本發(fā)明涉及利用熱感指數(shù)等測定指標(biāo)，研究小麥耐熱性的生理生化過程，尤其涉及一種小麥耐熱性鑒定的方法。
背景技術(shù)：
：小麥?zhǔn)俏覈匾募Z食作物，屬于喜涼習(xí)性，在生長季節(jié)內(nèi)，特別是與產(chǎn)量有重要關(guān)系的灌漿期，很容易受到異常高溫天氣造成的熱脅迫影響，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，品質(zhì)降低。在黃淮海區(qū)域和新疆等小麥產(chǎn)區(qū)，小麥灌漿期經(jīng)常出現(xiàn)干熱風(fēng)，氣溫有時達(dá)到32℃以上，致使小麥減產(chǎn)10-20%。我國北方和長江中下游冬麥區(qū)也常常發(fā)生高溫危害，造成小麥減產(chǎn)。鑒定、篩選小麥耐熱品種和種質(zhì)資源，開展小麥耐熱性育種是解決小麥耐熱性的根本途徑。種植適應(yīng)高溫脅迫的小麥品種，是實現(xiàn)和保持小麥高產(chǎn)潛力的重要途徑?，F(xiàn)有耐熱性研究，多側(cè)重于通過大田搭建塑料棚進行耐熱性試驗，但單一大田耐熱研究往往會受到氣候、環(huán)境、小麥生長周期等因素的影響，其耐熱性研究結(jié)果往往不穩(wěn)定，鑒定的耐熱品種年際間和不同區(qū)域間差別較大，不能準(zhǔn)確反映品種的耐熱性。本發(fā)明將智能溫室內(nèi)可控溫度的耐熱性鑒定與大田增溫棚內(nèi)的耐熱性鑒定相結(jié)合，通過智能溫室和大田品種耐熱性鑒定結(jié)果的相互印證，進一步提高了小麥品種耐熱性鑒定的準(zhǔn)確性，該耐熱性鑒定方法，目前國內(nèi)外尚未見報道。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決以上技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供了一種小麥耐熱性鑒定的方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法，包括以下步驟：（1）智能溫室內(nèi)耐熱性鑒定：小麥種子低溫春化處理40天，播種在智能溫室中，在晝夜溫度設(shè)為20/16℃和晝夜時長設(shè)為16/8h條件下種植，開花期標(biāo)主莖開花穗并當(dāng)日掛牌，花后晝夜溫度調(diào)整為25/16℃；花后10天，分為高溫處理組和對照組；高溫處理組，白晝高溫處理溫度設(shè)為33至39℃，黑夜溫度設(shè)為20℃；對照組，晝夜溫度設(shè)為25/16℃；各溫度處理的材料分別種植于智能溫室的不同種植單元中，單獨控溫，直到小麥生長發(fā)育至成熟；（2）大田搭建增溫棚內(nèi)耐熱性鑒定：大田耐熱性鑒定試驗，采取二因素裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)耐熱脅迫處理和對照兩個處理，副區(qū)內(nèi)品種隨機排列，3次重復(fù)；高溫脅迫處理：在小麥開花后20天，即灌漿后期，在晴天或多云天氣下，于搭建的增溫棚內(nèi)進行高溫脅迫，每天高溫脅迫5小時，即11:00-16:00；對照處理，按正常條件栽培；（3）耐熱性鑒定指標(biāo)記錄和熱感指數(shù)計算：記錄小麥開花期、成熟期、旗葉死亡期，測定千粒重；計算灌漿持續(xù)期及熱感指數(shù)S；S=(1?YD/YP)/(1?/)；其中，YD為某小麥品種在高溫處理或熱脅迫下的千粒重或灌漿持續(xù)期，YP為某品種在正常環(huán)境下的千粒重或灌漿持續(xù)期，為所有品種在高溫處理或熱脅迫處理下千粒重或灌漿持續(xù)期的平均值，為所有品種在正常環(huán)境下千粒重或灌漿持續(xù)期的平均值；根據(jù)熱感指數(shù)公式，計算出千粒重?zé)岣兄笖?shù)和灌漿持續(xù)期熱感指數(shù)；（4）耐熱性判斷：千粒重?zé)岣兄笖?shù)S＜1，則為抗熱性品種；千粒重?zé)岣兄笖?shù)S≥1，則為熱敏感品種；在千粒重?zé)岣兄笖?shù)S＜1的抗熱性品種中，灌漿持續(xù)期熱感指數(shù)S＜1的，則品種抗熱性更強；（5）穩(wěn)定的抗熱性品種的判斷：智能溫室耐熱性鑒定為抗熱性品種，并且不同年度和不同生態(tài)區(qū)域的大田增溫棚內(nèi)耐熱性鑒定為抗熱性品種的，則為穩(wěn)定的抗熱性品種。