利用根系分泌的蘋果酸含量表征植物抗干旱脅迫能力的方法技術

本發明專利技術公開一種利用根系分泌的蘋果酸含量表征植物抗干旱脅迫能力的方法，包含以下步驟：第一、選擇生長狀況相似的植物幼苗，用常規配方的營養液培養植物30天后隨機進行分組；一組繼續在常規配方的營養液中培養；另一組是在模擬干旱脅迫環境下培養；第二、收集不同培養液培養后兩組植物的根系分泌物，測定根系分泌物中蘋果酸含量；第三、將在常規配方的營養液中培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Mn，模擬干旱脅迫環境下培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Ms；由此得到干旱脅迫處理的植物根系分泌蘋果酸含量比常規配方的營養液中培養的植物根系分泌蘋果酸含量的增加比記為，由此可判斷出不同植物抗干旱能力大小。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到一種， 屬于農業生物技術和農作物抗干旱能力的監測領域。
技術介紹
干旱是影響植物生長發育的重要因素。植物抗干旱逆境能力的鑒定，對準確判斷植物的抗逆性以及篩選抗性品種，為植物的環境適應性以及不同生態系統植物的選擇與配置具有一定的理論意義與應用價值。干旱脅迫下植物會產生一系列生理反應來適應這種環境脅迫，如根系分泌物增多、脫落酸的增加，葉片水勢的增加及水分利用率的增高等。蘋果酸是植物根系分泌物中最常見的低分子量有機酸之一。蘋果酸是光呼吸代謝過程中最活躍的中間代謝物，根系分泌物中蘋果酸的含量與光呼吸代謝有直接的關系。蘋果酸含量越多表明光呼吸代謝越活躍。 在干旱脅迫下，植物氣孔關閉，植物可通過加強光呼吸途徑為葉綠體補充水和二氧化碳進行光合作用，從而避免干旱脅迫下光合器官的傷害。目前檢測植物逆境生理及抗逆性的常用方法有以下四種1.葉片觀察法。這是一種最直觀、最簡便的方法，作物受逆境脅迫后也會引起特有的生理病征，許多植物直接表現在葉片上，該方法主要應用于礦質元素引起的逆境生理脅迫，但是每種植物某種元素的病征不完全一致，而缺乏元素的程度不同，表現程度也不同。因此， 該方法過于局限性，準確性較差。 2.紅外線氣體分析法。紅外線分析儀對雙元素組成的氣體有強烈的吸收能力，該方法是利用二氧化碳對紅外線的吸收率檢測紅外光能量的被吸收量來實現逆境脅迫下光合能力檢測的方法。這種檢測方法具有一定的特殊性，目前應用較多的該類儀器有L1-6400 型，Ciras-1型，Ciras-2型，C1-340型，GFS-3000型便攜式光合測量系統。該方法所使用的儀器過于昂貴，且操作起來較為繁瑣，儀器本身受外界環境因素影響大、測量時間長、成本過聞等。3.葉綠素熒光動力學技術分析法。葉綠素熒光動力學技術被稱為研究植物光合功能的快速、無損傷探針，目前廣泛應用于植物逆境生理、產量預測、環境污染的檢測、遙感遙測等方面的研究，是一種較為理想的研究植物對環境脅迫的即時性方法，與紅外線氣體分析法一起用于表征植物的抗逆性強弱。該方法是現今用得最多的逆境生理與抗逆性的檢測方法，但儀器成本較高、參數較多且易于混淆、受外界環境影響大等問題。4.植物理化實驗指標分析法。該方法主要包括植物體內各種常見抗性指標的測定如丙二醛、脯氨酸含量的測定，各種酶如過氧化物酶，過氧化氫酶，抗壞血酸氧化酶以及多酚氧化酶等活性的測定。該方法能充分的反映植物對逆境生理脅迫的影響，但存在實驗周期長、實驗步驟較繁瑣、工作量大、靈敏度較低等缺點。上述方法都存在著各種不同的缺點，在實際應用中不利于推廣與普及。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，提供了一種植物抗干旱脅迫能力的定量測定方法， 為不同植物的抗干旱能力提供了可比性。本專利技術采取以下技術方案一種，包含以下步驟第一、選擇生長狀況相似的植物幼苗，用常規配方的營養液培養植物30天后隨機進行分組；一組繼續在常規配方的營養液中培養；另一組是在常規配方的營養液中添加聚乙二醇6000 —PEG 6000后模擬干旱脅迫環境下的培養液中培養，第二、收集不同培養液培養后兩組植物的根系分泌物，測定根系分泌物中的蘋果酸含量;第三、將在常規配方的營養液中培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Mn，模擬干旱脅迫環境下培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Ms ;由此得到干旱脅迫處理的植物根系分泌蘋果酸含量比常規配方的營養液中培養的植物根系分泌蘋果酸含量的增加比記為AMsii=，由此可判斷出不同植物抗干旱能力大小。Mn所述的不同培養液的條件下兩組植物的培養時間為15天。所述的聚乙二醇6000— PEG 6000的添加量為每升常規配方的營養液中添加50克。所述的測定根系分泌物中的蘋果酸含量的方法為生物酶電極方法。 所述的利用CaCl2溶液收集不同培養液培養后兩組植物的根系分泌物。