21期

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亵雍豌奚
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1 中国农学通报 204,30(2):75-79 Chinese Agricultural Science Bulletin 盐胁迫下杂交水稻种子特性及耐盐性评价潘晓飚, 谢留杰, 陈剑, 黄善军 2, 徐建龙 ( 台州市农业科学研究院, 浙江临海 37000; 2 中国农业科学院作物科学所, 北京 0008) 摘要 : 根据不同杂交水稻组合期对盐胁迫的反应, 筛选出适合在盐渍土壤种植的杂交水稻组合采用人工气候箱内培养皿培养, 用 4 8 和 3 个 NaCl 单盐浓度对 8 份杂交水稻组合进行盐胁迫处理, 以蒸馏水处理为, 每培养皿放 30 粒种子分别于 4 天和 7 天后调查种子,7 天后调查芽长主根长和根数以相对盐害对杂交组合进行耐盐性评价芽长主根长和根数随盐浓度升高总体呈下降趋势, 但较低盐浓度 (4 8 g/l) 时的下降不明显, 部分组合还高于 ; 高浓度盐溶液 () 显著抑制水稻种子的, 芽长主根长和根数均显著下降, 降幅分别为 35.8% 57.6% 76.% 和 83.8%; 随着盐浓度的提高, 根数下降较快, 盐胁迫对杂交水稻组合的根数影响要大于芽长和根长 ; 筛选出期强耐盐组合桂源优 500 II 优 040 ( 级 ), II 优 050 甬优 2 号 (3 级 ) 以 NaCl 单盐浓度可作为杂交水稻组合期耐盐性分级评价的适宜浓度, 相对盐害可以作为杂交水稻期耐盐性的评价指标关键词 : 杂交水稻 ; 期 ; 盐胁迫 ; 耐盐性中图分类号 :S332.6 文献标志码 :A 论文编号 : Germination Characteristics of Hybrid Rice Seeds Under Salt Stress and Their Evaluation of Salt-Tolerance Pan Xiaobiao, Xie Liujie, Chen Jian, Huang Shanjun, Xu Jianlong 2 ( Taizhou Academy of Agricultural Sciences, Linhai Zhejiang 37000; 2 Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 0008) Abstract: The aim of the study were to explore response of different hybrid rice seeds to salt stress, screen hybrid rice combinations suitable for growing in saline soils. Thirty seeds of each of 8 hybrid rice combinations were treated with 0, 4, 8 and NaCl and incubated in Petri dishes for 7 days. Germination rate of hybrid seeds were counted in 4 and 7 days after germination, and bud length, main-root length, number of roots were investigated after 7 days. Salt tolerance (ST) of these combinations was evaluated by the relative damage rate. The results showed that germination rate, bud length, main-root length, number of roots were decreased along with increase of salt concentration.the germination rate was obviously inhibited by high concentration of salt solution (), and the germination rate, bud length, main- root length, number of roots were decreased by 35.8%, 57.6%, 76.