本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法：所述步驟（1）智能溫室內(nèi)耐熱性鑒定，熱處理優(yōu)選溫度設(shè)為33℃、35℃、37℃、39℃或其中的組合。本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法：所述步驟（1）智能溫室內(nèi)耐熱性鑒定，熱處理更優(yōu)選的溫度為35℃。本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法：所述步驟（2）大田增溫棚內(nèi)耐熱性鑒定優(yōu)選為選取具有種植區(qū)域代表性的2個以上試驗點進行鑒定。本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法：所述步驟（2）大田增溫棚內(nèi)耐熱性鑒定進行優(yōu)選2年以上鑒定。本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法：本鑒定優(yōu)選適用于黃淮海區(qū)域小麥耐熱性鑒定。本發(fā)明提供的一種小麥耐熱性鑒定的方法：鑒定地點優(yōu)選同年度在山東濟南、安徽合肥、河南鄭州和河北石家莊。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的耐熱性鑒定方法，鑒定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。本發(fā)明通過智能溫室內(nèi)鑒定和大田搭建增溫棚內(nèi)鑒定相結(jié)合，年際耐熱鑒定結(jié)果比較與不同生態(tài)區(qū)域耐熱鑒定結(jié)果比較相結(jié)合，合理選擇耐熱鑒定區(qū)域，對小麥種質(zhì)資源和育種親本的耐熱性鑒定以及篩選適宜黃淮海麥區(qū)種植的耐熱小麥品種，提高小麥產(chǎn)量，保障國家糧食安全具有重要意義。本發(fā)明選取的鑒定指標(biāo)容易測量，通過室內(nèi)鑒定與大田鑒定相互印證，能夠真實反映小麥品種的耐熱性。附圖說明圖1增溫棚。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的描述：實施例12013-2014年度智能溫室內(nèi)小麥耐熱性鑒定在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所建造的智能溫室中進行。2013年11月18日，對小麥品種進行低溫春化。春化40天后，每個小麥品種各播種20盆，每盆種植4株。置晝夜溫度和晝夜時長設(shè)為20/16℃、16/8h下生長。開花期標(biāo)主莖開花穗并當(dāng)日掛牌。同時，開花后的生長溫度和晝夜時長調(diào)整為25/16℃、16/8h?；ê?0天，每個品種取10盆材料移至生長溫度和晝夜時長設(shè)為33/20℃、16/8h的溫室單元內(nèi)進行高溫處理，直到發(fā)育成熟。試驗結(jié)果表明，高溫處理條件下，主穗粒重、單株粒重、千粒重和灌漿持續(xù)期與未處理間差異顯著（表1）。由熱感指數(shù)可以看出，千粒重和灌漿持續(xù)期熱感指數(shù)S＜1的小麥品種（系）分別為濟麥22、濟麥23、蘭考906-4和LS6109（表2）。表12013-2014年度智能溫室小麥耐熱指標(biāo)差異性分析性狀正常處理均值熱處理均值主穗粒數(shù)45.5a45.9a主穗粒重1.96a1.8b單株粒重3.96a3.0b單株粒數(shù)90.8a85.3a千粒重43.5a35.3b灌漿持續(xù)期39.95a30.7b表22013-2014年度智能溫室小麥品種耐熱指標(biāo)測定及其熱感指數(shù)實施例22013-2014年度大田增溫棚內(nèi)小麥耐熱性鑒定試驗于2013-2014年度在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所試驗農(nóng)場進行。每個品種進行小區(qū)種植，每區(qū)種植6行，行長2米。采取二因素裂區(qū)設(shè)計，區(qū)組內(nèi)不同品種完全隨機排列?；ê?0天，于高溫處理種植區(qū)搭建增溫棚（圖1），進行耐熱處理。由熱感指數(shù)可以看出，千粒重和灌漿持續(xù)期熱感指數(shù)S＜1的小麥品種（系）分別為濟麥35、濟麥20、濟麥27和魯原502（表3）。