一种辅助鉴定棉花抗旱性的方法

摘要

本发明公开了一种辅助鉴定棉花抗旱性的方法。所述方法包括如下步骤：在培养箱中培养棉花至至少三叶一心期，进行自然干旱胁迫处理；当土壤含水量降至1～2％时取样，采用透射电镜观察棉花叶片的内质网结构，若出现圆环状的螺纹结构，则棉花具有抗旱性；根据出现的所述螺纹结构的多少，判定所述棉花的抗旱性强弱：所述螺纹结构越多，抗旱性越差。本发明通过透射电镜对棉花干旱胁迫处理下的内质网结构进行了观察，将棉花干旱胁迫在内质网结构方面紧密地联系在了一起。内质网特异性的螺纹可以作为棉花干旱胁迫在内质网结构中的标志，在不同干旱程度下，内质网出现螺纹的多少可以作为鉴定品种抗旱性的辅助。

说明书

技术领域

本发明涉及一种辅助鉴定棉花抗旱性的方法，属于生物医药技术领域。

背景技术

干旱是限制生物圈中高等植物生长，发育和分布的主要因素之一，土壤干旱和大气干燥都可能导致植物水分流失。一般认为，响应干旱胁迫时植物各部分的形态特征表现出了不同的可塑性，这些差异主要表现在叶片大小、叶片形态、根系发达程度等方面。而内质网作为蛋白质加工的重要场所，逆境条件下会导致内质网胁迫，加剧未折叠和错误折叠蛋白质的积累。

发明内容

本发明的目的是提供一种辅助鉴定棉花抗旱性的方法，本发明通过在抗旱胁迫下内质网结构的变化进行辅助鉴定：出现的螺纹结构，本发明棉花干旱胁迫与内质网超微结构紧密联系起来。

本发明所提供的辅助鉴定棉花抗旱性的方法，包括如下步骤：

在培养箱中培养棉花至至少三叶一心期，进行自然干旱胁迫处理；当土壤含水量降至1～2％时取样，采用透射电镜观察棉花叶片的内质网结构，若出现圆环状的螺纹结构，则棉花具有抗旱性；同时以正常生长的幼苗作为对照。

具体地，根据出现的所述螺纹结构的多少，判定所述棉花的抗旱性强弱：所述螺纹结构越多，抗旱性越差。

上述的方法中，所述培养条件为：

光照12～16h，温度为25～28℃；

黑暗8～12h，温度为23～25℃。

上述的方法中，所述土壤含水量采用烘干称重法测定；

如：采用0.1g精准的天平称取土样的重量，记作土样的湿重M，在105℃的烘箱内将土样烘8h至恒重，烘干后立即测定烘干土样，记作土样的干重Ms；

土壤含水量＝(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样的质量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)×100％。

上述的方法中，取样过程如下：将叶片切成长度和宽度均为1～5mm的多个叶块，均来自于同一个叶片，然后立即放入固定液中；。

取样时，应动作轻巧，器械锋利，每切一次叶片应更换一个刀片，并要避免对组织的挤压。

上述的方法中，所述固定液为戊二醛固定液与高锰酸钾水溶液的混合溶液，pH值为6.8～7.2；

所述固定液中，所述戊二醛固定液的体积含量为48～50％，所述高锰酸钾水溶液的体积含量为50～52％；

所述固定液放置在4℃冰箱备用；

上述的方法中，采用日立Hitachi 7800透射电镜进行观察。

通过本发明方法发现了棉花干旱胁迫下特殊的内质网螺纹结构，其在辅助鉴定棉花抗旱性强弱中的应用也属于本发明的保护范围。

本发明通过透射电镜对棉花干旱胁迫处理下的内质网结构进行了观察，将棉花干旱胁迫在内质网结构方面紧密地联系在了一起。内质网特异性的螺纹可以作为棉花干旱胁迫在内质网结构中的标志，在不同干旱程度下，内质网出现螺纹的多少可以作为鉴定品种抗旱性的辅助。

