筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法与流程

本发明涉及筛选植物，尤其涉及筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法。

背景技术：

1、铁皮石斛(dendrobium officinale kimura et migo)归肾、胃经，性微寒、味甘，具有益胃生津、滋阴清热的功效，其促进胃肠蠕动、增强免疫力、抗肿瘤等作用也被实验证明。然而，由于其特殊的功效、苛刻的栽培条件以及人类对自然环境的长期破坏和对野外资源的过度开发利用，野外石斛资源濒临枯竭。近年来，浙江、云南、广西、贵州、江西、湖南等地探索并实施了铁皮石斛活树栽培技术，建立了铁皮石斛主产区的生态栽培体系，其栽培技术得了发展和提高。由于近年来全球气候变暖导致季节性降水不均，全球各地出现异常气候现象，高温干旱频繁，异常气候给农作物生长带来了较多不良影响，尤其是生长在野外环境中的作物，干旱成为了其生存的主要的负面因素，极大的限制了林下经济发展，铁皮石斛林下仿野生栽培产业面临巨大挑战。

2、植物光合色素(叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素等)功能是捕获光能，不仅直接影响植物光能利用能力，还影响光能利用率，最终影响植物的光合效率。有研究指出，干旱不仅会使植物的叶绿素合成受阻，影响光合效率，持续干旱会伤害细胞膜，改变膜透性，使植物的电导渗透率增加，植物利用k+、cl-等无机离子和一些小分子有机物质来调节细胞内外渗透势的平衡，稳定细胞中酶的构象，使其不受胁迫的直接伤害。

3、花青素苷是一种具有天然生物活性的植物色素，其在营养器官中的合成和积累对植物适应和抵抗恶劣的环境条件至关重要，可以增强植物对不同生物胁迫和非生物胁迫的抵抗能力，比如，高光、高温、低温、紫外线照射、盐胁迫、干旱、害虫和疾病等。越来越多的研究表明，花青素苷在植物应对非生物胁迫和生物胁迫中发挥着重要作用主要表现为提高植物抗旱、耐盐、耐低温、耐低氮等非生物胁迫的能力以及提高植物对病害的抗性。

4、植物细胞的细胞膜内外可以模拟为一个漏电的电容器，膜两侧的溶液可看成电容器的两极板，细胞膜则看成电容器的中间介质，而胞内离子、离子基团和电偶极子相当于电解质，因此植物细胞膜具有电容性。植物的电学特性反映其生理活动，当植物受到逆境影响时，各种细胞和组织新陈代谢不稳定，势必在电学特性上有所反映。在细胞受到逆境损伤时，其结构、成分、离子通透性等发生变化，进而导致电特性发生变化。可通过检测异常电信号及相关电生理参数的变化来定量评价植物在逆境胁迫下的生理生长状况。

5、本发明以安龙县野生喀斯特林地下栽培的不同品系铁皮石斛为材料，通过测定不同品系铁皮石斛在野生干旱逆境下叶片电生理信息差异，探究干旱胁迫对不用同品种铁皮石斛叶片光合生理和电生理信号的影响，为干旱胁迫下铁皮石斛的生理机制研究及铁皮石斛耐干旱品种选育提供了理论支撑。

技术实现思路

1、为了解决现有筛选适宜仿野生干旱逆境生长的铁皮石斛方法单一的技术问题，本发明提供筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法。