表32013-2014年度大田增溫棚小麥品種耐熱指標(biāo)測定及其熱感指數(shù)實施例32014-2015年度智能溫室耐熱性鑒定在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所智能溫室中進行。首先對試驗材料在春化室中進行低溫春化，然后進行盆栽種植。開花前的晝夜溫度設(shè)置為20/16℃；開花后的晝夜溫度設(shè)置為35/20℃、37/20℃和39/20℃三個熱脅迫溫度，高溫脅迫處理至小麥籽粒成熟。由表4可以看出，不同溫度處理的主穗粒重、單株粒重、千粒重和灌漿持續(xù)期在對照與不同處理間存在極顯著差異。三個高溫處理結(jié)果的基本趨勢是溫度越高，物質(zhì)積累越少，主穗粒重、單株粒重、千粒重越低，灌漿持續(xù)時間越短。37℃處理下的千粒重比35℃處理下的略高，單株粒重略高，但均未達(dá)到顯著性差異。說明溫度達(dá)到35℃時，已經(jīng)對小麥產(chǎn)生非常嚴(yán)重的高溫脅迫。在智能溫室內(nèi)進行耐高溫研究時，以35℃作為高溫脅迫溫度完全可以達(dá)到耐熱研究目的。本研究中，39℃的溫度處理與對照差異最大，因此進行熱感指數(shù)計算時，以39℃的各指標(biāo)為脅迫指標(biāo)進行計算。通過計算4個指標(biāo)的耐熱指數(shù)，其中3個品種如濟麥20、濟麥22和濟麥23的所有指標(biāo)的熱感指數(shù)均小于1，說明這3個品種具有較好的耐熱性，而且濟麥20和濟麥22在智能溫室和大田增溫棚內(nèi)鑒定結(jié)果一致，從而進一步證明我們耐熱鑒定結(jié)果的可靠性。煙農(nóng)19、濟麥27、濟麥35和LS6109等4個品種的所有熱感指數(shù)均大于1，說明他們的耐熱性較差，其中煙農(nóng)19的所有指標(biāo)在大田增溫棚內(nèi)均大于1。其它6個品種的耐熱指數(shù)，不同指標(biāo)之間存在差異，說明抗感性介于兩者之間（表5）。表42014-2015年度智能溫室耐熱指標(biāo)差異性分析表52014-2015年度智能溫室內(nèi)各耐熱指標(biāo)的測定實施例42014-2015年度大田增溫棚耐熱鑒定試驗大田耐熱性鑒定試驗在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所試驗農(nóng)場進行，采取二因素裂區(qū)設(shè)計，區(qū)組內(nèi)不同品種完全隨機排列。在小麥灌漿后期，通過搭建增溫棚進行高溫脅迫。大田增溫棚內(nèi)的耐熱試驗主要考察了不同處理的灌漿持續(xù)期、千粒重、小區(qū)產(chǎn)量和容重4個指標(biāo)。其中濟麥20和濟麥23的灌漿持續(xù)期、千粒重、小區(qū)產(chǎn)量和容重4個指標(biāo)的熱感指數(shù)均小于1，表明這兩個品種耐熱性較好；濟麥2的灌漿持續(xù)期、千粒重、小區(qū)產(chǎn)量3個指標(biāo)的熱感指數(shù)均小于1，表明這兩個品種耐熱性較好；煙農(nóng)19、濟麥06037和洲元9369的灌漿持續(xù)期、千粒重、小區(qū)產(chǎn)量和容重4個指標(biāo)的熱感指數(shù)均大于1，表明這3個品種（系）的耐熱性較差。其余7個品種，考核4個不同指標(biāo)的熱感指數(shù)，不能一致的大于或小于1，說明這些品種的耐熱性介于兩者之間（表6）。表62014-2015年度大田增溫棚耐熱指標(biāo)的熱感指數(shù)實施例52015-2016年度不同生態(tài)區(qū)域大田增溫棚耐熱鑒定試驗在山東濟南、河南鄭州、安徽合肥和河北石家莊等4個不同生態(tài)區(qū)進行了大田增溫棚內(nèi)耐熱性鑒定。大田耐熱性鑒定試驗采取二因素裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)耐熱脅迫處理和對照兩個處理，副區(qū)內(nèi)品種隨機排列，3次重復(fù)。在小麥開花后20天，即灌漿后期，在晴天或多云天氣下，在增溫棚內(nèi)進行高溫脅迫。每天高溫脅迫5小時，即11:00-16:00。1.溫度統(tǒng)計分析從4個實驗點的增溫棚內(nèi)外溫度統(tǒng)計結(jié)果看，通過大田搭建耐熱棚，在11：00-16：00點時間段進行蓋棚，從溫度統(tǒng)計結(jié)果可以看出，增溫棚內(nèi)較棚外溫度最高的能高出20.7℃，表明通過搭建增熱棚，能夠?qū)崿F(xiàn)棚內(nèi)的高溫環(huán)境（表7-10）。