% and 83.8%, respectively. However, the four characters didn t show obvious decrease under lower salt concentration (4, 8 g/l), and inversely they showed increase in some combinations. Salt stress had greater influence on number of roots than bud length and main- root length, in which number of roots decreased more rapidly along with rising of salt concentration. Gui-yuan-you 500, II-you 040, II-you 基金项目 : 浙江省台州市重点科技项目水稻耐盐恢复系种质资源的创建及强优新组合选育 (2KY5); 国家 863 重大科技项目水稻分子设计育种技术与品种创制 (202AA00) 第一作者简介 : 潘晓飚, 男,966 年出生, 浙江温岭人, 高级农艺师, 硕士, 主要从事杂交水稻新组合选育及分子育种工作通信地址 :37000 浙江省临海市七一河路 57 号,Tel: , tzxbpan@63.com 通讯作者 : 徐建龙, 男,964 年出生, 浙江建德人, 研究员, 博士, 主要从事水稻分子育种工作通信地址 :0008 北京中关村南大街 2 号,Tel: , xujlcaas@26.com 收稿日期 : , 修回日期 :

2 76 中国农学通报 and Yong-you 2 were screened out as salt tolerance hybrid combinations with tolerant score of,, 3 and 3, respectively. The concentration of salt solution () was suitable to screen ST for hybrid seeds at germination stage, and the relative damage rate was recommended as an appropriate index for evaluation of ST. Key words: hybrid rice; germination; salt stress; salt tolerance 0 引言水稻是一种盐敏感作物, 盐胁迫是影响水稻高产 [] 的重要原因之一随着地球环境的异常变化和人为不合理的灌溉使全球盐碱地的面积日趋增加, 土地盐碱化是影响水稻生产进一步稳定发展的最大制约因素 [2] 之一目前世界范围内至少五分之一的耕地存在不同程度的盐碱化, 而中国盐碱化土地面积近 0 8 hm 2, 潜在盐碱地面积达 hm 2[3] 因此, 创制水稻耐盐新种质, 通过遗传改良提高水稻的耐盐性, 培育耐盐水稻品种, 是保证盐碱稻作区粮食安全生产和改善生态环境的有效途径之一以往有关水稻期耐盐性的研究大多针对常规推广品种和种质资源的筛选鉴定研究表明, 盐分可 [4] 延迟水稻种子的萌芽和出苗水稻种子在萌发阶段受到盐碱胁迫, 常会导致种子不齐, 势降低, [5] 下降盐分对水稻萌发期的影响主要是限制 [6] 种子的生理吸水, 种子吸胀过程中受到盐的伤害不 [7] 是盐胁迫影响种子萌发的唯一原因, 盐胁迫造成种子开始的时间推迟过程延长降低 [8-9] 品种的能有效地表征其芽期耐盐能力因此, 通过相同条件下不同品种间的相关指标比较, 可以 [0] 判断其耐盐性强弱不同 NaCl 浓度对水稻种子具有不同程度的抑制作用, 不同品种受抑制力不同, 很大程度上取决于其本身的耐盐能力研究表明, 芽长根长根数均随盐浓度升高而呈下降趋势, 高浓度盐溶液显著抑制水稻种子的, 但材料间 [] 有较大差异迄今对杂交水稻芽期耐盐性研究较 [2] 少, 而且主要针对盐胁迫后生理指标的变化为了探明盐胁迫下杂交水稻的特性, 筛选出适合在盐渍土壤种植的杂交水稻组合, 本研究以作者选育的耐盐杂交水稻组合和生产上推广的超级稻组合为研究对象, 用不同浓度的 NaCl 盐溶液处理种子, 对各组合的芽期耐盐性特性进行鉴定和评价, 从中筛选出芽期强耐盐的杂交组合, 为沿海滩涂推广耐盐杂交稻和开展水稻全生育期耐盐育种提供技术和依据材料与方法. 