[發明專利]一種鑒別水稻品種耐鋁毒性能的方法

在審

• 申請號: 201910132714.0
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109828005A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 陸海龍;徐仁扣
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種鑒別水稻品種耐鋁毒性能的方法。所述水稻根系電荷特征是通過流動電位裝置測定水稻根系的zeta電位來表征。所述水稻耐鋁毒特性根據不同基因型水稻在含鋁和不含鋁的營養液中生長后根系長度的差異大小來判別，并根據不同品種水稻根系對鋁吸附的差異進行進一步確認。建立水稻根系zeta電位與水稻耐鋁毒特性之間的線性關系，確定耐鋁毒水稻品種的zeta電位范圍，作為選擇耐鋁毒水稻品種的指標。

技術領域

本發明屬于農業科學中耐鋁毒作物品種篩選技術領域，涉及流動電位法測定水稻根系zeta電位、根伸長實驗和鋁吸附實驗確定水稻耐鋁毒能力、水稻根系zeta電位與相對根伸長率之間的線性相關分析等技術方法。

背景技術

水稻是世界上重要的糧食作物之一，稻米是我國人民的主要口糧，其在我國南方酸性土壤地區、長江中下游地區和東北地區均有大面積種植，水稻的高產和穩產對保障我國的糧食安全具有極其重要實際意義。鋁是地殼中最豐富的金屬元素，通常條件下土壤鋁主要存在于土壤固相部分，活性很低。但在酸性土壤中，鋁會活化，并進入土壤溶液中，特別當土壤pH小于5時，土壤溶液中毒性強的Al³⁺會顯著增加，并對植物產生毒害作用，抑制植物生長，導致作物減產，并使農產品品質下降。鋁離子主要通過抑制根系的生長和功能，從而抑制作物地上部分的生長，最終導致作物減產。水稻是我國南方酸性土壤地區的主要糧食作物，酸性土壤中水稻生長易受鋁毒危害。因此，在酸性土壤地區篩選和種植耐鋁毒的水稻品種，可以保障水稻的高產和穩產。

目前，耐鋁毒水稻品種的篩選主要通過田間試驗，在酸性土壤鋁脅迫的田間條件下比較不同品種水稻的生長情況和產量，確定耐鋁毒的水稻品種。這種方法比較費時和費力，特別是從大批量的水稻品種中篩選少數耐鋁品種，其難度很大。如能研發簡便、快速的耐鋁毒水稻品種的篩選方法，不僅能節省時間和勞動力，而且可以擴大篩選的規模，獲取更多的耐鋁毒水稻品種資源。植物根系是植物吸收養分的主要部位，其表面帶有豐富的官能團，這些官能團經過解離以后使得根表帶有負電荷。同樣，水稻根系也帶有負電荷，而且不同基因型的水稻根系電荷性質不同。水稻根系的電荷性質影響根表對鋁的吸附量，因此水稻根系的電荷性質應該會影響鋁對根系的毒害，因為鋁與水稻根系結合后更容易對水稻產生毒害。近期我們研究發現流動電位方法可以測定完整植物根系的zeta電位，測得的zeta電位可以表征根系的電荷特征。由于流動電位方法不需對根系做任何處理，能在近似原位條件下方便、快速地測定根系的表面電荷特性，這為快速、簡便的耐鋁毒水稻品種的初選方法的建立創造了條件。在初篩基礎上再進行田間試驗，進一步確定品種的耐鋁毒性、產量及品質，可以大大降低人力和物力，節省時間。

發明內容

解決的技術問題：本發明針對我國南方酸性土壤中的水稻受鋁毒害較重的問題，基于流動電位法表征水稻根系表面的電荷特征，依據根系的電荷性質初選耐鋁毒的水稻品種，提供一種鑒別水稻品種耐鋁毒性能的方法。

技術方案：通過檢測水稻根系的zeta電位在鑒別水稻品種耐鋁毒性能中的應用。

通過檢測水稻根系的zeta電位在比較水稻品種耐鋁毒性能中的應用。

上述根系的zeta電位的測定步驟為：將水稻根系用去離子水沖洗并浸泡，然后自然風干；取水稻風干根系放于樣品池中，用流動電位方法測定流動電位、液壓差和電導率，根據所獲參數通過公式計算水稻根系的zeta電位，其中ζ是zeta電位(mV)；ΔE是流動電位(mV)；ΔP是液體壓力差(Pa)；μ是溶液的粘滯系數(Pa·S)；ε是電解質溶液的介電常數(F/m)；ε₀是真空介質的介電常數(F/m)；κ是溶液電導(S/m)。

耐鋁毒秈稻根系在pH7.6的0.65mmol/L的NaCl溶液中zeta電位范圍為-10.3～-13.7mV。

優選的，水稻根系用去離子水沖洗3次并浸泡6小時。

優選的，水稻風干根系的長度為2cm。