水稻抗旱性研究及其鑒定指標(biāo)的篩選.pdf

1、在水、旱兩種條件下用不同品種(系)分別對水稻芽期、苗期、開花期和結(jié)實(shí)期的形態(tài)、生長發(fā)育和生理生化等性狀特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究和分析，初步建立了水稻芽期、苗期和開花期抗旱性鑒定指標(biāo)，深入研究了水分脅迫對水稻形態(tài)、生理、生化、產(chǎn)量等指標(biāo)的影響，充分論證了水分脅迫下水稻生理生化特性與品種抗旱性的關(guān)系，系統(tǒng)揭示了決定水稻結(jié)實(shí)期抗旱性的關(guān)健生理生化機(jī)制。主要結(jié)果如下： 1．芽期水分脅迫下不同水稻品種(系)的發(fā)芽率均降低，根芽生長受到明顯抑制，

2、根干重和芽干重降低。相對胚根長、相對芽長、相對芽干重與芽期的抗旱性有極顯著的相關(guān)性，而且受環(huán)境影響較小，可作水稻芽期抗旱性鑒定指標(biāo)。以各性狀相對值的抗旱級別而得出的抗旱總級別來鑒定水稻品種(系)抗旱性較為準(zhǔn)確。用此方法對76個品種(系)進(jìn)行了抗旱性鑒定，效果良好。 2．水稻苗期葉齡、心葉下倒數(shù)第1葉葉面積、葉鮮重、根長4個形態(tài)指標(biāo)的相對值與反復(fù)干旱存活率呈顯著或極顯著的相關(guān)性，可作為苗期抗旱性鑒定的形態(tài)指標(biāo)；超氧化物歧化酶(SO

3、D)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性，氨基酸(AA)、抗壞血酸(AsA)、還原性谷胱甘肽(GSH)、可溶性蛋白質(zhì)、丙二醛(MDA)含量8個生理指標(biāo)的相對值與反復(fù)干旱存活率呈顯著或極顯著的相關(guān)性，可作為苗期抗旱性鑒定的生理指標(biāo)。通過主成分分析確立了SOD酶活性、GSH含量、葉鮮重和葉齡4個指標(biāo)相對值為水稻苗期抗旱性鑒定的綜合指標(biāo)，以反復(fù)干旱存活率為因變量，4個綜合指標(biāo)為自變量建立的回歸方程對15個試驗(yàn)品種的抗旱性進(jìn)行預(yù)測，

4、效果較好。 3．水稻開花期葉片脯氨酸含量、相對畬水量、氣孔導(dǎo)度、葉面積等4項(xiàng)指標(biāo)對水稻的抗旱性有顯著影響，可作為水稻開花期抗旱性鑒定的綜合指標(biāo)。利用所建立的最優(yōu)回歸方程對所選用的10個水、旱稻品種(組合)進(jìn)行了抗旱性預(yù)測，與它們在田間表現(xiàn)基本一致，表明利用所篩選出的4個指標(biāo)在開花期對水稻抗旱性進(jìn)行鑒定是可行的。 4．開花期水分脅迫下葉片AsA、AA、可溶性蛋白質(zhì)和MDA含量增加，SOD、CAT、POD的活性升高。相關(guān)分析

5、表明，‘在水分脅迫與對照條件下AsA、AA、MDA含量和SOD活性的相對值與品種的抗旱系數(shù)有顯著或極顯著相關(guān)性。AsA、AA含量和SOD活性是決定水稻開花期抗旱性的關(guān)鍵生理生化機(jī)制。因此，水、早條件下AsA、AA總量、MDA含量和SOD活性相對值可作為水稻開花期抗旱性鑒定生理指標(biāo)。 5．拔節(jié)孕穗至成熟期水分脅迫使水稻株高降低，葉面積及葉面積指數(shù)減小。各器官干物重、總干重均明顯降低。前期干物質(zhì)積累緩慢，后期植株衰老加速。水分脅迫引

6、起各品種穗長、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、每穗粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重均下降，最終引起產(chǎn)量降低。品種的抗旱性不同，其產(chǎn)量及其構(gòu)成對水分脅迫的反應(yīng)存在一定差異，表現(xiàn)為抗旱性強(qiáng)的品種下降幅度相對較小。 6．水分脅迫下抽穗期和成熟期莖鞘干物重低于對照，抽穗后莖鞘物質(zhì)輸出量、輸出率、轉(zhuǎn)化率也均低于對照。抽穗期莖鞘干物重、抽穗后莖鞘干物質(zhì)輸出量、輸出率和轉(zhuǎn)化率均與籽粒產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)。在水分脅迫下，抗旱性強(qiáng)的品種比抗旱性弱的品

7、種在水分脅迫下具有較高的莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)化率，且莖鞘物質(zhì)的輸出率和轉(zhuǎn)化率下降的幅度均較小。 7．水分脅迫降低了籽粒生長潛勢、最大灌漿速率和平均灌漿速率，縮短了籽粒生長活躍期。各品種達(dá)最大灌漿速率的時間提前，抗旱性弱的更為突出。水稻籽粒灌漿中、后期經(jīng)歷的天數(shù)均比對照延長，灌漿速率則比對照低?？购敌詮?qiáng)的品種各時期的籽粒灌漿速率均大于抗旱性弱的品種。在籽粒灌漿過程中可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶和ADPG焦磷酸化酶等3種關(guān)鍵酶活性在水

8、分脅迫下都不同程度的被抑制。 8．結(jié)實(shí)期隨土壤水分脅迫加劇和時間延長，細(xì)胞膜脂過氧化加劇，抗旱性弱的品種膜脂過氧化更為嚴(yán)重；O<,2><'->和H<,2>O<,2>積累迅速，抗旱性弱的品種比抗旱性強(qiáng)的品種積累速度快、幅度太：GSH、AsA和葉綠素含量及劍葉光合速率、氣孔導(dǎo)度、葉片水勢和相對含水量下降迅速，抗旱性弱的品種比抗旱性強(qiáng)的品種降速快、幅度大。抽穗后0～14d隨脅迫時間的延長葉片內(nèi)可溶性糖、游離氨基酸總量和脯氨酸含量增加，