水稻抗旱性早期鑒定指標(biāo)篩選與節(jié)水機(jī)理的研究.pdf

1、水資源短缺已成為全球性危機(jī)，干旱已成為一個(gè)世界性的難題。資料顯示，干旱對(duì)世界糧食作物的影響在各自然逆境中居首位，其危害相當(dāng)于其它自然災(zāi)害之和。我國(guó)水資源十分貧乏，且時(shí)空分布極不平衡，隨著人口增長(zhǎng)及城市化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，供水危機(jī)勢(shì)必日益加劇。我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占總用水的70％，其中，水稻用水又占約70％，既是耗水大戶，其節(jié)水潛力也最大。 因此，培育和篩選抗旱性強(qiáng)的水稻品種，實(shí)施節(jié)水栽培，不僅是可持續(xù)發(fā)展水稻生產(chǎn)、保障糧食供給的關(guān)鍵

2、，而且關(guān)系到緩解我國(guó)供水危機(jī)的大局。然而，在培育篩選抗旱性強(qiáng)的品種和節(jié)水栽培過(guò)程中，首先遇到的是品種抗旱性的評(píng)價(jià)問(wèn)題，對(duì)此國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究，取得豐碩的成果，但尚缺乏一能快速簡(jiǎn)便適于早期鑒定品種抗旱性的高效技術(shù)方法。本研究旨在前人工作的基礎(chǔ)上，試圖通過(guò)比較分析不同鑒定時(shí)期和鑒定方法，從中找到適于早期能高效、快速、簡(jiǎn)便鑒定品種抗旱性的技術(shù)方法。其主要結(jié)果如下： 1.孕穗期，采用傳統(tǒng)干旱棚田間鑒定法評(píng)價(jià)了30個(gè)品種的抗旱性

3、 從征集到的500多個(gè)品種中，依其對(duì)抗旱性的初步了解，挑選出30個(gè)具有代表性的水陸稻粳秈品種，于干旱棚中進(jìn)行田間孕穗期抗旱鑒定，并以產(chǎn)量抗旱系數(shù)(α)為指標(biāo)確認(rèn)其抗旱性能排序。其結(jié)果為抗旱育種親本選擇及節(jié)水栽培提供了參考依據(jù)，并從中篩選出了一組生育期相近，且在抗旱性上具強(qiáng)、中、弱明顯差異的16個(gè)品種，作為進(jìn)一步深入研究的材料。 2.通過(guò)對(duì)16個(gè)代表品種的不同生育期或方法的抗旱性比較鑒定，取得如下結(jié)果： (1)品種

4、抗旱性的排序因鑒定時(shí)期的不同存在差異 均在大田條件進(jìn)行抗旱性鑒定，孕穗期與苗期各品種抗旱性的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平(r=0.693)，但其排序發(fā)生了變化。如隔山道在孕穗期的抗旱性排在第四位，而在苗期則排在第九位。 (2)品種抗旱性排序因鑒定條件或指標(biāo)的不同存在差異 孕穗期，盆栽與田問(wèn)的鑒定結(jié)果存在較大差異，其抗旱性排序發(fā)生了變化。二者雖然呈正相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平(r=0.447)。 (

5、3)在5個(gè)不同鑒定試驗(yàn)中，排名前5位品種的重現(xiàn)率達(dá)40％-80％ 如以傳統(tǒng)田問(wèn)孕穗期抗旱鑒定結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)(產(chǎn)量抗旱系數(shù))排名前五位的品種，在分蘗期(盆栽)、孕穗期(盆栽)和種子萌發(fā)期(PEG脅迫)等干旱鑒定試驗(yàn)中以綜合生長(zhǎng)指標(biāo)(D)為標(biāo)準(zhǔn)，排名前5品種的重現(xiàn)率可達(dá)到40％-60％，而苗期(田間)干旱鑒定中以D值為標(biāo)準(zhǔn)，抗旱性前5位品種的重現(xiàn)率則達(dá)到80％。其中R55427-01在5個(gè)鑒定試驗(yàn)中均居前2位。這說(shuō)明以綜合生長(zhǎng)為指標(biāo)(

6、D)可較好反映品種的抗旱性能，特別是苗期。從而為抗旱性的早期鑒定提供了試驗(yàn)依據(jù)。 3．種子萌發(fā)期PEG模擬水分脅迫條件下抗旱指標(biāo)的篩選 經(jīng)試驗(yàn)確立了PEG模擬水分脅迫的鑒定方法。即，將種子在30℃清水中浸種一天后，置于25％(w／v)PEG中，于30℃黑暗條件下進(jìn)行發(fā)芽，7天后調(diào)查芽長(zhǎng)和芽干重，以清水中發(fā)芽為對(duì)照，計(jì)算其芽長(zhǎng)和芽干重的相對(duì)值(α)。經(jīng)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)均與品種的抗旱性呈極顯著正相關(guān)(r分別為0

7、.649<'**>、、0.664<'**>)。但其篩選效率僅40％，雖簡(jiǎn)便易行，卻并不理想。 4．苗期PEG模擬水分脅迫下抗旱指標(biāo)的篩選 因苗期田間干旱試驗(yàn)顯示，以綜合生長(zhǎng)指標(biāo)所反映的品種抗旱性與傳統(tǒng)孕穗期田間干旱鑒定結(jié)果具極顯著相關(guān)性，且排名前5位品種符合度達(dá)80％。經(jīng)深入研究，采用25％PEG(w／v)在30℃黑暗條件下的6葉期幼苗新根相對(duì)總長(zhǎng)，可替代綜合指標(biāo)(D)，極顯著的反映品種的抗旱性。而且作為品種抗旱性的篩選

8、指標(biāo)，可使80％具強(qiáng)抗旱性的品種入選。在此研究的基礎(chǔ)上提出了苗期PEG模擬水分脅迫條件下以新根相對(duì)總長(zhǎng)為指標(biāo)進(jìn)行水稻品種抗旱性篩選的技術(shù)體系。此鑒定法不受季節(jié)限制，且簡(jiǎn)便易行，適于大量品種抗旱性的早期篩選。 5．水稻分蘗期節(jié)水潛力大且可行 水稻分蘗期具有很強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力，節(jié)水處理期間及處理結(jié)束后，植株有機(jī)物的運(yùn)轉(zhuǎn)及根系分布均可發(fā)生改變，以減輕干旱傷害；分蘗盛期節(jié)水處理導(dǎo)致水稻耗水量的下降由處理期間及處理結(jié)束后植株耗水量