[发明专利]一种基于叶绿素荧光图像分析的灌浆期耐热油菜筛选方法

说明书

本发明公开了一种基于叶绿素荧光图像分析的灌浆期耐热油菜筛选方法。本发明包括油菜角果采集、油菜角果处理、角果处理环境设置及叶绿素荧光图像采集和叶绿素荧光参数测定等步骤，筛选出Rsubgt;Fv/Fm/subgt;较小的油菜植株为灌浆期高温耐受性较强的油菜，本发明筛选所需灌浆期种子量少，每个油菜材料最少用2个角果即可，对油菜植株的生长和品质性状影响均很小，并可在完全相同的条件下同时测量多个样品，操作过程快捷、结果重复性好、鉴定效率高、省时省能耗。在灌浆期耐热油菜品种选育、基因型筛选和突变株筛选等领域均有广泛的应用前景，特别适用于灌浆期耐热油菜的早期筛选。本方法为油菜种子灌浆期高温耐受性遗传改良提供技术基础。

技术领域

本发明属于油菜育种及评价技术领域，特别涉及一种基于叶绿素荧光技术筛选种子灌浆期耐高温油菜筛选鉴定方法，尤其是涉及一种应用叶绿素荧光图像分析技术考察油菜发育期种子的叶绿素荧光参数从而筛选出灌浆期耐热油菜品种的方法。

背景技术

油菜是世界主要油料作物，菜籽油是国产食用植物油的第一大来源，在国民经济和人民生活中占有重要地位。培育高产、稳产、高含油量油菜品种是稳定油菜产能、确保食用油供给安全最重要的途径之一。种子是作物产量构成的重要器官；种子发育进程是作物产量和品质形成的关键过程，影响这一过程的遗传和外界环境因子会直接或间接的影响油料作物的产量和油脂等贮藏物质含量(Wu X,Liu Z,Hu Z and Huang R.BnWRI1Coordinates Fatty Acid Biosynthesis and Photosynthesis Pathways during OilAccumulation in Rapeseed.J.Integr.Plant Biol.2014,56(6):582-593.)。在胁迫因子中，高温热害严重影响油菜生长发育过程并降低最终产量与品质，特别是在灌浆期，温度对油菜含油量和产量的影响都达到显著水平(刘智宏，吴学龙，黄锐之。高温胁迫影响油菜籽粒产量、含油量研究进展。农业科学,2018,8(7):684-689.)。

长江流域冬油菜区是我国最大的油菜产区和世界上规模最大的油菜生产带，每年油菜种植面积与总产量分别占全国的80％以上和世界的1/4左右(殷艳，王汉中。我国油菜产业发展成就、问题与科技对策。中国农业科技导报，2012，14(4):1－7.)，但该区域在油菜成熟期气温回升快，造成油菜“高温逼熟”、油菜含油量下降，在全球气候变暖的大背景下，高温等极端气候现象的发生呈现增多加重的趋势。然而目前仅少数油菜品种受高温胁迫影响较小，含油量可稳定在42％以上。培育、筛选出更多在高温胁迫下产量品质稳定的油菜材料、提高油菜品种耐热性，对改善我国油菜品质、保障全球气候变暖下的食用油供给安全具有重大意义(伊淑丽,亓浩。在高温胁迫下品质稳定型和敏感型甘蓝型油菜的筛选及其品质动态变化过程的研究。陕西农业科学,2015,61(12):31-33.)。

建立高效、可靠的油菜灌浆期耐热性筛选鉴定技术是快速准确地鉴定和筛选油菜耐热材料、挖掘油菜耐热基因型、提高耐热油菜育种效率的基础。然而迄今为止，尚未建立简便、快捷、稳定的的油菜灌浆期耐热性大规模筛选鉴定技术。

光合作用是植物物质转化和能量代谢的关键，也是植物对高温最为敏感的生理过程之一，光合作用受抑制早于其它胁迫特征的出现,导致同化产物供应不足,是高温胁迫引起籽粒充实不良、产量下降等现象的重要原因(Barnabas B,Gager K,Feher A.The effectof drought and heat stress on reproductive processes in cereals.Plant CellEnviron,2008,31:11–38)。许多研究表明,高温对植物光合机能破坏的关键部位是位于叶绿体类囊体膜上的光系统II(PSII)反应中心,高温等逆境可损伤叶片光合膜，特别是PSⅡ的结构和功能，降低PSⅡ光能转换效率(杨卫丽，黄福灯，曹珍珍，雷炳婷，胡东维，程方民。高温胁迫对水稻光合PSII系统伤害及其与叶绿体D1蛋白间关系。作物学报，2013,39(6):1060-1068.)。