一种甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法与流程

1.本发明属于油菜种植技术领域，尤其涉及一种甘蓝型油菜花期耐寒性的表型鉴定评价方法。


背景技术：

2.油菜是我国最重要的油料作物之一。利用南方冬闲田大力发展油菜生产对保障食用油供给安全具有十分重要的意义。目前，我国南方长江流域有超过6400万亩的冬闲田可用作“稻-油”、“稻-稻-油”生产。“稻-油”、“稻-稻-油”轮作生产模式下需要种植早熟油菜品种，而早熟油菜品种生育进程快，花期较早，耐春寒能力较弱，一旦遭遇冰冻或持续的低温阴雨天气，就会导致严重的产量损失。因此，提升油菜品种花期耐寒性是解决因低温胁迫导致产量下降的关键。
3.目前，前人对甘蓝型油菜耐寒性的鉴定主要是以萌芽期和苗期为主，并建立了以发芽率、成苗率、叶片冻害指数、越冬率等形态及生长发育指标，与细胞膜系统、保护酶系统、渗透调节系统以及光合作用相关的生理生化指标的耐低温鉴定评价方法。但是关于油菜花期耐寒性的鉴定方法还未见报道。建立花期耐寒性鉴定技术标准是花期耐寒性遗传改良的前提，因此建立一种甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法。
5.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
6.一种甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，包括如下步骤：
7.(1)在甘蓝型油菜处于花期时进行零下低温胁迫处理，处理结束后将植株移回温室恢复生长；
8.(2)植株恢复生长5d后，采集植株上部薹茎叶、花蕾、花瓣、主花序、分枝花序、果柄、幼角果、长角果的寒害表型症状，并根据相应表型症状进行评分，具体寒害表型症状和评分标准如下：
9.上部薹茎叶：薹茎叶舒展，计2分；部分萎蔫下垂，计1分；整片叶子萎蔫下垂，计0分；
10.花蕾：花蕾正常，计2分；花蕾闭蕾或死蕾，计0分；
11.花瓣：花瓣正常，计2分；花瓣边缘内卷，计1分；花瓣干枯，计0分；
12.主花序：主花序正常伸长，计2分；主花序弯曲，能恢复生长；计1分；主花序下垂，不能恢复，计0分；
13.分枝花序：分枝花序正常伸长，计2分；分枝花序弯曲，能恢复生长，计1分；分枝花序下垂，不能恢复，计0分；
14.果柄：果柄正常，计2分；果柄干枯或萎蔫下垂，计0分；
15.幼角果：幼角果正常，计2分；幼角果变黄、萎蔫、干枯，计0分；
16.长角果：角果伸长，胚正常，计2分；角果伸长，胚褐化、干瘪，计0分；
17.(3)根据总评分判定该植株的低温耐性等级，判定标准如下：若总评分≥15分，则列为强耐寒等级；若总评分为12～14分，则列为耐寒等级；若总评分为6～11分，则列为敏感等级；若总评分≤5分，则列为极敏感等级。
18.上述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，优选的，在步骤(1)中，所述花期是甘蓝型油菜初花期7d后，分枝展开，且幼角果形成后的时期。
19.优选的，在步骤(1)中，所述低温胁迫处理的温度是-1℃～-3℃，处理时间为12h以上。
20.优选的，在步骤(1)中，所述温室的昼夜条件分别为：24℃/14h，16℃/10h。
21.优选的，在步骤(3)中，所述强耐寒等级的表型症状描述为：叶片无变形、冻害，叶片舒展；花蕾正常；花朵舒展，花序正常伸直；果柄正常；幼角果为绿色，长角果能继续伸长。
22.所述耐寒等级的表型症状描述为：叶片无变形、冻害，叶片舒展；花蕾正常；花序轻微弯曲但温度回升后能恢复向上；果柄正常；幼角果变黄，长角果能继续伸长。
23.所述敏感等级的表型症状描述为：叶片有冻害，叶片部分下垂；花序轻微弯曲但温度回升后能恢复向上；花蕾死蕾或闭蕾；花朵畸形，果柄部分或全部萎蔫，下垂；幼角果变黄、干枯、脱落，长角果能继续伸长。
24.所述极敏感等级的表型症状描述为：叶片有冻害，萎蔫，整片叶片下垂；主花序或分枝花序下垂，花蕾死蕾或闭蕾；花朵干枯死亡，果柄部分或全部萎蔫，下垂；幼角果变黄、干枯、脱落，长角果不再伸长。