本專利技術的優點如下利用根系分泌的蘋果酸含量表征植物抗干旱脅迫能力的原理聚乙二醇6000 (PEG 6000)標示分子量為6000，是一種惰性的、非離子的不能滲透細胞的大分子。聚乙二醇6000小到足以影響滲透壓，也大到足以不被植物吸收。因此，它們經常被用于模擬生理干旱。用統一的、固定濃度的化學試劑來模擬生理干旱，可使對不同植物的檢測結果具有可比性。蘋果酸是光呼吸代謝過程中最活躍的中間代謝物，根系分泌物中蘋果酸的含量與光呼吸代謝有直接的關系。光呼吸代謝的總反應可表示為2 RuBP + 302 +ATP — 3PGA+C02+H20+ADP+2Pi(I)(I)式中RuBP為1，5-二磷酸核酮糖，PGA為三磷酸甘油酸。每2 RuBP (IOC)被氧化， 生成3PGA(9C)，放出I個CO2和H20。也就是說有1/10的CO2和H2O可以在干旱時被回用， 從而避免了干旱脅迫下光合器官的傷害。所以，根系分泌的蘋果酸的多少，決定了循環使用的CO2和H2O的多少，因此，可以用根系分泌的蘋果酸的量來表征植物的抗干旱能力。由于人為添加聚乙二醇6000 (PEG 6000)到營養液中制造生理干旱，因此根系分泌物中有大量的PEG 6000。PEG 6000影響到用諸如高效液相色譜法、毛細管電泳法、氣相色譜法等方法的蘋果酸測定。因此，選用生物酶電極方法測定根系分泌物中的蘋果酸含量，靈敏度高、檢測限低、特異性好、儀器簡單便宜、操作簡便快速。營養液中加入50g/L的聚乙二醇6000(PEG 6000)，營養液的水勢達到-O. 58 MPa,可以起到中度干旱的效果，15天的處理，抗干旱品種和干旱敏感品種的根系分泌的蘋果酸增加量有顯著的差異。抗干旱品種根系分泌蘋果酸含量的增加都超過80%，而干旱敏感品種根系分泌蘋果酸含量的增加都小于80%。本專利技術的優點如下1)本方法能定量檢測植物的抗干旱能力，不同植物的檢測結果具有可比性；2)根系分泌物中蘋果酸的收集采用CaCl2溶液收集，該方法是一種最為經濟可行的有效途徑；3)用生物酶電極方法可以直接測定根系分泌物中蘋果酸，無需分離純化和濃縮過程， 技術成熟，操作簡單，成本較低，工作量小，靈敏度高；4)本方法既可以表征植物的即時抗干旱能力，也可以表征植物的中長期抗干旱能力；5)本方法不受季節和土壤的影響，在實驗室中就可以實現植物抗干旱能力的檢測，具有較好的可控性。具體實施方式具體實施例方式第一步驟，選擇生長狀況相似的植物幼苗，用常規配方的營養液培養植物30天后隨機進行分組。每組各12株植株；一組是繼續在常規配方的營養液中培養；另一組是在每升常規配方的營養液添加50克聚乙二醇6000 (PEG 6000)后的模擬干旱脅迫環境的培養液；培養時間為15天；第二步驟，利用CaCl2溶液收集培養15天后兩組植物的根系分泌物，采用生物酶電極方法測定根系分泌物中的蘋果酸含量；第三步驟，將在常規配方的營養液中培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Mn，模擬干旱脅迫環境下培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Ms ;由此得到干旱脅迫處理的植物根系分泌蘋果酸含量比常規配方的營養液培養植物根系分泌蘋果酸含量的增加比記為權利要求1.一種，其特征在于包含以下步驟 第一、選擇生長狀況相似的植物幼苗，用常規配方的營養液培養植物30天后隨機進行分組；一組繼續在常規配方的營養液中培養；另一組是在常規配方的營養液中添加聚乙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用根系分泌的蘋果酸含量表征植物抗干旱脅迫能力的方法，其特征在于：包含以下步驟：第一、選擇生長狀況相似的植物幼苗，用常規配方的營養液培養植物30天后隨機進行分組；一組繼續在常規配方的營養液中培養；另一組是在常規配方的營養液中添加聚乙二醇6000—PEG?6000后模擬干旱脅迫環境下的培養液中培養；第二、收集不同培養液培養后的兩組植物的根系分泌物，測定根系分泌物中的蘋果酸含量；第三、將在常規配方的營養液中培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Mn，模擬干旱脅迫環境下培養的植物根系分泌的蘋果酸含量記為Ms；由此得到干旱脅迫處理的植物根系分泌蘋果酸含量比常規配方的營養液中培養的植物根系分泌蘋果酸含量的增加比記為???????????????????????????????????????????????，由此可判斷出不同植物抗干旱能力大小。2012105248540100001dest_path_image002.jpg

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳沿友，趙寬，牛慧樣，邢德科，杭紅濤，趙玉國，劉叢強，劉瑩，
申請(專利權)人：中國科學院地球化學研究所，
類型：發明
國別省市：