[发明专利]一种升降温鉴定棉花高温耐受性的方法

说明书

本发明公开了一种升降温鉴定棉花高温耐受性的方法，属于作物抗逆性鉴定领域，该方法通过人工模拟控制环境温度，模拟自然条件下日气温变化趋势以及单个高温天气发生过程不同天数之间气温的变化规律，以鉴定材料(品种、品系)样本群体中植株的散粉率作为棉花高温耐受性的鉴定指标，本方法可以提高选择效率和准确性，特别适用于棉花遗传育种材料耐热性鉴定。

技术领域

本发明涉及作物抗逆性鉴定领域，具体的说是通过一个升温、高温持续过程及一个降温、温度回复到正常温度过程鉴定棉花高温耐受性的方法。

背景技术

近些年极端高温天气频繁发生，高温热害呈愈演愈烈之势。气象部门把日最高气温高于35℃的天气现象称为高温，连续3d高温可作为一般高温危害天气，连续5d高温可作为严重高温危害天气。我国主要植棉区有新疆棉区、黄淮流域棉区和长江流域棉区，其中长江中下游地区、黄淮流域棉区在夏季易出现持续高温天气，严重时高温日数可达20d，新疆局部高温日数达60d，而夏季正值棉花花铃期，高温不仅影响棉花植株的正常生长，还导致棉花蕾、花、铃脱落，影响授粉受精过程及棉铃、棉纤维的正常发育，造成减产和纤维品质变劣。因此，耐热性成为确保棉花高产、稳产、优质的一个重要性状。在上述背景下，耐热性鉴定成为棉花亲本选择、品种特性鉴定及相关遗传机理研究的重要环节，在棉花耐热性遗传育种工作特别是耐热机理研究中，极端耐性材料(耐高温、高温敏感)的鉴定至关重要。

棉花花粉发育过程对温度十分敏感，其间遭遇高温会导致花粉畸形甚至败育，造成蕾、花脱落，导致减产。高温耐受型材料，在遭遇极端高温时应能较长时间保持育性正常(尤其是雄蕊)、花药开裂，较迟出现花粉败育，高温消退后能及时恢复育性；而高温敏感型材料，遭遇高温时往往很快就出现花粉败育(雄蕊完全败育)，高温消退后育性恢复时间长。

对棉花的耐热性鉴定，目前国内外研究者多采用相对固定的高温设定值法，例如专利“一种耐高温棉花杂交种的选育方法(专利号：200710086690.7)”中选用20℃、25℃、28℃、30℃、35℃和40℃作为鉴定温度通过评价离体花粉在不同温度处理下的耐受性。研究论文“不同基因型棉花品种(系)苗期耐高温筛选试验”选用45℃处理4小时来模拟高温胁迫。这些鉴定方法虽然操作简单，但没有充分考虑自然条件下日气温时段变化规律以及高温发生过程气温变化规律，易造成鉴定结果与作物真实的耐热性存在一定误差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足，提供一种筛选棉花高温耐性极端材料的方法，该方法采用人工模拟控制环境温度，模拟自然条件下日气温变化趋势以及单个高温天气发生过程不同天数之间气温的变化规律，以鉴定材料(品种、品系)样本群体活体植株的散粉率作为棉花耐高温性的鉴定指标，本方法可以提高选择效率和准确性，特别适用于棉花遗传育种材料耐热性鉴定。

一般地，一天当中陆地气温最高值出现在下午14时左右，最低气温出现在日出前，气温日变化规律是日出后开始上升，至下午14时左右达到最高值，然后逐步下降，至日出前达到最低值。自然条件下，一个高温发生过程一般是气温(日平均气温、日最高温)先逐步上升，达到某一个高温值持续一定天数，再逐渐降温，直至解除高温热害。参考以上单个高温发生过程及日温变化的规律，发明人通过大量试验研究和不懈探索，最终获得了如下技术方案：

一种升降温鉴定棉花高温耐受性的方法，通过人工模拟控制环境温度，以活体植株上花粉散粉性能为鉴定对象，以鉴定材料(品种、品系)样本群体中植株的散粉率作为棉花高温耐受性的鉴定指标，其依据为：高温耐受型棉花在升温期和高温持续期，最迟出现花粉败育(散粉率＜100％)、完全败育(散粉率＝0％)；同时在降温期、高温解除期(温度恢复到正常期)最早恢复花粉育性；高温敏感型在升温期和高温持续期，最早出现花粉败育、完全败育(散粉率＝0％)，同时在降温期、高温解除期(温度恢复到正常期)最迟完全恢复花粉育性。