25.本发明在油菜花期是进行-1℃～-3℃处理后，恢复5d后观察其表型，统计发现低温会导致甘蓝型油菜的花序弯折，敏感型材料无法恢复，慢慢干枯死亡，耐受型材料会慢慢恢复，呈“z”字型向上，甚至直立向上。低温会导致花蕾死蕾、闭蕾，花瓣皱缩、花型变小，花器官发育不完全或者畸形、甚至干枯，显著降低花粉活力；还会导致叶片黄化，萎蔫下垂；果柄部分或全部萎蔫、干枯，甚至下垂。幼角果黄化、干枯，长角果胚褐化死亡。从甘蓝型油菜植株在低温胁迫下的表型症状变化入手，比较直观地观察到甘蓝型油菜叶、花序、花朵、花蕾、果柄、角果等变色和变形等状况，构建甘蓝型油菜花期低温胁迫下评价体系；通过采用此评价体系，可鉴定出花期低温耐受型的甘蓝型油菜资源，为花期耐寒性油菜品种选育提供种质参考。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.本发明将油菜培养至花期，采用低温处理室模拟-1℃～-3℃低温胁迫处理，从甘蓝型油菜植株低温胁迫下的表型症状变化入手，直观地观察到甘蓝型油菜叶、花序、花朵、花蕾、果柄、角果等变色和变形等状况，构建了甘蓝型油菜花期低温胁迫下评价体系；操作条件易于满足、易于操作、方便快捷，通过大田生产检验，结果准确可靠，可作为花期耐寒性油菜品种选育提供种质参考；为甘蓝型油菜花期低温抗性的鉴定评价提供准确可靠的技术标准和技术平台。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
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44.1.2试验方法
45.将试验材料穴盘育苗至3-4叶期时，移栽至花盆中，一盆2株苗。在玻璃房中继续培养。当材料培养至花期，初花期后7d，分枝展开，幼角果形成后，对其进行-2℃(0，12h)低温处理，每处理4株。低温处理结束后，将植株移回温室(24℃/14h，16℃/10h)恢复生长，5d后观察油菜表型变化。
46.根据表型差异，选择对花蕾、花瓣、主花序、分枝、苔茎叶、角果性状进行调查和统计分析，根据各表型的冻害程度，制定了油菜低温冻害的性状描述及其记分标准。对种质综合得分进行排序和聚类分析，并以此划分耐寒性等级。最后通过田间观察，验证花期耐寒性鉴定评价方法的可靠性。
47.1.3统计低温胁迫下甘蓝型油菜的典型表型性状
48.(1)对叶片的影响
[0049]-2℃处理会导致油菜叶片的颜色变浅，且随低温处理的时间越长，颜色变化越大。低温还会导致叶片萎蔫、下垂，但是不同材料叶片的萎蔫、下垂程度不一样，有的材料的叶片部分萎蔫、下垂，有的材料的叶片全部萎蔫下垂。参试49份甘蓝型油菜资源中29份资源的薹茎叶没表现处明显的冻害，叶色正常，且正常上举，占59.2％；12份资源表现出冻害，叶片部分萎蔫、下垂，占24.5％；8份资源表现出显著冻害，叶片整体萎蔫、下垂，占16.3％。
[0050]
(2)对果柄的影响
[0051]
正常的果柄一般表现为平生或上举。低温胁迫下油菜的果柄部分或全部萎蔫、干枯，甚至下垂。大部分材料的果柄变现为健康平生或上举。49份甘蓝型油菜资源中42份资源的果柄未表现明显冻害，占85.7％；7份资源的果柄部分或全部萎蔫、干枯，甚至下垂，占14.3％。
[0052]
(3)角果的影响
[0053]
低温对角果也会产生一定的影响，幼角果比较敏感主要表现为幼角果变黄、干枯、弯曲、皱缩，胚褐化死亡。已经伸长的角果一般表现能继续伸长，但是大部分材料的胚会褐化死亡。大部分材料的幼角果易受到低温冻害。49份甘蓝型油菜资源中21份资源的幼角果未表现明显冻害，占42.9％；28份资源的幼角果黄化、干枯，占57.1％。
[0054]
(4)对油菜花蕾的影响
[0055]-2℃处理会造成部分花蕾闭蕾或死蕾，49份甘蓝型油菜资源中44份资源的花蕾没
表现出明显的冻害，花蕾正常，占89.8％；5份资源的花蕾表现为闭蕾，占10.2％。
[0056]
(5)对油菜花朵的影响
