[发明专利]一种鉴别水稻品种耐铝毒性能的方法

说明书

一种鉴别水稻品种耐铝毒性能的方法。所述水稻根系电荷特征是通过流动电位装置测定水稻根系的zeta电位来表征。所述水稻耐铝毒特性根据不同基因型水稻在含铝和不含铝的营养液中生长后根系长度的差异大小来判别，并根据不同品种水稻根系对铝吸附的差异进行进一步确认。建立水稻根系zeta电位与水稻耐铝毒特性之间的线性关系，确定耐铝毒水稻品种的zeta电位范围，作为选择耐铝毒水稻品种的指标。

技术领域

本发明属于农业科学中耐铝毒作物品种筛选技术领域，涉及流动电位法测定水稻根系zeta电位、根伸长实验和铝吸附实验确定水稻耐铝毒能力、水稻根系zeta电位与相对根伸长率之间的线性相关分析等技术方法。

背景技术

水稻是世界上重要的粮食作物之一，稻米是我国人民的主要口粮，其在我国南方酸性土壤地区、长江中下游地区和东北地区均有大面积种植，水稻的高产和稳产对保障我国的粮食安全具有极其重要实际意义。铝是地壳中最丰富的金属元素，通常条件下土壤铝主要存在于土壤固相部分，活性很低。但在酸性土壤中，铝会活化，并进入土壤溶液中，特别当土壤pH小于5时，土壤溶液中毒性强的Al³⁺会显著增加，并对植物产生毒害作用，抑制植物生长，导致作物减产，并使农产品品质下降。铝离子主要通过抑制根系的生长和功能，从而抑制作物地上部分的生长，最终导致作物减产。水稻是我国南方酸性土壤地区的主要粮食作物，酸性土壤中水稻生长易受铝毒危害。因此，在酸性土壤地区筛选和种植耐铝毒的水稻品种，可以保障水稻的高产和稳产。

目前，耐铝毒水稻品种的筛选主要通过田间试验，在酸性土壤铝胁迫的田间条件下比较不同品种水稻的生长情况和产量，确定耐铝毒的水稻品种。这种方法比较费时和费力，特别是从大批量的水稻品种中筛选少数耐铝品种，其难度很大。如能研发简便、快速的耐铝毒水稻品种的筛选方法，不仅能节省时间和劳动力，而且可以扩大筛选的规模，获取更多的耐铝毒水稻品种资源。植物根系是植物吸收养分的主要部位，其表面带有丰富的官能团，这些官能团经过解离以后使得根表带有负电荷。同样，水稻根系也带有负电荷，而且不同基因型的水稻根系电荷性质不同。水稻根系的电荷性质影响根表对铝的吸附量，因此水稻根系的电荷性质应该会影响铝对根系的毒害，因为铝与水稻根系结合后更容易对水稻产生毒害。近期我们研究发现流动电位方法可以测定完整植物根系的zeta电位，测得的zeta电位可以表征根系的电荷特征。由于流动电位方法不需对根系做任何处理，能在近似原位条件下方便、快速地测定根系的表面电荷特性，这为快速、简便的耐铝毒水稻品种的初选方法的建立创造了条件。在初筛基础上再进行田间试验，进一步确定品种的耐铝毒性、产量及品质，可以大大降低人力和物力，节省时间。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对我国南方酸性土壤中的水稻受铝毒害较重的问题，基于流动电位法表征水稻根系表面的电荷特征，依据根系的电荷性质初选耐铝毒的水稻品种，提供一种鉴别水稻品种耐铝毒性能的方法。

技术方案：通过检测水稻根系的zeta电位在鉴别水稻品种耐铝毒性能中的应用。

通过检测水稻根系的zeta电位在比较水稻品种耐铝毒性能中的应用。

上述根系的zeta电位的测定步骤为：将水稻根系用去离子水冲洗并浸泡，然后自然风干；取水稻风干根系放于样品池中，用流动电位方法测定流动电位、液压差和电导率，根据所获参数通过公式计算水稻根系的zeta电位，其中ζ是zeta电位(mV)；ΔE是流动电位(mV)；ΔP是液体压力差(Pa)；μ是溶液的粘滞系数(Pa·S)；ε是电解质溶液的介电常数(F/m)；ε₀是真空介质的介电常数(F/m)；κ是溶液电导(S/m)。

耐铝毒籼稻根系在pH7.6的0.65mmol/L的NaCl溶液中zeta电位范围为-10.3～-13.7mV。

优选的，水稻根系用去离子水冲洗3次并浸泡6小时。

优选的，水稻风干根系的长度为2cm。