專利名稱：一種基于生理整合能力的克隆植物抗旱性評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于生理整合能力的克隆植物抗旱性評價方法，屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
克隆植物是一個在自然界中廣泛存在的植物類群，其特點是能夠通過與基株相連的根、芽、蘗、枝及匍匍莖等的營養(yǎng)生長，形成許多互相聯(lián)系的無性系分株。在自然環(huán)境中，植物生長所需的資源(如光照、水分和養(yǎng)分等)在時空上分布極不均勻(資源異質(zhì)性)?？寺≈参锟梢酝ㄟ^相連分株之間有物質(zhì)和能量的交流與共享，實現(xiàn)克隆分株間的生理整合(physiological integration),有效地緩解資源異質(zhì)性對生長和繁殖帶來的不利影響，從而使克隆植物能夠適應(yīng)異質(zhì)性惡劣環(huán)境，在生態(tài)系統(tǒng)更新、恢復(fù)過程中扮演重要的角色(董鳴，1996)。
目前，淡水資源緊缺且分布極不均衡已成為制約農(nóng)業(yè)、城市園林綠化及干旱地區(qū)植被恢復(fù)的重要因素。因此，培育或篩選抗旱能力強的克隆植物新種質(zhì)成為緩解這一問題的根本性措施之一。對克隆植物的抗旱性進行客觀評價更有助于人們因地制宜選擇理想的植物種質(zhì)。迄今為止，對植物抗旱性進行系統(tǒng)評價的方法報道很少，評價的植物材料全部為非克隆植物或完全脫離克隆植物體系的單一分株。對抗旱性鑒定多采用高滲溶液模擬水分脅迫的方法，所用滲透劑多為不同分子量的聚乙二醇，其中以采用PEG-6000居多。景蕊蓮等(專利號ZL0315700. 8)就采用-O. 50MPa的PEG-6000溶液浸泡小麥種子，通過調(diào)査種子的發(fā)芽率和相對發(fā)芽率確定了評定小麥萌發(fā)期抗旱能力的簡單易行的方法。還有一些參考文獻，(如張雪妍，劉傳亮，王俊娟，等，PEG脅迫方法評價棉花幼苗耐旱性研究.棉花學(xué)報，2007，19(3):205-209; ISLAM M S， Srivastava P S L， Deshmukh P S. Evaluation ofscreening techniques for drought tolerance in wheat ( T ri ticum aesti vum L )Indian Journal of Plant Physiology, 1998， 3 (3) :197-200)也報道了用PEG-6C)00進行模擬水分脅迫處理，研究的內(nèi)容和目的是從植物形態(tài)、生理生化及分子等水平上探索植物對水分脅迫的應(yīng)答機制，所用的植物材料多以玉米、小麥、大麥、煙草等非匍匍莖型克隆植物。而依據(jù)克隆植物的生理特性對克隆植物進行抗旱性系統(tǒng)評價的研究未見報道。
克隆植物的重要特性之一為克隆分株存在的生理整合。相連分株間的整合能力大小直接決定了植物其對異質(zhì)性環(huán)境的適應(yīng)能力。如果完全按非克隆植物抗旱性評價方法，對單獨一分株進行評價，結(jié)論會存在很大的誤差。如白三葉，研究表明其單株抗旱性較差，但當多分株通過節(jié)間子相互連接時，處于干旱脅迫下的分株則表現(xiàn)出極強的抗旱性。因此對克隆植物的抗旱性評價需以克隆生理整合能力為基礎(chǔ)。本發(fā)明正是基于此，在利用酸性品紅示蹤方法確定克隆植物水分生理整合能力的基礎(chǔ)上，分析受水分脅迫分株的抗旱性，從而對克隆植物整體抗旱性進行客觀評價。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于生理整合能力的克隆植物抗旱性的評價方法，為異質(zhì)性水分脅迫環(huán)境下克隆植物物種選擇提供依據(jù)。本發(fā)明方法特別適用于匍匍莖型克隆植物如野牛草，結(jié)縷草等。
通過本發(fā)明所述的方法對克隆植物進行抗旱性評價，簡單易行，所得結(jié)論客觀，便于推廣。
本發(fā)明的內(nèi)容為選取生理上相連的克隆分株中的其中一分株(處理株)進行聚乙二醇PEG-6000模擬水分脅迫，另一分株(對照株)培養(yǎng)在含酸性品紅的去離子水中對根系標記，然后，觀測酸性品紅溶液在兩分株間的傳輸速度，評價克隆植物在異質(zhì)環(huán)境下的抗旱性。
具體地說，本發(fā)明中選取的植物材料為生理上相互連接，兩相連的克隆分株生長狀況基本一致，即根系數(shù)量、根平均長度以及完全展開的葉片數(shù)量基本一致，靠近生長端的一株為妹株，另一分株為姊株。
本發(fā)明中待評價的材料處理方式完全相同，受脅迫分株或全為姊株，或全為妹株。
本發(fā)明中是將姊株(或妹株)根系培養(yǎng)在質(zhì)量體積比為10-30。/。的聚乙二醇PEG-6000溶液中，配制方法是將聚乙二醇PEG-6000溶解于去離子水中，配制方法是將10(T300g聚乙二醇PEG-6000溶解在去離子水中；將妹株(或姊株)培養(yǎng)在質(zhì)量體積比為O. 3 1.0%的酸性品紅溶液中，配制方法為準確稱量3-10 g酸性品紅溶解于1000 ml的去離子水中。