2、为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

3、筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，包括以下步骤：

4、根据不同夹持力下铁皮石斛植物叶片的电生理参数，确定植物叶片的固有电生理参数；

5、确定植物叶片的胞内水利用和营养转运参数；

6、根据植物叶片的植物叶片生理电阻、阻抗、容抗和感抗确定代谢流，根据水分养分转移速率和营养主动转运能力确定代谢速率，根据代谢流和代谢速率确定相对代谢活力；

7、所述植物叶片的固有电生理参数包括固有电容、固有电阻、固有阻抗、固有容抗和固有感抗

8、根据相对代谢活力和仿野生干旱种植环境的匹配性，筛选铁皮石斛。

9、优选地，所述确定植物叶片的固有电生理参数包括：

10、对不同夹持力下铁皮石斛植物叶片的电阻使用指数下降模型进行拟合，获得夹持力为0时，植物叶片的固有电阻；

11、对不同夹持力下铁皮石斛植物叶片的阻抗使用指数下降模型进行拟合，获得夹持力为0时，植物叶片的固有阻抗；

12、对不同夹持力下铁皮石斛植物叶片的容抗使用指数下降模型进行拟合，获得夹持力为0时，植物叶片的固有容抗；

13、对不同夹持力下铁皮石斛植物叶片的电容使用线性模型进行拟合，获得夹持力为0时，植物叶片的固有电容。

14、所述代谢流通过确定；

15、所述代谢速率通过mr＝str×nac确定；

16、所述相对代谢活力通过确定；

17、其中，r为电阻，z为阻抗，xc为容抗，xl为感抗，str为叶片水分养分转移速率，nac为营养主动转运能力。

18、优选地，所述方法还包括基于细胞持水量和胞内水分养分转移速率确定铁皮石斛对于水分和养分的利用效率。

19、优选地，所述方法还包括基于营养主动运输能力和营养利用效率确定耐低营养能力，根据耐低营养能力筛选铁皮石斛和仿野生干旱种植环境的匹配性。

20、优选地，根据所述植物叶片的固有电生理参确定不同叶绿素信息的叶片的铁皮石斛的水利用特征、营养转运特征和代谢能力特征，根据叶片的叶绿素信息确定铁皮石斛的适宜生长环境。

21、优选地，所述方法还包括基于植物叶片的生长信息筛选铁皮石斛；

22、所述生长信息包括：叶片的长度、宽度、表面积和周长。

23、优选地，所述方法还包括基于植物叶片的花青素中化合物的类别和含量筛选铁皮石斛。

24、本发明具有以下有益效果：

25、1.本发明通过根据不同铁皮石斛品系在相同胁迫环境下，显示出不同铁皮石斛品系含有叶绿素情况变化差异，通过电生理仪器验证铁皮石斛叶片受逆境程度与其叶绿素之间的关系，揭示了铁皮石斛叶片对逆境的含有叶绿素情况的响应。

26、2.本发明采用夹持力与铁皮石斛叶片c、r、z、xc和xl之间的理论关系，电生理信息差异可以准确测算出出铁皮石斛不同品系叶片的电生理信息、胞内水利用、营养转运和代谢能力差异，基于电生理信息定义的营养利用效率、耐低营养能力、单位面积养分转运流量、营养主动运输能力、营养被动运输能力等参数能良好地表征不同铁皮石斛品系胞内水利用状况、营养转运状况和代谢能力的差异。

27、3.本发明通过确定铁皮石斛的电生理信息、生长信息和叶绿素信息的相关性，可获得适宜仿野生干旱逆境铁皮石斛品系的种植方法。

技术特征：

1.筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，所述确定植物叶片的固有电生理参数包括：

3.如权利要求1所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，所述代谢流通过确定；

4.如权利要求1所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，所述方法还包括基于细胞持水量和胞内水分养分转移速率确定铁皮石斛对于水分和养分的利用效率。

5.如权利要求1所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，所述方法还包括基于营养主动运输能力和营养利用效率确定耐低营养能力，根据耐低营养能力筛选铁皮石斛和仿野生干旱种植环境的匹配性。

6.如权利要求1所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，根据所述植物叶片的固有电生理参确定不同叶绿素信息的叶片的铁皮石斛的水利用特征、营养转运特征和代谢能力特征，根据叶片的叶绿素信息确定铁皮石斛的适宜生长环境。

7.如权利要求6所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，所述方法还包括基于植物叶片的生长信息筛选铁皮石斛；

8.如权利要求1所述的筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，其特征在于，所述方法还包括基于植物叶片的花青素中化合物的类别和含量筛选铁皮石斛。

技术总结本发明公开了筛选适宜干旱逆境生长的铁皮石斛的方法，属于筛选植物技术领域。筛选方法包括以下步骤：根据不同夹持力下铁皮石斛植物叶片的电生理参数，确定植物叶片的固有电生理参数；确定植物叶片的胞内水利用和营养转运参数；根据植物叶片的植物叶片生理电阻、阻抗、容抗和感抗确定代谢流，根据水分养分转移速率和营养主动转运能力确定代谢速率，根据代谢流和代谢速率确定相对代谢活力；植物叶片的固有电生理参数包括固有电容、固有电阻、固有阻抗、固有容抗和固有感抗，根据相对代谢活力和仿野生干旱种植环境的匹配性，筛选铁皮石斛。提高了筛选适宜仿野生干旱逆境生长的铁皮石斛结果的准确性。技术研发人员：罗鸣,吴明开,吴沿友,刘筱,周美受保护的技术使用者：贵州省农作物品种资源研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/29