本發(fā)明屬于植物學(xué)冬油菜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于不同白菜型冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的技術(shù)體系，具體涉及一種自然降溫過程中白菜型冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的方法。

背景技術(shù)：

白菜型冬油菜是我國北方寒旱區(qū)的重要油料作物，適宜播期為8月下旬至9月上旬，一般在幼苗生長至4～5葉期時(shí)進(jìn)入冬前低溫生長階段，8～9葉期時(shí)，幼苗停止生長，葉片逐漸干枯，進(jìn)入越冬期。北方寒旱區(qū)冬油菜的抗寒性是在長期適應(yīng)低溫脅迫過程中通過自然選擇而逐步形成的，安全越冬是北方寒旱區(qū)對冬油菜品種的基本要求，而對品種進(jìn)行抗寒性鑒定是選擇不同抗寒品種的基礎(chǔ)。

研究表明，秋末和初冬的低溫能夠鍛煉越冬植物的耐寒性，以適應(yīng)越冬期間的低溫，在這個(gè)適應(yīng)的過程中，植物體內(nèi)發(fā)生一系列的生理生化變化，包括細(xì)胞膜系統(tǒng)的變化、與植物抗寒性密切相關(guān)的抗氧化酶系統(tǒng)的變化等，這些生理生化的變化是評定植物抗寒性的主要指標(biāo)。

植物組織細(xì)胞在低溫脅迫條件下，隨溫度降低，細(xì)胞膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)K⁺等電解質(zhì)外滲量會增加，外滲液的電導(dǎo)值相應(yīng)增大。因此，植物的抗寒性與電導(dǎo)值、K⁺滲出率顯著相關(guān)。利用電導(dǎo)法測定相對電導(dǎo)率，進(jìn)而判斷電解質(zhì)與低溫傷害程度的關(guān)系是鑒定植物耐寒性較直觀的方法，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于不同植物。

自然條件下復(fù)雜多變的氣候環(huán)境對植物的抗寒性有直接影響。冬油菜在大田自然降溫過程中的細(xì)胞質(zhì)膜透性不同于人工控制條件下的降溫過程，田間降溫幅度大、晝夜溫差大，且光照變化也大，其抗寒性受地上部分和地下部分多種因素的影響，因此應(yīng)該結(jié)合葉片和根部細(xì)胞質(zhì)膜透性才能對其抗寒性做出比較準(zhǔn)確的鑒定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的方法，綜合葉片和根部細(xì)胞質(zhì)膜透性，能夠在早期較為準(zhǔn)確地鑒定冬油菜的抗寒性，為抗寒優(yōu)良新品種的選育提供理論依據(jù)和參考。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的方法，具體按以下步驟進(jìn)行：

1）大田土壤封凍前，取不同冬油菜植株上部完全展開且生長旺盛的真葉，并取相應(yīng)植株根，編號后置于冰盒后內(nèi)；

2）分析所取的葉和根的電導(dǎo)率和K⁺滲出率，每個(gè)樣品設(shè)置3次重復(fù)；

3）用隸屬函數(shù)法對步驟2）得到的葉片電導(dǎo)率和K⁺滲出率以及根部電導(dǎo)率和K⁺滲出率進(jìn)行綜合抗寒性評價(jià)，得到不同品種冬油菜的抗寒隸屬函數(shù)值Uij：

Uij=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax- Xjmin）

式中，Uij 表示i品種j指標(biāo)的抗寒隸屬函數(shù)值；Xij表示i品種j指標(biāo)的測定值；Xjmin表示所有品種j指標(biāo)的最小值；Xjmax表示所有品種j指標(biāo)的最大值；i表示某個(gè)品種；j表示某項(xiàng)指標(biāo)；

通過得到的抗寒隸屬函數(shù)值Uij來判斷冬油菜的抗寒性，Uij值越大，品種抗寒性越強(qiáng)。

本發(fā)明鑒定與評價(jià)方法適用于自然降溫過程田間不同冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的技術(shù)體系，綜合冬油菜地上部分和地下部分對冬油菜進(jìn)行抗寒性早期鑒定，結(jié)果與田間鑒定結(jié)果一致。但其鑒定成本低，簡便易行，準(zhǔn)確且可靠，能在早期有效鑒定與評價(jià)冬油菜的抗寒性。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供了一種冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的方法，具體按以下步驟進(jìn)行：

1）采樣：在10月至12月初大田土壤封凍前，在田間取不同冬油菜植株上部完全展開且生長旺盛的真葉，每一品種（系）剪取6株，并取相應(yīng)植株根，編號后放置于冰盒后內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室備用；

