一種棉花抗/耐鹽堿篩查方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及植物生理領(lǐng)域，具體涉及一種棉花抗/耐鹽堿篩查方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國擁有大面積鹽堿地，隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，包括工業(yè)現(xiàn)代化、灌溉地和保 護(hù)地栽培面積擴(kuò)大，土壤次生鹽漬化面積正在逐年增加。土壤鹽漬化和淡水資源短缺已成 為一個(gè)世界性問題，棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是鹽堿地種植的先鋒作物，開發(fā)內(nèi)陸和 濱海鹽堿地種植棉花符合"不與糧棉爭地"的發(fā)展原則，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 隨著我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的迅速發(fā)展，在我國"十一五"、"十二五"及即將準(zhǔn)備的 "十三五"轉(zhuǎn)基因植物新品種培育重大專項(xiàng)的支持下，抗旱、耐鹽堿等新型轉(zhuǎn)基因棉花不斷 涌現(xiàn)。國內(nèi)外有關(guān)植物耐鹽性研宄進(jìn)展非常迅速，但由于植物生長受環(huán)境影響大，且植物耐 鹽性由多基因協(xié)調(diào)控制，所以到目前為止尚沒有培育出較理想的耐鹽植物，也尚未從本質(zhì) 上闡明植物耐鹽性機(jī)理。不同植物的耐鹽性和耐鹽機(jī)制不同，因此鹽脅迫卜的生理變化趨 勢差異較大。
[0004] 棉花的耐鹽性不僅與滲透調(diào)節(jié)能力和保護(hù)物質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定有關(guān)，更主要是取決于 根系對(duì)鹽分的選擇吸收及其在器官、組織和細(xì)胞三個(gè)層次的區(qū)域化。如果吸收的鹽離子能 較多留于根部，減少向地上部的運(yùn)輸和分配，則會(huì)表現(xiàn)較強(qiáng)的耐鹽力。同時(shí)由于植物的耐鹽 堿性是由多基因控制、抗性機(jī)制比較復(fù)雜，而根系是棉花在鹽堿逆境中受害最早、最直接的 部位，所以根系的鮮重、干重、根長、根數(shù)都是耐鹽堿鑒定中重要的形態(tài)指標(biāo)，但是研宄中發(fā) 現(xiàn)在根系的這些指標(biāo)中，根須的數(shù)量對(duì)鹽分濃度的變化是最敏感的，因此其可作為耐鹽堿 棉花早期鑒定體系和篩選適合此體系的早期鑒定的理想指標(biāo)。
[0005] 長期以來，對(duì)抗/耐鹽堿棉花材料的篩選或鑒定，均是采用田間鹽堿地、人工鹽池 進(jìn)行試驗(yàn)，或室內(nèi)測定一些生理生化的參數(shù)，作為比較參考。現(xiàn)有方法是根據(jù)棉花材料在鹽 堿地或者鹽池中生長狀況進(jìn)行鹽害調(diào)查進(jìn)行判斷是否對(duì)鹽堿具有抗/耐性。雖然該方法是 直接在田間鑒定的，鑒定結(jié)果相對(duì)較直接，但每年棉花只有一個(gè)生長季節(jié)，即每年只能進(jìn)行 一批試驗(yàn)；對(duì)檢定場所要求較高，如鹽濃度要有一定的梯度，鹽池或鹽堿地場所無法更換， 因?yàn)榻?jīng)過這類鑒定試驗(yàn)的鹽堿地或鹽池不可以用來種植其他植物，以防對(duì)其他作物帶來鹽 害，占地面積大，鑒定效率低；鹽害癥狀是個(gè)定性的范圍，沒有具體的數(shù)字量化，不同的檢定 人員觀察的結(jié)果差異較大，得出的結(jié)論具有差異和不穩(wěn)定；田間鹽堿地是自然狀態(tài)的，且土 壤的混勻程度及鹽堿度不易統(tǒng)一，鹽池的鹽分雖然是人工撒入的NaCl，但進(jìn)入土壤后，土壤 的成分、PH值以及天氣降雨等因素均會(huì)引起鹽分水平的隨時(shí)變化，年度間及平行間試驗(yàn)結(jié) 果的可比性較差。
[0006] 由于棉花抗鹽堿性是有很多復(fù)雜的基因共同調(diào)控的，目前對(duì)轉(zhuǎn)基因抗/耐鹽堿性 棉花多從其室內(nèi)認(rèn)為脅迫下其根系的鹽分脅迫，通過測定更多的生化物質(zhì)、次生代謝產(chǎn)物、 酶系等進(jìn)行研宄，但總體上只能初步反應(yīng)在NaCl溶液的脅迫下，某些物質(zhì)的變化，只能作 為該植物收到NaCl脅迫后能產(chǎn)生的影響，但并不能作為鑒定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行。因?yàn)檫@些參 數(shù)量值的變化很微弱，尚不能作為評(píng)價(jià)是否耐鹽堿性的參數(shù)和量值，只能作為參考。
