手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

水稻抗旱性研究及其鉴定指标的筛选

王贺正

   在水、旱两种条件下用不同品种(系)分别对水稻芽期、苗期、开花期和结实期的形态、生长发育和生理生化等性状特征进行了系统研究和分析,初步建立了水稻芽期、苗期和开花期抗旱性鉴定指标,深入研究了水分胁迫对水稻形态、生理、生化、产量等指标的影响,充分论证了水分胁迫下水稻生理生化特性与品种抗旱性的关系,系统揭示了决定水稻结实期抗旱性的关健生理生化机制。主要结果如下: 1.芽期水分胁迫下不同水稻品种(系)的发芽率均降低,根芽生长受到明显抑制,根干重和芽干重降低。相对胚根长、相对芽长、相对芽干重与芽期的抗旱性有极显著的相关性,而且受环境影响较小,可作水稻芽期抗旱性鉴定指标。以各性状相对值的抗旱级别而得出的抗旱总级别来鉴定水稻品种(系)抗旱性较为准确。用此方法对76个品种(系)进行了抗旱性鉴定,效果良好。 2.水稻苗期叶龄、心叶下倒数第1叶叶面积、叶鲜重、根长4个形态指标的相对值与反复干旱存活率呈显著或极显著的相关性,可作为苗期抗旱性鉴定的形态指标;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,氨基酸(AA)、抗坏血酸(AsA)、还原性谷胱甘肽(GSH)、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量8个生理指标的相对值与反复干旱存活率呈显著或极显著的相关性,可作为苗期抗旱性鉴定的生理指标。通过主成分分析确立了SOD酶活性、GSH含量、叶鲜重和叶龄4个指标相对值为水稻苗期抗旱性鉴定的综合指标,以反复干旱存活率为因变量,4个综合指标为自变量建立的回归方程对15个试验品种的抗旱性进行预测,效果较好。 3.水稻开花期叶片脯氨酸含量、相对含水量、气孔导度、叶面积等4项指标对水稻的抗旱性有显著影响,可作为水稻开花期抗旱性鉴定的综合指标。利用所建立的最优回归方程对所选用的10个水、早稻品种(组合)进行了抗旱性预测,与它们在田间表现基本一致,表明利用所筛选出的4个指标在开花期对水稻抗旱性进行鉴定是可行的。 4.开花期水分胁迫下叶片AsA、AA、可溶性蛋白质和MDA含量增加,SOD、CAT、POD的活性升高。相关分析表明,在水分胁迫与对照条件下AsA、AA、MDA含量和SOD活性的相对值与品种的抗旱系数有显著或极显著相关性。AsA、AA含量和SOD活性是决定水稻开花期抗旱性的关键生理生化机制。因此,水、旱条件下AsA、AA总量、MDA含量和SOD活性相对值可作为水稻开花期抗旱性鉴定生理指标。 5.拔节孕穗至成熟期水分胁迫使水稻株高降低,叶面积及叶面积指数减小。各器官干物重、总干重均明显降低。前期干物质积累缓慢,后期植株衰老加速。水分胁迫引起各品种穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重均下降,最终引起产量降低。品种的抗旱性不同,其产量及其构成对水分胁迫的反应存在一定差异,表现为抗旱性强的品种下降幅度相对较小。 6.水分胁迫下抽穗期和成熟期茎鞘干物重低于对照,抽穗后茎鞘物质输出量、输出率、转化率也均低于对照。抽穗期茎鞘干物重、抽穗后茎鞘干物质输出量、输出率和转化率均与籽粒产量呈显著或极显著正相关。在水分胁迫下,抗旱性强的品种比抗旱性弱的品种在水分胁迫下具有较高的茎鞘物质输出率和转化率,且茎鞘物质的输出率和转化率下降的幅度均较小。 7.水分胁迫降低了籽粒生长潜势、最大灌浆速率和平均灌浆速率,缩短了籽粒生长活跃期。各品种达最大灌浆速率的时间提前,抗旱性弱的更为突出。水稻籽粒灌浆中、后期经历的天数均比对照延长,灌浆速率则比对照低。抗旱性强的品种各时期的籽粒灌浆速率均大于抗旱性弱的品种。在籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶和ADPG焦磷酸化酶等3种关键酶活性在水分胁迫下都不同程度的被抑制。 8.结实期随土壤水分胁迫加剧和时间延长,细胞膜脂过氧化加剧,抗旱性弱的品种膜脂过氧化更为严重;O_2~—和H_2O_2积累迅速,抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种积累速度快、幅度大;GSH、AsA和叶绿素含量及剑叶光合速率、气孔导度、叶片水势和相对含水量下降迅速,抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种降速快、幅度大。抽穗后0~14d随胁迫时间的延长叶片内可溶性糖、游离氨基酸总量和脯氨酸含量增加,SOD、CAT和POD 3种酶活性升高,抗旱性强的品种增加或升高的幅度大。抽穗14d后叶片内可溶性糖、氨基酸和脯氨酸含量下降,SOD、CAT和POD 3种酶活性降低。试验表明,抗旱性强的品种具有较强的抗氧化能力;O_2~—积累速率、H_2O_2含量、MDA含量、GSH含量、AsA含量、光合作用、渗透调节物质及保护性酶活性的变化幅度与品种的抗旱性密切相关。……   
[关键词]:水稻;水分胁迫;抗旱性;鉴定指标;生育特性;产量
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:四川农业大学2007年
App内打开