附图说明

图1为本发明实施例1中不同处理的棉花材料叶片的内质网结构。

图2为本发明实施例2中不同处理的棉花材料叶片的内质网结构。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例采用的棉花材料来自国家棉花种质资源中期库，为公知公用品种，可从市场购买或相应育种单位或中国农业科学院棉花研究所引种获得。

实施例1、基于材料1：中S1的内质网结构变化

材料1；正常生长，自然干旱，干旱后复水48h，共三个处理。

1)沙土种植材料1，在光照16h温度28℃，黑暗8h温度为25℃的培养箱，培养棉花长至三叶一心期进行自然干旱胁迫处理，当土壤含水量降至2％左右进行取样，自然干旱后将复水48h处理和正常生长的幼苗作为对照组，样品备好采用透射电镜观察内质网结构。

2)土壤相对含水量用铝盒称重70g左右的土样进行烘干处理，烘干用烘箱105℃烘干8h，计算土壤相对含水量，发现此时土壤相对含水量为0.99％。

3)固定液所用到的是2％戊二醛固定液和1％高锰酸钾水溶液，戊二醛固定液的体积含量为50％，高锰酸钾水溶液的体积含量为50％；混匀备用放置4℃冰箱中，pH值为7.0。

4)取样时，单个叶片取大约2mm×2mm的5个叶块，取样要快且准，所用刀片每切一个小叶块应换一次刀片避免组织受到损伤，迅速放入准备好的2ml放有1.5ml固定液的离心管中。

5)准备好的所有样品，需要抽真空20min，使叶片沉入试管底部，准备好冰袋和冰盒进行送样。

6)使用日立Hitachi 7800透射电镜进行观测棉花在干旱胁迫下叶片的内质网结构的变化。

不同处理的材料1叶片的内质网结构如图1所示。

图中CK(左图)为棉花三叶一心期正常生长的棉花叶片，从图中可以清晰地看到内质网的结构，红色箭头所指的就是内质网，此时的内质网是扁平线状的结构。

图中自然干旱(中图)为棉花在三叶一心期自然干旱胁迫处理进行取样用透射电镜观测棉花叶片的超微结构，此时土壤含水量大约2％，从图中可看出红色箭头所指的线状内质网和蓝色箭头所指的圆环状的内质网螺纹结构，可以发现内质网螺纹结构与正常的线状或者扁平状的内质网结构共存。

图中复水(右图)为棉花在干旱胁迫后进行复水处理48h取样，将样品切好放置固定液中进行固定，用透射电镜进行观测得到的棉花叶片的超微结构，当复水处理后，可以看到更明显的内质网螺纹结构(蓝色箭头所指)，与此同时也存在线状或者扁平的内质网结构，推测，在经过干旱胁迫后再经过复水的过程中，内质网螺纹的消失是一个漫长的过程，通过复水处理，意外地发现了更加清晰的内质网螺纹结构。

实施例2、基于材料2：中S4的内质网结构变化

材料2；较材料1抗旱性较差的棉花材料，仅对正常生长和干旱状态下的内质网结构进行观察，处理方法和材料1相同。

不同处理的材料2叶片的内质网结构如图2所示。

图中CK(左图)为棉花三叶一心期正常生长的棉花叶片，从图中可以看到内质网的结构，红色箭头所指为内质网，此时的内质网是扁平线状的结构。

图中自然干旱(右图)为棉花在三叶一心期自然干旱胁迫处理进行取样用透射电镜观测棉花叶片的超微结构，此时土壤含水量大约2％，从图中可看出红色箭头所指的线状内质网和蓝色箭头所指的圆环状的内质网螺纹结构，可以发现内质网螺纹结构与正常的线状或者扁平状的内质网结构共存。相较于材料1的干旱处理下的内质网螺纹结构较多。

上述结果表明，在经过干旱胁迫处理后出现了内质网同心圆结构，本发明中称之为内质网螺纹结构，并在复水48h处理后仍可看到清晰的内质网螺纹结构，这个所看到的内质网结构变化将内质网与棉花干旱胁迫紧密地联系在了一起，并且抗旱性较差的材料螺纹较多，可用于辅助鉴定抗旱品种。