[發(fā)明專利]一種快速定量計算植物固有抗干旱能力的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410218776.0
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104007093A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳沿友;張明明;邢德科;于睿;趙寬;周貴堯;喬韡軼
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 江蘇縱聯(lián)律師事務(wù)所 32253
• 代理人: 蔡棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及標(biāo)準(zhǔn)的失水模式下，一種快速定量計算植物固有的抗干旱能力的方法，屬于抗旱選種、農(nóng)業(yè)工程和農(nóng)作物信息檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

植物的生長發(fā)育離不開光合作用，光合作用是生物界所有物質(zhì)代謝和能量代謝的基礎(chǔ)，包括一系列光物理、光化學(xué)和生物化學(xué)轉(zhuǎn)變的復(fù)雜過程，在光合作用的原初反應(yīng)，將吸收光能傳遞、轉(zhuǎn)換為電能的過程中，有一部分光能損耗是以較長的熒光方式釋放的。

自然條件下的葉綠素?zé)晒夂凸夂献饔糜兄置芮械年P(guān)系。一方面，當(dāng)植物被暴露在過強(qiáng)的光照條件下，熒光起著十分重要的保護(hù)作用，避免葉綠體吸收光能超過光合作用的消化能力，將強(qiáng)光灼傷的損失降低到最小；另一方面，一般來說，自然條件下葉綠素?zé)晒夂凸夂纤俾适窍嗷ヘ?fù)關(guān)聯(lián)的，光合速率高，熒光弱；反之，當(dāng)光合強(qiáng)度下降時，則熒光的發(fā)射就增強(qiáng)。

葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)技術(shù)在測定葉片光合作用過程中光系統(tǒng)對光能的吸收、傳遞、耗散、分配等方面具有獨(dú)特的作用，與“表觀性的氣體交換指標(biāo)相比，葉綠素?zé)晒鈪?shù)更具有反映“內(nèi)在性”的特點(diǎn)。

研究表明植物體內(nèi)發(fā)出的葉綠素?zé)晒庑盘柊耸重S富的光合作用信息，其特性與植物的營養(yǎng)和受脅迫程度密切相關(guān)，可以快速、靈敏和無損地探測植物在脅迫下光合作用的真實(shí)行為。通過植物光合過程中熒光特性的探測可以了解植物受脅迫的狀況。

由于葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)具有靈敏、簡便、快速和無損傷檢測等優(yōu)點(diǎn)，目前葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)廣泛應(yīng)用于植物生理學(xué)、植物育種、園藝學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、林學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)用化學(xué)、海洋與湖沼學(xué)、微藻生物技術(shù)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。其中在植物生理學(xué)上的研究主要有以下幾個方面：光照(光強(qiáng)和光質(zhì))，養(yǎng)分脅迫，溫度，水分，CO₂和鹽度脅迫等影響因子對其葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響。在測定植物葉綠素?zé)晒鈪?shù)時，使用IMAGING-PAM調(diào)制式葉綠素?zé)晒鈨x一次可測多點(diǎn)、多個參數(shù)，比普通的葉綠素?zé)晒鈨x方便快速。

光合作用受多種因素的影響，水分脅迫是其中一個重要因素。在水分脅迫條件下，植物葉片光合能力降低。目前，測定植物的抗干旱能力是通過測定已處于干旱條件下的、包括葉綠素?zé)晒鈪?shù)等的植物生理生化參數(shù)來表征抗干旱能力的，這需要一個復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和較長的時間，而且不同植物的測定值不具有可比性。使得測定的葉綠素?zé)晒鈪?shù)等只能定性地反映植物即時的抗逆性，而對于固有的抗干旱能力則無法定量。為了消去植物的葉綠素?zé)晒鈪?shù)受到先前干旱逆境脅迫狀態(tài)的影響，本發(fā)明建立植物的飽水狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)的失水模式，在動態(tài)失水過程中，測定葉綠素?zé)晒鈱κ俾实捻憫?yīng)情況，進(jìn)而定量判斷植物固有的抗干旱能力。

對現(xiàn)行專利《一種定量檢測植物抗干旱能力的方法》(專利號：201310701096.X)，主要從葉片相對緊張度角度反映植物的抗干旱能力；使用LCR測試儀(HIOKI3532-50，日本日置)、水勢儀(Water?Potential?System，WESCOR，USA)測定植物葉片緊張度時，由于需要穩(wěn)定及平衡，致使測定時間較長、對植物水分變化狀況響應(yīng)較慢。本發(fā)明從光響應(yīng)角度反映植物的抗干旱脅迫能力，使用IMAGING-PAM調(diào)制式葉綠素?zé)晒鈨x測定葉綠素?zé)晒鈪?shù)，測定時穩(wěn)定、所需時間短，一次可測多點(diǎn)、多個參數(shù)，可以快速、穩(wěn)定地響應(yīng)植物失水情況，進(jìn)而診斷抗干旱能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種快速定量計算植物固有抗干旱能力的方法，以更方便地獲取植物固有的抗干旱能力，為植物耐旱性鑒定、耐旱品種的選育提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明通過建立植物的飽水狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)的失水模式，在動態(tài)失水過程中，利用葉綠素?zé)晒鈪?shù)對失水速率的響應(yīng)情況，無損快速定量計算植物固有的抗干旱能力；而且在0水平熒光時，不需要暗處理，直接測定葉綠素初始熒光值及光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)最大光化學(xué)量子產(chǎn)量兩項參數(shù)；采用的具體技術(shù)方案如下：

一種快速定量計算植物固有抗干旱能力的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，取帶有葉片的待測植物的新鮮枝條，并用濕布包住植株枝干基部，以減緩水分散發(fā)；

步驟二，立即返回實(shí)驗(yàn)室，清理葉片表面灰塵后，將新鮮枝條的葉片采摘下來，放入裝有水的盆中浸泡30分鐘；

步驟三，葉片浸泡30分鐘后，成飽水狀態(tài)，取出浸泡后的飽水葉片，用面巾紙將葉片表面上的水快速輕輕吸干；