n;n表示重復(fù)數(shù)2 3 ; ③ 計(jì)算出耐春霜凍指數(shù)I: I =[(l-PiXSi)+ (l-P2XS2)+---(l-PiXSi)+··· (l-PnXSn)]/n ； PdPS1分別表示第i個(gè)樣段中的凍葉普遍率和凍葉嚴(yán)重度；i=l，2,…，n;n表示重復(fù)數(shù) 2 3; I需保留4位小數(shù)，因?yàn)橐恍┛剐员容^接近的品種(系）的其抗性差異會(huì)體現(xiàn)最后兩位小 數(shù)甚至一位小數(shù)上，其值范圍介于1. 〇〇〇〇~〇. 〇〇〇〇之間； ④ 確定耐春霜凍指數(shù)I的等級(jí)：I 2 〇 . 9800為高抗春寒型;0.9800> I 2 0.9500為中高 抗春寒型；0.9500>1 2 0.9000為中抗春寒型；0.9000>1 2 0.8500為中低抗春寒型；1< 0.8500為春寒敏感型； (5) 調(diào)查并計(jì)算耐春霜凍系數(shù)R: ① 耐春霜凍系數(shù)R的調(diào)查計(jì)算： R=I - [ (Lvll + Lvl2H-----hLvln)/(Ltll + Ltl2H-----hLtln) + (Lv21 + Lv22H-----hLv2n)/ (Lt21 + Lt22H-----hLt2n) + (Lv31 + Lv32H-----l·Lv3n)/(Lt31 十Lt32H-----hLt3n) ]/3 ; Lvl為第一個(gè)樣段葉片受凍部分長(zhǎng)度，Ltl為第一個(gè)樣段葉片的長(zhǎng)度，Lvll+ Lvl2 H-----hLvln 為第一個(gè)樣段葉片受凍部分長(zhǎng)度總和，Ltll + Ltl2H-----hLtin為第一個(gè)樣段葉片的長(zhǎng)度總， Lv21 + Lv22H-----hLv2n為第二個(gè)樣段葉片受凍部分長(zhǎng)度總和…以此類推；式中η為調(diào)查葉片 數(shù)，每個(gè)樣段調(diào)查葉片不少于30片，即η 2 30; ② 確定耐春霜凍系數(shù)R的等級(jí):R 2 0.9500為高抗春寒型;0.9500>R 2 0.9000為中高 抗春寒型；0.9000 >R 2 0.8000為中抗春寒型；0.8000 >R 2 0.7000為低抗春寒型；R< 0.7000為春寒敏感型。2. 如權(quán)利要求1所述的利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法，其特征是調(diào)查樣段的 選擇應(yīng)盡量避開(kāi)邊行，因邊行往往比里面行受害較重，選擇苗勻苗壯的行。3. 如權(quán)利要求1或2所述的利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法，其特征是調(diào)查的對(duì) 象是心葉以下倒二葉和倒三葉，因再往下是冬前葉，有冬凍痕跡，心葉一般不會(huì)受凍。4. 如權(quán)利要求1或2所述的利用葉片凍害鑒定小麥耐春霜凍的方法，其特征是抗春霜凍 系數(shù)R適合對(duì)少數(shù)品種進(jìn)行耐春霜凍性鑒定;抗春霜凍指數(shù)I適合對(duì)大量材料進(jìn)行耐春霜凍 進(jìn)行鑒定;如果要從大量種質(zhì)材料中篩選耐春霜凍的親本材料則用抗春霜凍指數(shù)I進(jìn)行初 選，再用抗春霜凍系數(shù)R進(jìn)行細(xì)選。
【文檔編號(hào)】A01G7/00GK105875225SQ201610238863
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】李世平, 靖金蓮, 安曉東, 劉玲玲, 閆翠萍, 樊志新, 李潤(rùn)楠, 黃麗波, 張新萍
【申請(qǐng)人】山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所