2）對所取的葉和根進(jìn)行電導(dǎo)率和K⁺滲出率分析，每個(gè)樣品設(shè)置3次重復(fù)；

測定電導(dǎo)率：用自來水沖洗干凈所取的冬油菜葉和根，用蒸餾水漂洗2次，然后用去離子水沖洗，濾紙吸干后將根剪成2mm小段；避開葉脈用中號打孔器在葉片上打六個(gè)小圓片，準(zhǔn)確稱取同一株冬油菜的根和葉各1g，將稱取的根置于一個(gè)小錐形瓶中，將稱取的葉置于另一個(gè)小錐形瓶中，然后在該兩個(gè)小錐形瓶中分別添加10mL去離子水，封口后室溫靜置12h，然后用電導(dǎo)儀（DDS-11A型）測定電導(dǎo)率；之后將原樣液封口后放入沸水浴中煮沸30 min，以殺死植物組織，取出冷卻至室溫后在同樣條件下測定煮沸電導(dǎo)率，3次重復(fù)，計(jì)算相對電導(dǎo)率。

測定K⁺滲出率：用自來水沖洗干凈所取的葉和根，用蒸餾水漂洗2次，然后用去離子水沖洗，濾紙吸干后將根剪成2mm小段；葉片避開葉脈用中號打孔器打六個(gè)小圓片，分別準(zhǔn)確稱取同一株冬油菜的根和葉各1g，將稱取的根置于一個(gè)小錐形瓶中，將稱取的葉置于另一個(gè)小錐形瓶中，然后在該兩個(gè)小錐形瓶中分別添加10mL去離子水，封口后室溫靜置12h，然后用原子吸收光譜儀（美國熱電SOLLAR M6型）測定K⁺濃度。之后將原樣液封口后放入沸水浴中煮沸30min，以殺死植物組織，取出冷卻至室溫后在同樣條件下測定煮沸K⁺濃度，3次重復(fù)，計(jì)算K⁺滲出率。

K⁺滲出率的測定采用火焰原子吸收光譜儀進(jìn)行分析，具體參數(shù)設(shè)置如下：燈電流：7.0Ma；光譜通帶：0.5nm；燃燒器高度：7mm；空氣流量：8.0ML/min； 乙炔流量：1.5L/min；波長：766.5nm。

3）冬油菜抗寒性受地上部分和地下部分多種因素的影響，植物的抗寒性與電導(dǎo)值、K⁺滲出率顯著相關(guān)，隸屬函數(shù)法可以綜合并準(zhǔn)確說明植物的抗寒性強(qiáng)弱。因此用隸屬函數(shù)法將步驟2）得到的葉片電導(dǎo)率和K⁺滲出率以及根部電導(dǎo)率和K⁺滲出率進(jìn)行綜合抗寒性評價(jià)。得到不同品種冬油菜的抗寒隸屬函數(shù)值Uij；由于電導(dǎo)率和K⁺滲出率與植物抗寒性呈負(fù)相關(guān)，計(jì)算公式為：

Uij=1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax- Xjmin）

式中，Uij 表示i品種j指標(biāo)的抗寒隸屬函數(shù)值；Xij表示i品種j指標(biāo)的測定值；Xjmin表示所有品種j指標(biāo)的最小值；Xjmax表示所有品種j指標(biāo)的最大值；i表示某個(gè)品種；j表示某項(xiàng)指標(biāo)。

通過得到的不同品種冬油菜的抗寒隸屬函數(shù)值Uij來判斷其抗寒性，Uij值越大，品種抗寒性越強(qiáng)。

隸屬函數(shù)法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理，利用模糊數(shù)學(xué)中的最大隸屬度原則和模糊變換的手段，對測定目標(biāo)各個(gè)相關(guān)因素所構(gòu)成的因素集論域U通過各指標(biāo)的隸屬函數(shù)變換所得到的模糊關(guān)系矩陣R(R∈U)，并通過各指標(biāo)的評價(jià)子集進(jìn)行模糊變換的運(yùn)算，對運(yùn)算結(jié)果依據(jù)隸屬度最大原則進(jìn)行評估。

利用隸屬函數(shù)法對植物的抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)的報(bào)道較多，魯金星等在低溫脅迫對砧木及釀酒葡萄枝條抗寒性的影響研究中通過隸屬函數(shù)法綜合評判了不同葡萄品種抗寒性（魯金星等，低溫脅迫對砧木及釀酒葡萄枝條抗寒性的影響，果樹學(xué)報(bào)，2012，29（6）: 1040～1046），黃浩等在黃梁木種源抗寒性綜合評價(jià)中也應(yīng)用到了該方法（黃浩等，黃梁木種源抗寒性綜合評價(jià)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，37（1）：82～88. 馬驪等利用隸屬函數(shù)法對白菜型冬油菜的抗寒性進(jìn)行了評價(jià)（馬驪等，白菜型與甘藍(lán)型冬油菜抗寒機(jī)理差異的研究，華北農(nóng)學(xué)報(bào)，20 16，31 (1) ：147 -15 4）。