本發(fā)明中酸性品紅在植物運輸速度的觀測標準為肉眼可見節(jié)間或葉片呈現(xiàn)紅色，觀測時間間隔為1小時，從分株浸入培養(yǎng)液中開始記時，至受脅迫分株完全被染紅或不再發(fā)生水分運輸止，酸性品紅向受水分脅迫分株傳輸速度越快，說明分株間水分生理整合能力強，該種克隆植物在異質(zhì)環(huán)境下的抗旱性就強。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處是利用克隆植物所特有分株間的生理整合特性，通過測定克隆分株間的水分生理整合能力，簡單而又客觀地對種內(nèi)不同品種克隆植物的抗旱性進行了評價，方法易于掌握，應(yīng)用性強，便于推廣。
本發(fā)明的有益效果是通過從全新角度對克隆植物的抗旱性進行快速評價，為進一步建立和完善克隆植物抗逆性評價體系奠定了重要基礎(chǔ)，并為異質(zhì)環(huán)境或困難立地條件下植被恢復(fù)及園林建植過程中植物種類的選擇與復(fù)合選配提供重要參考。
具體實施例方式
下面實施例用于對本發(fā)明的進一步說明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例l
將從野牛草6個品種的實生苗中選擇生長健壯的植株通過匍匍莖克隆分株繁殖，獲得了各品種大量的(基因型相同)無性系群體，從中選取生長狀態(tài)一致的相互連接的克隆姊妹分株，洗去根系基質(zhì)后，分株保持連接將妹株根系完全浸入在含30% PEG-6000 (m/v)溶液的200ml的培養(yǎng)容器中，如姊株完全浸入含1.0%酸性品紅(m/v)溶液的200ml的三角瓶中，培養(yǎng)期間利用增氧氣泵為根系供氧。待兩分株完全浸入培養(yǎng)液中后開始記時，每隔l小時觀察觀測酸性品紅溶液在分株中的傳輸情況，直至受脅迫分株葉片完全變紅或無明顯水分運輸為止，結(jié)果見表l。
表l水分異質(zhì)環(huán)境下不同品種的野牛草克隆分株間的水分共享能力
野牛草品種酸性品紅溶液向受脅迫分株傳輸?shù)钠骄俣?cm/h)
Prairie2. 7±0. 30
Buffalawn3. 2±0. 35
6092. 0±0. 24
NE3152. 3±0. 22
Bison2. 8±0. 16
texoka3. 8±0. 28
由表l結(jié)果可知，野牛草不同品種間水分生理整合能力存在明顯差異。'Texoka'姊妹分株間水分運輸速度最高，達3.8cm/h，而'609'分株間水分運輸速度最低，為2. Ocm/h。表明'Texoka'在異質(zhì)環(huán)境下具有更強的抗旱性。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種基于生理整合能力的克隆植物抗旱性評價方法，其特征在于將生理上相連的克隆分株中的其中一分株(處理株)進行聚乙二醇(PEG-6000)模擬水分脅迫，另一分株(對照株)培養(yǎng)在含酸性品紅的溶液中，觀測酸性品紅溶液在兩分株中的傳輸速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所選取的兩相連的克隆分 株生長狀況基本一致，即根系數(shù)量、根長以及完全展開的葉片數(shù)量基本一致，靠近基株的分 株為姊株，另一分株為妹株。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于基株是指由種子萌發(fā)形成 的單株或在未形成克隆株系前的由無性繁殖形成的單株。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于待評價的材 料為種內(nèi)不同品種或品系，各品種的供試材料處理方式完全相同，即受脅迫分株或全為姊株 ，或全為妹株。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于將姊株(或妹株)根系培 養(yǎng)在質(zhì)量體積比為10-30。/。的聚乙二醇PEG-6000溶液中，配制方法是將聚乙二醇PEG-6000溶解 于去離子水中，將妹株(或姊株)培養(yǎng)在質(zhì)量體積比為0.3-1.0%的酸性品紅溶液中。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于酸性品紅的觀測標準為肉 眼可見節(jié)間或葉片呈現(xiàn)紅色，觀測時間間隔為1小時，至受脅迫分株完全被染紅或不再發(fā)生 水分運輸為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，適用于匍匍莖型草本克隆植物，如野 牛草，結(jié)縷草。
全文摘要
一種基于生理整合能力的克隆植物抗旱性評價方法，其特征在于將相連克隆分株中的其中一分株(處理株)培養(yǎng)在含質(zhì)量體積比為10-30％聚乙二醇PEG-6000溶液中進行模擬水分脅迫，另一分株(對照株)培養(yǎng)在含酸性品紅的溶液中，觀測酸性品紅溶液向受脅迫分株方向傳輸?shù)乃俣?，通過比較水分生理整合能力，快速評價克隆植物的抗旱性。
文檔編號G01N33/00GK101498708SQ200910300980
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者劉俊祥, 孫振元, 孫文元, 巨關(guān)升, 陽 趙, 錢永強, 蕾 韓 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所