[0007] 棉花因生長周期長、空間容量大，給其耐鹽育種工作帶來很大困難。鑒定所選育植 株的耐鹽性是耐鹽篩選中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，特別是早期鑒定的質(zhì)量會(huì)直接影響到最終選育工 作的成敗和效率。新涌現(xiàn)出來的棉花新材料的目標(biāo)性狀如抗/耐鹽堿的性能和程度如何， 目前還沒有很好的評(píng)估方法。
[0008] 水培是無土栽培的一種，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技中一門高新技術(shù)，因其以人工創(chuàng)造的根 系環(huán)境取代了土壤環(huán)境，由于其在耐鹽鑒定中有許多優(yōu)勢，特別它提供了一個(gè)均一的根系 生態(tài)環(huán)境，因而可以準(zhǔn)確測定出植物對(duì)鹽害的反應(yīng)，所以在植物耐鹽鑒定中得到了廣泛應(yīng) 用。
[0009] 本發(fā)明通過利用水培方法培養(yǎng)棉花植株，在營養(yǎng)液中田設(shè)置不同的鹽分梯度，通 過特定的育苗方式和特定的時(shí)間移植，并在特定的時(shí)間調(diào)查特定的參數(shù)，根據(jù)特定的、可直 接觀測的、簡單的參數(shù)進(jìn)行判斷該棉花材料的抗性程度。一方面可利用該方法對(duì)現(xiàn)有的抗 /耐鹽堿材料進(jìn)行鑒定，另一方面可對(duì)棉花自交系或雜交種的耐鹽堿性進(jìn)行評(píng)價(jià)篩選，尋找 髙耐鹽堿的棉花種質(zhì)資源是今后棉花耐鹽堿性的重點(diǎn)發(fā)展方向，為創(chuàng)造優(yōu)良的種質(zhì)資源奠 定基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種棉花抗/耐鹽堿篩查方法。
[0011] 新型轉(zhuǎn)基因抗/耐鹽堿棉花材料出現(xiàn)以后，為了進(jìn)一步更快的提高篩選的效率， 提高對(duì)抗/耐新型棉花材料的更好選育和應(yīng)用，評(píng)估該類棉花材料在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用前 景，在室內(nèi)通過短期和多批次的抗/耐鹽堿性篩選，為育種家可提前做出該材料的去留建 議，同時(shí)可評(píng)估該材料在以后的實(shí)際應(yīng)用的前景做出技術(shù)指導(dǎo)和理論支持。因此，根據(jù)目前 新型棉花材料的目標(biāo)性狀的特點(diǎn)和需求，本發(fā)明率先研宄并提出了室內(nèi)轉(zhuǎn)基因抗/耐鹽堿 棉花對(duì)NaCl的耐受性程度篩選方法。本方法排除了田間天氣、鹽分水平自然變化、鹽池鹽 分梯度不好掌控等因素的干擾，鑒定歷時(shí)大大縮短、結(jié)果穩(wěn)定、可靠，實(shí)用性和可操作性強(qiáng)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的棉花抗/耐鹽堿篩查方法，包括以下步驟：
[0013] (1)按照l/2Hoagland完全營養(yǎng)液配方配制棉花培養(yǎng)液，并將營養(yǎng)液的pH值調(diào)整 在6. 5-7. 0之間；
[0014] (2)以步驟⑴的培養(yǎng)液為溶液，分別配制成0.0% (CK)、0. 1%、0.2%、0.3%、 0. 4 %、0. 5 %、0. 6 %和0. 8 %的NaCl溶液，分裝入020mm，高60mm的透明玻璃瓶中。大 田的鹽堿地在通常情況下，分為低鹽田（〈0.2% )、中鹽田（>0.2%但〈0.4% )和高鹽田 (>0. 4% )，在低鹽范圍內(nèi)，棉花種植可以直接發(fā)芽和生長，中鹽狀態(tài)下部分發(fā)芽和生長，高 鹽情況下基本不生長。本發(fā)明設(shè)計(jì)的NaCl濃度均將大田的情況包含在內(nèi)，如果過于集中或 者不包含，鑒定試驗(yàn)均可造成嚴(yán)重誤差或者失敗；另外室內(nèi)的鹽濃度需要調(diào)至更高，因?yàn)槭?內(nèi)鑒定試驗(yàn)使用的棉苗是已經(jīng)發(fā)芽的，沒有適當(dāng)?shù)臐舛?，?duì)其的抑制作用不顯著。
[0015] (3)采用"沙土發(fā)芽法"，當(dāng)棉花種子發(fā)芽生長至子葉全部展開并變?yōu)榫G色且無須 根出現(xiàn)時(shí)，將棉苗的根在漏盆中用清水沖洗干凈，分單株移入步驟（2)配置好并裝入不同 NaCl溶液的玻璃瓶中，棉花子葉留在瓶口外邊。育苗方式選擇沙土育苗法，因?yàn)橐浦裁廾绲?時(shí)候要沖根，沙土在清水中且水的沖力很小的情況下即可去除根系表面的沙土，其他的育 苗載體如蛭石、土壤等均不容易沖洗干凈，引起沖洗時(shí)間長，沖洗水的強(qiáng)度大，容易使根收 到損傷，影響試驗(yàn)結(jié)果。移植棉苗的時(shí)間非常關(guān)鍵，如果棉花