[发明专利]一种稻米锌含量快速染色鉴定的方法

说明书

本发明提供了一种稻米锌含量快速染色鉴定的方法。本方法运用双硫腙（Diphenylthiocarbazone，DTZ）试剂与锌离子形成红色络合物（Zn‑DTZ）的原理，同时匹配化学分析测定稻米的锌含量，从而与双硫腙染色鉴定建立理论关系模型，为通过观察红色络合物颜色深浅快速判断稻米锌含量高低提供技术支撑。本方法不受品种、季节、实验条件的限制，操作方便、鉴定快捷、成本低廉，具有较强的操作性和广泛的适用性。通过此方法可估测稻米的锌营养水平，为筛选高锌含量稻种和富锌营养稻米以及合理评估锌肥优化管理的稻米锌营养生物强化效果提供理论依据和实践指导。

技术领域

本发明属于农业和农业生物工程技术领域，具体涉及一种稻米锌含量快速染色鉴定的方法，利用双硫腙（Diphenylthiocarbazone，DTZ）试剂与锌离子形成红色络合物（Zn-DTZ），通过观察红色络合物颜色深浅而快速判断稻米锌含量水平的方法，用于筛选高锌含量稻种和富锌营养稻米以及合理评估锌肥优化管理的稻米锌营养生物强化效果。

背景技术

锌（Zn）是植物所必需的微量营养元素，是植物体内300多种酶的组成成分，参与生长素和叶绿素的合成，参与植物的光合作用及光合同化物的生产与转运，进而调控植物的生长发育和抗逆调节（Welch, 2005; Broadley et al., 2007; Cakmak, 2008, 2010;Palmer and Guerinot, 2009; Rehman et al., 2012）；同时，锌也是人体必需的微量营养健康元素，是人体200多种酶的组成成分、辅酶因子或激活剂，具有促进和增强机体生长发育、大脑智力发育、组织再生、视力维持、代谢免疫和疾病等功能。因此，人体锌的饮食摄入水平与人体健康有着密切的关系（Andreini et al., 2006; Cakmak and Hoffland,2012）。

近20年来，随着化肥用量的逐年增加、有机肥用量的减少、高产新品种的大面积应用推广和土壤复种指数的提高，导致世界范围内和我国部分地区的农田出现大面积缺锌或潜在缺锌症状，从而呈现出严重影响土壤-作物系统生产力和植物可食部位锌含量双重下降的突出现象（White and Zasoski, 1999; Cakmak, 2008; 刘铮, 1994; 邹春琴和张福锁, 2009）。据报道，若以国际公认的土壤有效锌临界含量（Zn-DTPA 0.5 mg/kg）为标准并结合土壤施锌的效果评价，我国缺锌土壤约占30%-40%（刘铮, 1994; 全国土壤普查办公室, 1998）。水稻是全球和我国主要的粮食作物，约有50%的世界人口和60%的我国居民以稻米为食，其稻米的锌营养品质将直接影响水稻育种方向及以此为食的人体锌营养健康状况，有针对性的在土壤缺锌地区进行“因缺补缺、科学施用”的农业提质增效、绿色发展的锌肥优化管理措施变得越来越重要与迫切。

所幸的是，土壤锌营养状况、作物锌营养强化以及动物饮食补锌等有关锌的生物地球化学循环的研究与应用正被越来越多的研究机构和研究者关注。目前，提高作物或水稻籽粒锌含量的途径大致可分为以下四个方面：一是通过常规育种方法选育锌吸收能力强的品种（Welch and Graham, 2004; Cakmak, 2008; Wissuwa et al., 2008）；二是通过分子生物学技术的手段进行植物锌营养高效吸收利用基因的编辑（Vasconcelos et al.,2003; Waters et al., 2009; Bashir et al., 2012）；三是通过农业生物强化措施即含锌肥料的施用（Phattarakul et al., 2012; Tabassum et al., 2014; Guo et al.,2016; Ram et al., 2016; 郭九信等, 2012, 2014; 冯绪猛等, 2015, 2016）；四是通过稻米蒸煮过程物理添加含锌物质的方法（Prom-u-thai et al., 2010）。这些方法在缺锌或临界缺锌的土壤上均表现出明显的提高作物或水稻产量和籽粒锌含量的双重效果，且由于施用含锌肥料的农业生物强化措施因其具有价格低廉、见效快、操作方便和生物安全等优势而被广泛接受和应用。