[0057]
花瓣对冻害比较敏感，大部分花瓣表现为边缘内卷皱缩、严重的表现为花瓣干枯。49份甘蓝型油菜资源中6份资源的花没表现出明显的冻害，花瓣正常展开，占12.2％；25份资源的花瓣表现为边缘内卷皱缩，占51.0％；18份资源表现为花朵干枯，占36.7％。
[0058]
(6)对油菜花序的影响
[0059]-2℃处理后，参试材料的花序均受冻弯折，恢复5d后，低温耐受型材料的花序则能恢复向上的状态，中间型的材料能恢复，但是呈现明显的“z”字型，低温敏感的材料的主花序则无法恢复，呈现弯折干枯状态，其花蕾和花朵慢慢干枯死亡，花序不再伸长。大部分花序仍表现为直立，冻害变现为花序弯曲，严重的表现为花序下垂。49份甘蓝型油菜资源中39份资源的花序能正常直立，占79.6％；7份资源的花序表现为弯曲，占14.3％；3份资源表现为花序下垂，占6.1％。
[0060]
1.4制定油菜低温冻害的性状描述及其记分标准
[0061]
对参试的49份材料分别进行-2℃0h、12h处理，统计各材料表型的典型性状，选择以叶形、花蕾、花型、果柄、角果等5种具有代表性、能显著区分的表明作为耐冻害鉴定的评价表型(见图1)，并根据症状进行冻害等级进行赋分，如表2所示。
[0062]
表2甘蓝型油菜寒害表型症状赋分表
[0063][0064]
1.5不同甘蓝型油菜耐寒性表型评分聚类分析
[0065]
利用各甘蓝型油菜种质的总评分进行系统聚类分析(相似尺度用欧氏距离，聚类方法用离差平方和(ward))，在5分类距离上可将49个油菜品种分为4类，系统聚类结果如图2所示，聚类结果列于表3、表4。根据聚类分析结果，我们可以将甘蓝型油菜种质划分为强耐、耐、敏感、极敏感4个耐寒性等级标准，并以20b作为对照品种。其中jd008、jd010、jd017三个材料属于第ⅰ级，为强耐寒种质，其分值≥15分，低温胁迫下的表型表现为叶片无变形、冻害，叶片舒展；花蕾正常；花朵舒展，花序正常伸直；果柄正常；幼角果为绿色，长角果能继
续伸长。jd004、jd006、jd014等十二个材料属于第ⅱ级，为耐寒种质，其分值为12～14分，低温胁迫下的表型为叶片无变形、冻害，叶片舒展；花蕾正常；花序轻微弯曲但温度回升后能恢复向上；果柄正常；幼角果变黄，长角果能继续伸长。jd024、jd026、jd030等30份种质属于第ⅲ级，为低温敏感种质，其分值为6～11分，低温胁迫下的表型表现为叶片有冻害，叶片部分下垂；花序轻微弯曲但温度回升后能恢复向上；花蕾死蕾或闭蕾；花朵畸形，果柄部分或全部萎蔫，下垂；幼角果变黄、干枯、脱落。长角果能继续伸长。jd036、jd038、jd041、jd044四份种质为极敏感种质，其分值≤5分，低温胁迫下的表型表现为叶片有冻害，萎蔫，整片叶片下垂；主花序或分枝花序下垂，花蕾死蕾或闭蕾；花朵干枯死亡，果柄部分或全部萎蔫，下垂；幼角果变黄、干枯、脱落。长角果不再伸长。
[0066]
表3甘蓝型油菜低温耐性等级与表型症状描述
[0067][0068]
表4参试油菜种质花期耐寒性聚类划分
[0069][0070]
1.5不同特早熟甘蓝型油菜种质的田间耐寒性表现
[0071]
2023年1月25至29日，长沙出现连续-1℃至-3℃低温天气，见图3。田间早熟种质花期遭遇低温胁迫，4月3日，观察上述低温敏感和低温耐受材料的主花序结实情况，发现低温敏感性材料出现严重的分段结实、萝卜角的情况，如图4(b)所示；而耐寒型材料的主花序发育正常，未出现明显分段结实现象，结实性明显优于低温敏感型材料，如图4(a)所示。
[0072]
因此，以盆栽实验在甘蓝型油菜种质花期时室内低温处理，通过表型评分来鉴定甘蓝型油菜种质花期耐寒性的评价体系具有较高的可信度，可作为早花油菜花期耐寒性鉴定评价的方法。通过采用此评价体系，鉴定出花期低温耐受型的甘蓝型油菜资源15份，可作为花期耐寒性油菜品种选育提供种质参考。

技术特征：
