生理育种需要测量写什么指标,就拿水稻来说?

生理育种需要测量写什么指标,就拿水稻来说?

1 相关概念
胁迫稳定性：植物机体在胁迫条件下完整地实现生命活动的能力,而稳定程度(即稳定性)是通过这种能力的数量方面来体现的.
1.1 生物稳定性
当没有超过某种胁迫强度时植物仍能形成具生命力的种子.是用测量极端因子的单位(温度、光照、水含量等)通过数量来表示.
1.2 农业稳定性
其特点是反映植物在胁迫作用下产量降低的程度,是用在胁迫作用下产量变化的比例来表示的,因为同一胁迫因子作用程度不同,植物产量在某种程度上产生变化,所以存在着某种比例关系.
2 评估植物胁迫稳定性的基本要求
2.1 明确稳定性的范围
因为植物的生物稳定性和农业稳定性常常出现不一致的现象,比如,某些植物在胁迫作用下生殖生长期的落花、落果现象,所以稳定性范围的确定比较重要.
2.2 确定胁迫条件
尽管植物的种、品种或单个植株对胁迫的稳定性能够遗传,而控制植物对胁迫稳定性的基因表达是一种诱发性的基因表达过程,只有在特定条件下才能启动表达,进而发展成为稳定性[1],因此,评估胁迫稳定性必要条件之一就是创造事先已知的胁迫条件,并应选用同一胁迫条件来进行评估.
2.3 确定胁迫方式
选择适当的胁迫方式使评估对象的稳定性变幅较大,只有达到这一目的,才使评估工作更有意义.在这样胁迫方式作用下,具不
同稳定性的品种,表现出差异,同时必须选用2～3个胁迫方式进行评估,这时标定品种的使用显得更为重要.
2.4 合理选择标定品种
某一品种稳定性的绝对值在不同外界条件作用下实质上是变化的,因此在评估不同品种的稳定性时不仅要考虑绝对稳定性(在不同评估周期中是变化的),还要考虑相对稳定性(品种间稳定性差异在不同评估条件和周期中一般保留下来).在评估品种稳定性和比较不同评估周期结果时必须选2～3个已区域化的,对同一胁迫因子具高稳定性,彼此区别足够大的品种作为标定品种,标定品种的选择一般分为高、中、低三个级别.
2.5 正确选择综合评估方法和特征
在任何胁迫因子的作用下,在植物细胞中实质上发生了整个生理生化过程的变化,其中有些变化是由胁迫直接造成的,而大多数变化是由于植物机体代谢产物的相互作用和物质交换的自我调解能力遭到破坏间接造成的.因此,确定植物的稳定性可根据这些变化的生理参数进行评估,但要明确这些参数远远不能反映植物的稳定性,因为由它们反映的过程在胁迫条件下对植物生物量的形成贡献是不一致的[2],每一种评估方法只是建立在对某一环节的评估上,由此可见,更精确的植物稳定性评估应综合使用各种方法,并要选择在稳定性实现中起本质作用的某些特征.
2.6 正确分析评估结果
在胁迫作用下,具有不同稳定性的种和品种代谢产物发生变化,但这种变化彼此间具有数量上的差别,这些差别能够反映在胁迫作用下生理参数偏离正常值的速度和幅度,具高稳定性的植物在胁迫作用下比稳定性差的变化速度快,但在代谢产物中的变化幅度小[1].
2.7 确定评估的水平
植物对胁迫稳定性的评估,即是对胁迫适应性的评估,这些适应性在植物组织的不同水平上表现出来,分为细胞水平、组织水平和种群水平[1].
2.7.1 细胞水平 在各种生理指标中与稳定性密切相关的主要是细胞膜状态的变化(通透性)、细胞中能量的形成水平以及代谢产物活性等.因为胁迫造成的细胞内的生理变化在植物体每个细胞中都发生同样的变化,所以通过生物组织适应程度的测量不仅可以用在评估种和品种的稳定性,而且适用于单个植株(个体稳定性),这对于遗传研究和育种都很重要,因此同时取植物的同一部位(叶、枝),对其进行接近模仿的胁迫作用,评价这一部分某些指标偏离其它部位的程度[1].
2.7.2 组织水平 在胁迫作用下植物器官彼此间的相互作用通过物质运输和水流分布及可塑性物质、激素等表现出来.如同一枝条上与果实相连、远近不同的叶片之间,相邻有果无果的植株之间,同一植株不同枝条之间,同一植株不同排列的枝条之间稳定程度区别很大,因此表现出枝条的生物不同龄性[2].所以,为了避免评估时出现本质性的错误,在评估时必须详细选取植株上具有同一位置的材料,还应注意按果实重量分布的整齐性.
2.7.3 种群水平 所有确定植物生命能力的参数变异幅度随胁迫的加强在种群中增加,稳定性差的品种变化幅度大,但是当胁迫超过一定限度也能观察到植物体的一部分器官的死亡,即是稳定性较差的[3,4],因此直接形成了一系列评估方法.比如,取种子在胁迫作用下发芽百分比或植物死亡的百分比及速度.用类似的方法适于进行种和品种的评估,而不适于个体评估.
2.8 合理选材
2.8.1 同龄性 任何植物的胁迫稳定性在个体发育中是变化的,稳定性在发育早期较差(发芽、出苗),随后逐渐提高,直到种子成熟,但是在配子体形成期一段时间内稳定性急剧下降[4],因此比较不同植株对胁迫稳定性选用同龄材料至关重要.
2.8.2 符合统计分析 用任何一种方法对品种进行细胞水平的评估时,在试样的选择时应有足够的重复性,为了尽可能准确地反映品种的稳定性,通常重复不少于3～5次,而每次重复都要从几个植株上取其同一部分,然后对评估结果应进行统计处理.
2.9 分阶段评估
对大量品种胁迫稳定性的评估,适于使用分阶段进行评估,第一阶段通常使用某种最有效和简单的方法完成稳定性的初步评估,选出一组稳定性的品种(占总量 7%～10%)；第二阶段仅对选出的这一稳定组进行评估,并且选择综合评估方法,这样使具有高稳定性的品种得到了更进一步的评估,使第一次的评估结果更精确；第三阶段对具高稳定性的品种进行胁迫作用下的产量递减评估.
3 实验室条件下对植物稳定性评估方法的基本要求
用自然的胁迫条件对植物稳定性进行评估能给出更完整、更准确的评估,但由于自然的胁迫强度常常是变化的,给评估工作造成了困难,使周期延长,不可能同时创造出两种对评估必需的生长环境(适应和胁迫条件),因此,目前急需一些实验方法,但这些方法的实际价值和应用范围是由它们在多大程度上符合基本要求决定的.
3.1 区别能力
某种方法的区别能力取决于它在多大程度上是可靠的和明确的,区别相近属、种、品种、单株稳定性程度.通常某种评估方法能很好区别差异较大的植物种的稳定性,但不能区别同种不同品种,同一品种不同单株植物的稳定性,这就在很大程度上降低了该方法在育种中的适用性.
3.2 可靠性
以某种生理指标进行评估,其可靠性取决于该生理指标在多大程度上与真正的稳定值相符合.对同一品种重复评价结果的吻合程度能够决定该方法的可靠性.
3.3 数量统计标准
在方法中应有适于精密仪器测量的数量统计标准,因为这种方法不同于含主观因素的目测,更具客观性.
3.4 技术基础
某种方法的技术设备常常决定了该方法在某地使用的可能性.
3.5 难度、时间和通用性
某种方法的难度,评估所需时间的长短及通用性在很大程度上影响了该方法的应用和评估规模.