實(shí)施例：

冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的方法，包括以下步驟：

1）采樣：在10月至12月初大田土壤封凍前，在田間取不同（11個(gè)品種）冬油菜植株上部完全展開且生長旺盛的真葉，并取根，放置于冰盒后帶回實(shí)驗(yàn)室備用；

2）將冬油菜葉片和根部用于電導(dǎo)率和K⁺滲出率分析，每個(gè)樣品設(shè)置3次重復(fù)；

電導(dǎo)率的測定：每株冬油菜取同一生長位點(diǎn)健壯功能葉，并取根。用自來水沖洗干凈，用蒸餾水漂洗2次，然后用去離子水沖洗，濾紙吸干后將根剪成2mm小段；葉片避開葉脈用中號打孔器打六個(gè)小圓片，分別準(zhǔn)確稱取同一株冬油菜的根和葉各1g，將稱取的根置于一個(gè)小錐形瓶中，將稱取的葉置于另一個(gè)小錐形瓶中，然后在該兩個(gè)小錐形瓶中分別添加10mL去離子水，封口后室溫靜置12 h，然后用電導(dǎo)儀（DDS-11A型）測定電導(dǎo)率；之后將原樣液封口后放入沸水浴中煮沸30 min，以殺死植物組織，取出冷卻至室溫后在同樣條件下測定煮沸電導(dǎo)率，3次重復(fù)，計(jì)算相對電導(dǎo)率。

每株冬油菜取同一生長位點(diǎn)健壯功能葉，并取根。用自來水沖洗干凈，用蒸餾水漂洗2次，然后用去離子水沖洗，濾紙吸干后將根剪成2mm小段；葉片避開葉脈用中號打孔器打六個(gè)小圓片，分別準(zhǔn)確稱取同一株冬油菜的根和葉各1g，將稱取的根置于一個(gè)小錐形瓶中，將稱取的葉置于另一個(gè)小錐形瓶中，然后在該兩個(gè)小錐形瓶中分別添加10mL去離子水，封口后室溫靜置12 h，然后用原子吸收光譜儀（美國熱電SOLLAR M6型）測定其K⁺濃度。之后將原樣液封口后放入沸水浴中煮沸30 min，以殺死植物組織，取出冷卻至室溫后在同樣條件下測定煮沸K⁺濃度，3次重復(fù)，計(jì)算K+滲出率。

K⁺滲出率的測定采用火焰原子吸收光譜儀進(jìn)行分析，具體參數(shù)設(shè)置如下：燈電流：7.0Ma；光譜通帶：0.5nm；燃燒器高度：7mm；空氣流量：8.0ML/min；乙炔流量：1.5L/min；波長：766.5nm。

3）將步驟（2）分析得到的葉片和根部電導(dǎo)率和K⁺滲出率進(jìn)行隸屬函數(shù)值分析，得到不同品種冬油菜的抗寒隸屬函數(shù)值Uij；

Uij=1-（Xij-Xj min）/（Xjmax- Xjmin）

式中，Uij表示i品種j指標(biāo)的抗寒隸屬函數(shù)值；Xij表示i品種j指標(biāo)的測定值；Xjmin表示所有品種j指標(biāo)的最小值；Xjmax表示所有品種j指標(biāo)的最大值；i表示某個(gè)品種；j表示某項(xiàng)指標(biāo)。

通過比較步驟3）得到的表1所示的11個(gè)不同品種冬油菜的抗寒隸屬函數(shù)值Uij來判斷其抗寒性，Uij值越大，品種抗寒性越強(qiáng)。

表1 自然降溫過程中不同冬油菜品種抗寒隸屬函數(shù)值Uij

從表1判定11個(gè)冬油菜品種的抗寒性大小依次為‘隴油6號’>‘隴油7號’>‘隴油8號’>‘隴油9號’>‘天油4號’>‘天油5號’>‘天油8號’>‘天油2號’>‘延油2號’>‘200119’>‘寧油2號’。整體表現(xiàn)為隴油系列抗寒性強(qiáng)于天油系列，與北方寒旱區(qū)冬油菜田間抗寒鑒定結(jié)果相吻合。

本發(fā)明冬油菜抗寒性鑒定與評價(jià)的方法適用于自然降溫過程田間不同冬油菜早期抗寒性鑒定與評價(jià)的技術(shù)體系，綜合冬油菜地上部分和地下部分對冬油菜進(jìn)行抗寒性鑒定，與北方寒旱區(qū)冬油菜田間抗寒鑒定結(jié)果相吻合，能夠?yàn)楸狈胶祬^(qū)冬油菜抗寒性能力做出早期預(yù)測。