[发明专利]一种分析水稻生育后期叶片衰老程度和衰老动态的方法

说明书

本发明提供一种分析水稻生育后期叶片衰老程度和衰老动态的方法，属于植物衰老分析技术领域。测定水稻齐穗至成熟期剑叶的SPAD值；建立叶片SPAD变化的二元模型，一阶求导得叶片启老启始时间；叶片SPAD值归一化处理，建立表示叶片衰老程度的指标叶片衰老指数，构建叶片衰老动态的二元模型，一阶求导得到叶片的衰老速率、衰老加速度；根据叶片衰老启始时间，衰老加速度、衰老持续时间、平均衰老速率评估水稻的衰老类型。测定水稻齐穗至成熟期间叶片SPAD值变化，构建齐穗后叶色变化模型，构建表示叶片衰老程度的指标叶片衰老指数和叶片衰老动态变化模型，计算叶片衰老启始时间、衰老速率，准确的反映水稻生育后期的叶片衰老动态。

技术领域

本发明属于植物衰老分析技术领域，尤其涉及一种分析水稻生育后期叶片衰老程度和衰老动态的方法。

背景技术

水稻灌浆成熟的过程，也是植株逐渐衰老的过程，功能叶片的叶色在衰老过程中由“深(绿)”逐渐转为“淡(绿/黄)”。水稻叶片衰老的起始时间、衰老速率即衰老动态对水稻产量和品质的形成具有重要意义。水稻生育后期叶片若衰老过早，会导致叶片光合同化能力降低，不利于水稻产量的形成；但同时，在衰老过程中，叶片的一些营养物质会转运到种子中用于种子的生长发育，对于一个生长在特定生境中的水稻品种而言，过度晚衰不利于叶片营养物质的有效再利用和种子充实，也会导致产量和收获品质的降低。因此，如何优化水稻叶片的衰老进程进而使得植株光合总量和营养物质再利用效率双双达到最大化，这既是一个重要的科学问题，也是生产实践中需要经常面对的技术难题，而其中首先要解决的是如何科学的分析叶片的衰老程度和衰老动态。

前人在研究植物的衰老时，主要采用了一些生理生化指标来衡量衰老程度：(1)与植物光合作用相关指标，包括叶绿素含量、光合速率、呼吸代谢、蒸腾速率、气孔导度、绿叶面积等；(2)与活性氧代谢相关的指标，包括丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶等；(3)根系相关指标，如根系活力、根系结构等；(4)与物质积累及转运相关的指标，包括蔗糖、可溶性总糖、淀粉、可溶性蛋白质含量，以及植株不同部位的干物质量等。

上述指标中，多数指标如光合速率、超氧化物歧化酶活性等需要复杂测定分析过程才能得出，很难用于反应衰老的起始时间和衰老速率，表征衰老动态；仅叶片的叶绿素含量是相对可行的表示衰老的方法，叶绿素降解是叶片衰老的典型特征，在衰老过程中，叶片叶绿体率先解体，功能叶片的叶色由“深(绿)”转“淡(绿/黄)”。现在生产和科研上常用SPAD值表示叶片叶绿素的相对含量和叶片绿色程度，用手持式叶绿素仪可以实时实地、快捷方便的测量叶片的SPAD值。然而，水稻叶色不仅受肥水管理、温度、病虫等影响，还存在显著的品种间差异。不同的水稻品种正长生长时的叶色的SPAD值就有很大的差异，范围可在20-49之间，而且，即使是同一品种，施肥特别是增施氮肥也可显著增加叶片的SPAD值。因此，不考虑其正常生长时叶色，而仅仅是对衰老期间某一时刻的叶片SPAD值进行比较，显然是不能对叶片的衰老程度做出科学的判断。为此，有学者提出了一个评价叶片衰老速率的指标“SPAD衰减率”：SPAD衰减率(％)＝(齐穗期SPAD值－齐穗后20天SPAD值)/齐穗期SPAD值×100。然而，研究表明，水稻成熟过程中叶片的转色并不定是从齐穗期开始，通常叶片的叶绿素含量在灌浆初期保持稳定，甚至略有上升，在花后若干天后才会观察到明显的叶绿体降解现象。“SPAD衰减率”这个指标不能反应叶片衰老的起始时间，衰老的快慢，无法反应水稻在生育后期叶片衰老的动态变化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分析水稻生育后期叶片衰老程度和衰老动态的方法，通过测定齐穗至成熟期间水稻生育后期叶片SPAD值的变化，构建齐穗至成熟期的叶色变化模型、叶片衰老模型，计算叶片衰老启始时间、衰老指数及其变化速率，准确的反映水稻生育后期的叶片程度和衰老动态。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种分析水稻生育后期叶片衰老程度和衰老动态的方法，包括以下步骤：