一种快速检测油菜角果抗裂角性方法

摘要

本发明公开了一种快速检测油菜角果抗裂角性方法，通过对易裂角和抗裂角材料的生理生化分析，发现在角果成熟过程中，脱水慢的角果皮组织结构更稳定，在籽粒成熟时角果的衰老更慢，细胞内的生长素含量较高，能抑制角果皮内切纤维素酶的活性，减轻角果的开裂，以成熟期角果含水量大于25％为抗裂角筛选标准。本发明有别于以往检测油菜角果抗裂角性诸如田间调查法、解剖法和机械仪器鉴定法等方法，运用生理生化研究结果，用籽粒成熟时角果皮含水量鉴定抗裂角能力，检测1个样品只需1分钟，较常用的方法效率高、操作简便、结果准确，比传统鉴定方法效率提高25倍以上。

说明书

技术领域

本发明属于一种检测方法，具体涉及一种快速检测油菜角果抗裂角性方法。

背景技术

菜籽油是我国主要的食用油，提高油菜的生产效率和单位面积的产油量成 为了油菜育种的核心课题。我国通过科研单位的联合攻关，油菜新品种在产量、 含油量和抗病性等方面提高显著，但由于油菜在成熟时角果容易裂开，同水稻、 小麦等主要农作物相比，油菜的机械化收获效果较差，在机械化收获模式下， 因角果开裂所造成的损失占油菜籽粒总产量的8％～12％，如若延迟收获，则会 增加到20％以上，在一定程度上限制了油菜的机械化发展。油菜相较于其他芸 薹属植物在角果抗裂角性变异较小，抗裂角的油菜资源十分稀少。由于缺乏合 适的抗裂角油菜材料以及统一的抗裂性鉴定方式，在我国油菜角果炸裂而导致 的产量损失仍是目前我国油菜机械收获技术推广应用的难关。

抗裂角性是油菜成熟之后才表现的性状,适宜进行选择的时间很短,不易测 定,导致该性状的研究进展缓慢。人们对作物角果抗裂性的检测方法进行了长期 探索,创造了田间调查、解剖、机械检测等方法。

1、田间调查法

早在20世纪60-70年代,欧洲学者已经开始对油菜的抗裂角性状进行检测, 方法主要是田间观察,主要包括统计遗失在容器中的种子数、直接收获与提前砍 倒的产量的比值、收获后田间落粒的实生苗数、统计田间脱落的种子数、计算 破裂角果数等。我国学者在研究油菜抗裂角性状的初始阶段也采取田间调查法。 孙超才等通过统计油菜田间炸裂角果数的方法育成了适合机械收获的矮秆、抗 裂角的甘蓝型油菜品种沪油17号。何余堂等采用手指挤压弯曲法对12个甘蓝 型油菜的杂交组合的抗裂角性状进行了鉴定。

田间调查鉴定法操作简单、测定迅速,但基于眼睛观察和手工操作,主观性 强,耗费时间长,受环境条件影响大,结果的可靠性和一致性差,只能对差异大的 品种进行粗略鉴定,因此被其他定量和精细的方法逐步取代。

2、解剖法

Child等利用解剖角果结构研究,发现人工合成的抗裂角甘蓝型油菜品系 的维管束比对照大40％。Morgan等通过扫描电子显微镜观察发现,不同油菜品系 的维管束在分布范围、位置和数量上存在相当大的变异。该方法虽然克服了田 间调查的粗放、易受环境条件影响的缺点,从生理的深层次鉴定品种间的抗裂角 差异,但只能鉴定生理结构差异明显的品种,而且只能进行定性观察,不能定量 检测。

3、机械仪器鉴定法

为了克服田间调查和解剖方法的不足,许多学者尝试在人为控制的温度、湿 度条件下对油菜角果的抗裂角性能进行测试。该方法在实验室条件下对田间油 菜角果炸裂过程进行模拟,是发展最快也是最为实用的方法。

Kadkol等通过测定机械弯曲角果所需要的能量大小鉴定角果的抗裂角能 力。Morgan等通过测定角果开裂所需要的拉力大小鉴定角果抗裂角能力。上述 两种方法具有适合各种大小和形状的角果、样品装缷简单和可以对单个角果进 行测定的优点,但是机械复杂、造价昂贵,难以在生产上推广普及。

Rudko等设计了角果抗裂性测试仪,通过测定角皮与假膜分离所需外力来 鉴定油菜角果抗裂角能力。该方法的优点是对单个角果进行测定,不受角果形 状、大小影响,仪器轻便、小巧,便于携带,通过传感器与电脑相连,可以直接获 得品种的抗裂角能力,但是该产品受专利权保护。

Morgan等提出了随机碰撞法测试鉴定油菜抗裂角能力。该方法是将钢珠和 20个角果置于同一个塑料容器内,在摇床上高速震荡,比较角果破裂50％所需要 的时间长短来判断抗裂角能力。该方法设备简便、快速,鉴定结果与田间品种抗 裂角能力相关性好。但不能对单个角果进行测定,对极端材料的抗裂角性能难以 区分,还需要绘制角果破裂曲线图。文雁成等在上述随机碰撞测试原理的基础上, 对测试方法进行了改进,采用多次碰撞和抗裂角指数替代原来的一次碰撞和破 裂角果数。

