[發明專利]通過脫氧核糖核酸中的6mA豐度鑒定植物對溫度脅迫的耐逆性的方法

有效

• 申請號: 201810896605.1
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN108872460B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 谷曉峰;張倩
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院生物技術研究所
• 主分類號: G01N30/88
• 分類號: G01N30/88;G01N30/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;何葉喧

本發明公開了一種通過脫氧核糖核酸中的6mA豐度鑒定植物對溫度脅迫的耐逆性的方法。本發明提供的方法包括如下步驟：待測植物進行熱處理，分別于熱處理前和熱處理后取地上部分；分別檢測熱處理前生物樣本和熱處理后生物樣本的脫氧核糖核酸中的6mA相對豐度，計算相對值A；相對值A高的植物對高溫脅迫的耐逆性高于相對值A低的植物；待測植物進行低溫處理，分別于低溫處理前和低溫處理后取地上部分；分別檢測低溫處理前生物樣本和低溫處理后生物樣本的脫氧核糖核酸中的6mA相對豐度，計算相對值B；相對值B低的植物對低溫脅迫的耐逆性高于相對值B高的植物。本發明對于鑒定/篩選耐高溫脅迫水稻和耐低溫脅迫水稻具有重大的應用推廣價值。

技術領域

本發明涉及一種通過脫氧核糖核酸中的6mA豐度鑒定植物對溫度脅迫的耐逆性的方法。

背景技術

水稻原產于中國和印度。是世界主要糧食作物之一。中國水稻播種面占全國糧食作物的1/4，而產量則占一半以上。栽培歷史已有14000～18000年。為重要糧食作物；除食用穎果外，可制淀粉、釀酒、制醋，米糠可制糖、榨油、提取糠醛，供工業及醫藥用；稻稈為良好飼料及造紙原料和編織材料，谷芽和稻根可供藥用。

在脅迫因子中，溫度是影響植物生長的主要因子。近年來，隨著溫室效應的加劇，全球氣溫上升，高溫脅迫對包括水稻在內的世界主要糧食作物生產造成極大威脅，嚴重影響水稻產量。高溫脅迫是由高溫的強度和持續時間共同決定的。Bjorkan和Berry 將高溫脅迫劃分為兩類：一是持續時間較長的相對高于水稻適宜生長溫度的高溫脅迫，二是絕對高于水稻適宜生長溫度的短期高溫脅迫。孕穗期、抽穗揚花期、灌漿結實期是水稻高溫敏感時期當溫度升高到閾值水平并持續一定時間，會對水稻生長發育造成不可逆的傷害，表現出高溫熱害。孕穗期、抽穗揚花期、灌漿結實期是水稻對高溫較敏感的時期，高溫敏感時期遭受高溫脅迫會導致水稻產量嚴重下降。

水稻高溫熱害一般是指在水稻抽穗結實期，氣溫超過水稻正常生育溫度上限，影響正常開花結實，造成空秕粒率上升而減產甚至絕收的一種農業氣象災害。不良溫度的損害取決于水稻的不同生育時期，在發芽期能耐較高的溫度，但種子、秧苗常因地面高溫而受害。在營養生長時期，葉片會因為高溫而發生“褪綠”。特別是幼穗期，是水稻一生中對溫度反應最敏感的時期，高溫將引起幼穗發育遲緩阻滯或數量減少?；ㄆ诓皇芫饕菧囟扔绊懙模一ㄋ帉囟确浅Ｃ舾?，是受開花時花藥溫度決定。

適宜的溫度是植物生長發育的必要條件，溫度過高或過低都會對植物的生長產生有害的影響。低溫對植物造成的傷害稱寒害，高溫對植物造成的傷害稱熱害。按照低溫的程度和植物的受害狀況，寒害又分為凍害和冷害。植物對低溫的適應與抵抗能力稱植物的抗寒性。植物對高溫的適應與抵抗能力稱植物的抗熱性。在零度低溫時，雖無結冰現象，但能引起喜溫植物的生理障礙，使植物受傷甚至死亡。在我國，冷害主要發生在早春和晚秋季節，主要危害作用在作物的苗期和籽?；蚬麑嵆墒炱?。水稻、棉花、玉米和春播蔬菜的幼苗常遇到冰點以上低溫的危害，造成爛籽、死苗或僵苗。正在長葉或開花的果樹遇冷害時會引起大量落花，使結實率降低。

冷害對各個時期的水稻會造成不同程度的影響，營養生長期遇低溫將發生延遲型冷害。主要使稻株的出葉速度減慢,株高、葉齡指數、總根數、根長和有效分蘗數降低, 葉色變淡,有效分蘗終止期和最高分蘗期延遲。低溫延緩幼穗分化始期以至延遲抽穗, 影響成熟和產量。此期如遇低溫,主要影響水稻的正常抽穗、開花和成熟,是障礙型冷害發生的關鍵期。此外，低溫將減少每穗枝梗分化數和粒數,并發生大量的不孕粒。抽穗開花期如遇低溫,將使花粉發芽率下降,花藥不開,穎殼開裂角度變小,甚至不能開裂等,影響正常受精,造成不育,空秕率明顯增加。灌漿期臨界溫度為18℃,低于18℃將減慢籽粒干物質的灌漿速度,籽粒不能完好成熟。低溫不僅降低水稻的結實率,而且能誘導稻瘟病的大面積流行,甚至造成部分地塊絕產,嚴重影響水稻產量和農民的經濟收益。

水稻受高溫或低溫的侵害，是自然中難以避免的自然性災害之一，發生機理及解決措施仍需要深入研究。

發明內容