表7山東濟南增溫棚內(nèi)外溫度記錄表（℃）表8河南鄭州增溫棚內(nèi)外溫度記錄表（℃）表9安徽合肥棚內(nèi)外溫度記錄表（℃）表10河北石家莊增溫棚內(nèi)外溫度記錄表（℃）2.灌漿持續(xù)期或葉片持綠期分析利用便攜式葉綠素測定儀SPAD-502plus，測定小麥開花期至成熟期旗葉的葉綠素含量，計算灌漿持續(xù)期或葉片持綠期。測定時期分為高溫脅迫前和高溫脅迫后兩個時期。高溫脅迫前的測定時間為開花、開花后第5天、第10天、第15天、第20天。高溫脅迫后，增溫棚內(nèi)的材料，每隔1天測定1次，直至小麥成熟（不蓋棚的材料做對照）。每個品種每次測定10株，去掉測定最高值后，求平均值。從旗葉SPAD值4個實驗點的測定結(jié)果可以看出（表11-14），小麥開花后較長一段時間內(nèi)，旗葉SPAD值一直保持比較穩(wěn)定的水平，但灌漿后期旗葉SPAD值逐漸降低，多數(shù)品種在多個試驗點的棚內(nèi)旗葉SPAD值低于棚外SPAD值，且隨小麥灌漿進程，其差異逐漸增大，說明試驗點搭建的耐熱棚，對小麥產(chǎn)生了熱脅迫，致使小麥出現(xiàn)早衰現(xiàn)象。表11小麥開花后高溫脅迫對旗葉SPAD值的影響（安徽合肥）表12小麥開花后高溫脅迫對旗葉SPAD值的影響（河南鄭州）表13小麥開花后高溫脅迫對旗葉SPAD值的影響（河北石家莊）表14小麥開花后高溫脅迫對旗葉SPAD值的影響（山東濟南）3.容重變化分析小麥容重是指其籽粒在單位容積內(nèi)的質(zhì)量，以克每升（g/L）表示，其大小是由包括籽粒本身結(jié)構(gòu)、水分、雜質(zhì)和不完善粒含量等多種因素決定的。一般來說，籽粒成熟飽滿、結(jié)構(gòu)緊密、顆粒小、含水量低的樣品，容重較大；反之，容重較小。因此，容重的變化可以作為小麥耐熱的一個參考指標(biāo)。三個試驗點的容重測定結(jié)果表明，熱處理對小麥籽粒容重產(chǎn)生不同程度的降低，降低范圍為4.6-29.99%左右（表15）。表15三個試驗點容重測定結(jié)果4.千粒重與產(chǎn)量分析對千粒重?zé)岣兄笖?shù)和產(chǎn)量熱感指數(shù)進行比較（表16、表17），發(fā)現(xiàn)利用千粒重?zé)岣兄笖?shù)判定小麥品種的耐熱性，其結(jié)果更為準(zhǔn)確，可能產(chǎn)量由于受到小區(qū)缺苗斷壟，小區(qū)面積測量等多種因素的影響，誤差較大之故。表16四實驗點千粒重及熱感指數(shù)表17四實驗點產(chǎn)量及熱感指數(shù)注：河南試驗點的良星99棚內(nèi)產(chǎn)量均值658.2，棚外產(chǎn)量均值649.9，熱感指數(shù)為-0.20，原因是棚外材料發(fā)生倒伏。綜合分析以上實施例，可以看出，智能溫室耐熱鑒定和大田搭建增熱棚耐熱鑒定，鑒定結(jié)果存在差異，大田耐熱鑒定的年度結(jié)果之間也存在差異；智能溫室耐熱性鑒定為抗熱性品種，并且不同年度和不同生態(tài)區(qū)域的大田耐熱性鑒定為抗熱性品種的，則為穩(wěn)定的抗熱性品種。濟麥20在2013-2014年度智能溫室內(nèi)小麥耐熱性鑒定中千粒重?zé)岣兄笖?shù)大于1，但在2013-2014年度大田增溫棚內(nèi)小麥耐熱性鑒定、2014-2015年度智能溫室耐熱性鑒定、2014-2015年度大田增溫棚耐熱鑒定試驗、2015-2016年度不同生態(tài)區(qū)域大田增溫棚耐熱鑒定試驗中千粒重?zé)岣兄笖?shù)小于1，是比較穩(wěn)定的抗熱性品種。濟麥22在2013-2014年度智能溫室內(nèi)小麥耐熱性鑒定、2014-2015年度智能溫室耐熱性鑒定、2014-2015年度大田增溫棚耐熱鑒定試驗千粒重?zé)岣兄笖?shù)小于1，但是在2013-2014年度大田增溫棚內(nèi)小麥耐熱性鑒定、2015-2016年度不同生態(tài)區(qū)域大田增溫棚耐熱鑒定試驗中千粒重?zé)岣兄笖?shù)大于1，則不是穩(wěn)定的抗熱性品種。千粒重?zé)岣兄笖?shù)小于1以上所述僅是本專利的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本專利的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3