Timothy等在单株脱粒机的基础上开发出适合于单个角果的变速抗裂角测 试仪,即通过逐渐增加脱粒机输入电流的频率来增加脱粒机的转速,以不同品种 裂角落粒时的电流频率作为衡量品种抗裂角能力的定量指标,电流的频率达到 60Hz仍然不破裂的品种为抗裂角品种。该方法需要一个变频马达,设备简单,易 于操作,但与田间抗裂角能力间的关系尚不清楚。

上述鉴定油菜角果抗裂性的方法各有优缺点,田间测定受环境条件影响,只 有在引起显著裂角的气候条件下才适用。机械测试的缺点是被测的参数与抗裂 角性的相关性不是十分明确。因此，需要研究更稳定、重复性好、精确可靠、 操作简单、省工省时的方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种快速检测油菜角 果抗裂角性方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种快速检测油菜角果抗裂角性方法，该方法包括如下步骤：

1)取样时间

在油菜黄熟期，即植株主花絮中部角果中80％的籽粒呈现成熟时的褐色(黑 籽油菜)或黄色(黄籽油菜)，每份材料随机选取5个生长正常的单株；田间 取样需根据不同材料成熟期早晚不同批次取样；

2)取样方法

取样在晴朗的午后进行，每个单株在主花絮上、中、下部均匀取样，剪取 发育正常、充分成熟、无病虫危害、完好的角果20个，用保留了适量空气的塑 料袋装好并迅速带入室内；

3)鉴定方法

用小刀轻轻划开角果皮，迅速去除内部籽粒及线状、壳状果瓣，留下角果 皮，将角果皮放入HXS4020自动水分测定仪中进行水分测定，5个单株的平均 值去掉最高和最低值，再取平均值得到角果含水量；

4)抗性评价

根据成熟期果皮含水量数值判断被鉴定的油菜品种、材料、种质资源的抗 裂角性。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明有别于以往检测油菜角果抗裂角性诸如田间调查法、解剖法和机 械仪器鉴定法等方法，运用生理生化研究结果，用籽粒成熟时角果皮含水量鉴 定抗裂角能力，检测1个样品只需1分钟，较常用的方法效率高、操作简便、 结果准确，比传统鉴定方法效率提高25倍以上。

2、该方法通过检测籽粒成熟时角果皮含水量判断“抗裂角”能力，检测一 个样品只需1分钟(传统方法至少需要25分钟)，操作简单、快速，结果精准、 稳定，克服了传统方法因受样品成熟度和测试者主观判断的影响导致结果精准 性和重演性较差的缺陷。

附图说明

图1为油菜角果发育过程中角果皮的含水量变化图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

一种快速检测油菜角果抗裂角性方法，通过对易裂角和抗裂角材料的生理 生化分析，发现在角果成熟过程中，脱水慢的角果皮组织结构更稳定，在籽粒 成熟时角果的衰老更慢，细胞内的生长素含量较高，能抑制角果皮内切纤维素 酶的活性，减轻角果的开裂，以成熟期角果含水量大于25％为抗裂角筛选标准。 该方法具体包括如下步骤：

1)取样时间

在油菜黄熟期，即植株主花絮中部角果中80％的籽粒呈现成熟时的褐色(黑 籽油菜)或黄色(黄籽油菜)，每份材料随机选取5个生长正常的单株。田间 取样需根据不同材料成熟期早晚不同批次取样；

2)取样方法

取样在晴朗的午后进行，每个单株在主花絮上、中、下部均匀取样，剪取 发育正常、充分成熟、无病虫危害、完好的角果20个，用保留了适量空气的塑 料袋装好并迅速带入室内；

3)鉴定方法

用小刀轻轻划开角果皮，迅速去除内部籽粒及线状、壳状果瓣，留下角果 皮，将角果皮放入HXS4020自动水分测定仪中进行水分测定，5个单株的平均 值去掉最高和最低值，再取平均值得到角果含水量；

4)抗性评价

根据成熟期果皮含水量数值判断被鉴定的油菜品种、材料、种质资源的抗 裂角性。分级标准如表1所示。

表1油菜抗裂角性分级标准

油菜角果发育过程中角果皮的含水量变化如图1所示，花后7d到19d，材 料角果皮含水量的变化幅度不大，变化范围在86.26～88.21％；花后19d到49d， 含水量一直呈持续下降趋势,其中庆油1号从86.23％降到70.2％，0911从87.5％ 降到71.42％，QS115从86.51％降到65.56％，HP45从86.3％降到63.91％，这个 阶段被称为缓慢下降期；花后49d以后，角果皮含水量均急剧下降，但不同材 料的下降幅度存在不同，在花后61d，抗裂角材料庆油1号和0911的角果含水 量分别下降至30.98％和32.32％，而易裂角材料QS115和HP45的含水量仅有 19.63％和15.12％，与此同时，角果开始干枯。结果表明，材料的抗裂角指数与 成熟期角果皮的含水量显著正相关，与角果失水速率显著负相关。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。