1.一种甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在甘蓝型油菜处于花期时进行零下低温胁迫处理，处理结束后将植株移回温室恢复生长；(2)植株恢复生长5d后，采集植株上部薹茎叶、花蕾、花瓣、主花序、分枝花序、果柄、幼角果、长角果的寒害表型症状，并根据相应表型症状进行评分，具体寒害表型症状和评分标准如下：上部薹茎叶：薹茎叶舒展，计2分；部分萎蔫下垂，计1分；整片叶子萎蔫下垂，计0分；花蕾：花蕾正常，计2分；花蕾闭蕾或死蕾，计0分；花瓣：花瓣正常，计2分；花瓣边缘内卷，计1分；花瓣干枯，计0分；主花序：主花序正常伸长，计2分；主花序弯曲，能恢复生长；计1分；主花序下垂，不能恢复，计0分；分枝花序：分枝花序正常伸长，计2分；分枝花序弯曲，能恢复生长，计1分；分枝花序下垂，不能恢复，计0分；果柄：果柄正常，计2分；果柄干枯或萎蔫下垂，计0分；幼角果：幼角果正常，计2分；幼角果变黄、萎蔫、干枯，计0分；长角果：角果伸长，胚正常，计2分；角果伸长，胚褐化、干瘪，计0分；(3)根据总评分判定该植株的低温耐性等级，判定标准如下：若总评分≥15分，则列为强耐寒等级；若总评分为12～14分，则列为耐寒等级；若总评分为6～11分，则列为敏感等级；若总评分≤5分，则列为极敏感等级。2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述花期是甘蓝型油菜初花期7d后，分枝展开，且幼角果形成后的时期。3.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述低温胁迫处理的温度是-1℃～-3℃，处理时间为12h以上。4.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述温室的昼夜条件分别为：24℃/14h，16℃/10h。5.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述强耐寒等级的表型症状描述为：叶片无变形、冻害，叶片舒展；花蕾正常；花朵舒展，花序正常伸直；果柄正常；幼角果为绿色，长角果能继续伸长。6.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述耐寒等级的表型症状描述为：叶片无变形、冻害，叶片舒展；花蕾正常；花序轻微弯曲但温度回升后能恢复向上；果柄正常；幼角果变黄，长角果能继续伸长。7.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述敏感等级的表型症状描述为：叶片有冻害，叶片部分下垂；花序轻微弯曲但温度回升后能恢复向上；花蕾死蕾或闭蕾；花朵畸形，果柄部分或全部萎蔫，下垂；幼角果变黄、干枯、脱落，长角果能继续伸长。8.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述极敏感等级的表型症状描述为：叶片有冻害，萎蔫，整片叶片下垂；主花序或分枝花序下垂，花蕾死蕾或闭蕾；花朵干枯死亡，果柄部分或全部萎蔫，下垂；幼角果变黄、干枯、脱落，长角果不再伸长。

技术总结
本发明属于油菜种植技术领域，公开了一种甘蓝型油菜花期耐寒性的鉴定评价方法，包括如下步骤：首先在甘蓝型油菜处于花期时进行零下低温胁迫处理，处理结束后将植株移回温室恢复生长；然后植株恢复生长5d后，采集植株上部薹茎叶、花蕾、花瓣、主花序、分枝花序、果柄、幼角果、长角果的寒害表型症状，并根据相应表型症状进行评分；最后根据总评分判定该植株的低温耐性等级。本发明从甘蓝型油菜植株低温胁迫下的表型症状变化入手，直观地观察到甘蓝型油的表型性状，构建了甘蓝型油菜花期低温胁迫下评价体系；操作条件易于满足、易于操作、方便快捷，通过大田生产检验，结果准确可靠，可作为花期耐寒性油菜品种选育提供种质参考。期耐寒性油菜品种选育提供种质参考。期耐寒性油菜品种选育提供种质参考。


技术研发人员：李莓 刘新红 郭一鸣 杨倩 李荣德 王同华 李宝 曲亮 严明理 范连益 徐理佳
受保护的技术使用者：湖南省作物研究所
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/14