[发明专利]一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法

说明书

本发明公开了一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，属于作物育种技术领域。通过测定不同夹持力下作物叶片生理电容、生理电阻和生理阻抗，进一步计算作物叶片生理容抗和生理感抗；分别构建作物叶片的生理电容、生理电阻、生理阻抗、生理容抗、生理感抗随夹持力变化模型，利用这些模型的参数计算作物叶片的比有效厚度、固有生理电阻、固有生理阻抗、固有生理容抗以及固有生理感抗，进而计算作物叶片细胞代谢能、作物相对持水时间、作物耐低营养能力、作物营养利用效率，归一化上述指标，综合评定各待测样本的得分，以综合得分平均值的高低定量比较待测品种的优劣。

技术领域

本发明属于作物育种技术领域，具体涉及一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，不仅可以快速、在线定量检测不同作物物质代谢和能量代谢的综合能力，筛选高产抗逆作物品种，测定的结果具有可比性，而且还可以用生物物理指标表征不同作物对干旱低营养的适应特征，极大地提高作物品种选择效率、降低成本，为智能化育种提供技术支撑，是智慧农业的重要组成部分。

背景技术

抗逆作物品种是指在逆境中能获得高产的作物品种，常见的抗逆品种的特性是兼具有高产和抗逆特性，是即高产、抗干旱，又耐低营养以及具有较高营养效率的作物品种。常规的选择抗逆作物品种的方法不仅需要特定的逆境条件，同时需要测定多个生长发育指标以及生理生化指标，需时长，工作量大，大大降低选择效率，而且结果不具重复性，不同的材料也不具可比性。尤其在株系比较时，需要到收获时才能获取该株系的产量和抗逆信息，为扩繁加代也带来了严重影响。

作物电生理信息是在线即时信息，叶片是作物最重要的功能器官，对能量代谢以及包括水分代谢和营养元素代谢在内物质代谢最为敏感，在作物的生长发育中起着至关举足轻重的作用。能够用即时在线的叶片电生理信息表征作物的能量代谢和物质代谢，将极大地提高作物品种选择效率、降低成本。

完全展开叶的叶片均是成熟的叶片，它们的细胞均具有中心液泡，在叶肉细胞里，液泡和细胞质占据了细胞内绝大部分空间，它们的吸水方式主要是渗透性吸水。无论是细胞还是细胞器，它们的外部均有细胞膜包被。细胞膜主要由脂质(主要为磷脂)(约占细胞膜总量的50％)、蛋白质(约占细胞膜总量的40％)和糖类(约占细胞膜总量的2％-10％)等物质组成；其中以蛋白质和脂质为主。磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架。在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带(亲水部分)，中间夹有一条厚2.5nm的透明带(疏水部分)。因此，细胞(器)可以看成是一个同心球的电容器，只不过这种电容器因膜上的外周蛋白质和内在蛋白质变得具有兼有电感器和电阻器作用的复杂电容器罢了。因此，作物叶片细胞的电生理特性紧密地与作物叶片的物质代谢和能量代谢相关。

LCR可以测定叶片的生理电阻、生理电容、生理阻抗等电生理指标。本发明将采用电生理指标表征作物叶片细胞代谢能、作物相对持水时间、作物耐低营养能力、作物营养利用效率，快速、在线定量检测不同作物物质代谢和能量代谢的综合能力，依据不同作物物质代谢和能量代谢的综合能力，不仅能够筛选高产抗逆作物品种，极大地提高作物品种选择效率、降低成本，为智能化育种提供技术支撑；而且还可以用生物物理指标表征不同作物对干旱低营养的适应特征，为喀斯特适生植物的筛选提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，不仅填补了用生物物理指标来综合表征作物高产抗逆特征的空白，为智能化育种提供技术支撑；而且还可以用生物物理指标表征不同作物对干旱低营养的适应特征，为喀斯特适生植物的筛选提供技术支撑。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于电生理特征的抗逆作物品种的选择方法，包括以下步骤：

步骤一，将待测作物材料种植在同一环境下，以处于生长期的植株为测定材料；

步骤二，将测定装置与LCR测试仪连接；

步骤三，从不同的待测植株上采集不同叶位的待测叶片，放到蒸馏水中浸泡；