材料试验于 203 年 7 月在台州市作物遗传育种重点实验室进行试验所用材料为 6 份我院选育的耐盐杂交水稻新组合即桂源优 500 II 优 040 II 优 050 II 优 054 II 优 D59 和沪优 940, 以 2 份生产上推广的超级杂交稻组合即 ( 籼型 ) 和甬优 2 号 ( 粳型 ) 为.2 方法每个材料均随机挑选饱满的 30 粒种子, 置于 50 恒温箱中高温处理 48 h 破休眠, 均匀置于垫滤纸的直径 9 cm 培养皿中, 分别加入和等 4 个不同浓度的 NaCl 溶液 0 ml 浸种处理, 每处理设 3 次重复, 放入 30 人工气候箱中, 每天更换相应的盐溶液以保证稳定的 NaCl 浓度, 分别于 4 天和 7 天后调查种子,7 天后调查芽长主根长和根数.3 测定指标.3. 种子测定 =( 终期粒数 / 供试种子数 ) 00% 终止后, 每重复随机取 0 粒测量芽长主根长和根数, 计算平均数.3.2 相对盐害测定相对盐害 =( - 处理 )/ 00% 以的 NaCl 盐处理得种子为标准, 按 ~9 级进行相对盐害评价 ( 表 ) [3-4] 表相对盐害分级标准级别相对盐害 /% 0~ ~ ~ ~ ~00 耐盐性极强强中弱极弱.4 数据分析采用 SPSS3.0 软件进行方差分析, 采用 t 测验分析不同组合在不同处理浓度和不同时间的与条件下差异, 采用新复极差法比较各组合在不同处理浓度和不同时间的相对盐害差异 2 结果与分析 2. 不同盐浓度对杂交水稻组合的影响从 8 份参试组合在 4 种盐浓度溶液处理下的

3 潘晓飚等 : 盐胁迫下杂交水稻种子特性及耐盐性评价 77 和相对盐害情况来看 ( 图表 2), 随着盐浓度的升高, 总体呈下降趋势 ; 但在低盐浓度 (4 g/l) 下, 部分耐盐杂交组合的要高于清水从 4 天的结果看, 盐浓度为 4 8 的平均较清水分别下降 6.7% 53.0% 和 85.6%, 说明盐对水稻种子前期起到明显的抑制作用当 7 天后, 已经终止, 高盐浓度 () 对起到较强的抑制作用, 平均降低 35.8%;4 g/l 盐浓度处理的平均只下降.2%, 其中有 3 个组合 ( II 优 040 II 优 054 和桂源优 500 ) 的要高于清水,3 个组合 ( 甬优 2 号 II 优 050 和 II 优 D59 ) 的与清水相同 ;8 g/l 盐浓度处理的平均也只降低了 6.2%, 有 2 个组合 ( 桂源优 500 和 II 优 D59 ) 的与清水相同说明盐胁迫对种子前期有一定抑制作用但随着时间的推移, 这种抑制作用得到一定的缓解, 尤其在低浓度盐胁迫下比较明显, 部分甚至还表现出促进 2.2 不同盐浓度对杂交水稻组合时间的影响随着溶液盐浓度增加, 参试组合开始的时间逐渐推迟, 过程延长, 降低不同组合间早晚的差异较明显, 主要表现为 : 在 4 g/l 盐浓度时, 4 天达到总数 90% 左右的组合为桂源优 500 (98.%) 和 II 优 040 (89.8%), 达到 70% 以上的组合有 4 个 ;7 天后最终达到 85% 以上的组合为 7 个, 占 87.5%;8 g/l 盐浓度时, 4 天达到总数 60% 以上的组合有桂源优 500 (63.4% ) II 优 050 (60.8%),7 天后最终达到 85% 以上的组合为 5 个, 占 62.5%; 盐浓度时,7 天后最终达到 85% 以上的组合为个占 2.5%, 达 65%~84% 的组合为 3 个占 37.5%( 图 2 表 2) 表明随着盐浓度的增加, 快而且整齐的杂交组合为桂源优 500 和 II 优 040, 也即这 2 个组合表现出极强的芽期耐表 2 不同盐浓度下杂交水稻种子的和相对盐害 % 4 d 7 d 组合名称 4 g/l 相对盐害 8 g/l 4 g/l 相对盐害 8 g/l 相对盐害 * 3.BC 3.3 ** 72.5b 6.7 ** 86.abc b ** 72.7 D 甬优 2 号 70.0 ** 20.7 ABC 30.0 ** 66.0 ab.7 ** 98.c 0ab ** 24.5ABC II 优 AB 40.0 ** 56.4 ab.7 ** 87.2 abc ab AB II 优 ** 3.0 ABC 56.7 ** 4.4 ab 6.7 ** 82.7 abc 0ab ** 23.7ABC 沪优 ** 46.2C 25.0 ** 6.5 ab 5.0 ** 76.9 ab b ** 59.6CD II 优 ABC 38.3 ** 55.8 ab 6.7 ** 92.3 bc a ** 43.6BCD 桂源优 A 55.0 * 34.0a 2.7 ** 73.9 a a * 3.9A II 优 D AB 4.7 ** 46.7ab.7 ** 85. abc 0 ab ** 55.6CD 平均注 : *, ** 分别表示各处理与间在 0.05 和 0.0 水平差异显著 ; 相同大小写字母分别表示各组合间在 0.0 和 0.05 水平差异显著天天天相对盐害天相对盐害图不同盐浓度和不同时间下 8 个杂交组合的平均和相对盐害相对盐害

4 78 中国农学通报天天相对盐害沪优优优甬优号优桂源优图 2 8 个杂交组合在盐浓度下 7 天的和相对盐害优相对盐害盐性, 相对盐害较低 II 优 050 和甬优 2 号的芽期耐盐性较强, 其余组合则较差 2.3 盐浓度对杂交水稻种子幼根及芽的影响对不同盐浓度下各杂交组合的芽长主根长根数的方差分析结果表明,3 个性状的 F 值分别为和 22.3, 处理间差异均达极显著水平从表 3 可知, 在较低盐浓度 4 g/l 下, 有 5 个组合的芽长大于清水, 平均长 0.40 cm, 表现出低浓度盐胁迫对具有一定刺激作用 ; 主根长有 3 个组合大于, 平均长 0.24 cm; 根数虽然也有 5 个组合大于, 但平均略少 0.5 根 ; 组合间 3 个性状的 F 值分别为和 5.34, 芽长和根数差异达显著水平当盐浓度为 8 g/l 时, 只有甬优 2 号的芽长比略长, 平均下降 0.74 cm; 而有 4 个组合的根长大于和盐浓度 4 g/l 条件下的根长, 平均分别长 0.35 cm 和 0. cm; 根数的减少较为明显, 平均减少 2.98 根, 降幅为 36.4%; 组合间 3 个性状的 F 值分别为和 4.40, 均达显著或极显著水平在高盐浓度下, 各杂交组合的芽长主根长和根数均显著下降, 降幅分别为 57.6% 76.% 和 83.8%; 组合间 3 个性状的 F 值分别为和 3.42, 芽长和主根长分别达极显著和显著水平由此表明, 盐胁迫对参试杂交水稻组合的根数影响较大, 随着盐浓度的提高, 根数下降较快, 同时对芽长及根长也具有较强的抑制作用表 3 不同盐浓度下杂交水稻种子的芽长主根长和根数组合名称芽长 /cm 主根长 /cm 根数 / 根 ** 2.40 ** ** ** ** 2.75 **.05 ** 甬优 2 号 ** ** * ** II 优 * ** * **.20 ** II 优 ** * 8.27 ** 2.23 ** ** 6.20 **.5 ** 沪优 **.97 ** ** **.05 ** II 优 ** ** * ** * 5.5 **.5 ** 桂源优 ** ** ** 2.25 ** II 优 D ** ** ** 平均注 : *, ** 分别表示各处理与间在 0.05 和 0.0 水平差异显著 3 结论与讨论 3. 水稻期耐盐性及盐胁迫对水稻种子的影响水稻耐盐性是十分复杂的生理遗传性状, 涉及植物生长发育过程中不同阶段在细胞和组织水平上的一 [5] 系列生理生化过程研究发现, 不同的水稻种质间存在耐盐性差异, 籼稻中的耐盐种质数量多于粳稻, 粘稻品种中的耐盐种质数量多于糯稻, 水稻品种中的耐 [6] 盐种质数量多于陆稻不同器官间耐盐性也存在差 [7] 异, 幼苗期地上部比根部对盐胁迫更敏感 ; 水稻在种

5 潘晓飚等 : 盐胁迫下杂交水稻种子特性及耐盐性评价 79 子萌发期表现为相对耐盐, 但盐浓度过高会延迟种子萌发, 幼苗期对盐碱较敏感, 同一品种在期和幼苗期的耐盐性存在一定差异 [8] ; 这可能与盐胁迫响应基因的时空表达调控有关直播栽培技术在水稻规模化种植中得到了广泛的应用, 在盐田或围垦海涂地进行直播栽培对于水稻品种的期耐盐性提出了很高的要求, 筛选出期强耐盐的水稻品种显得尤为重要试验以笔者选育的耐盐杂交组合和生产上推广的超级稻组合为研究对象, 以盐胁迫下相对盐害等性状指标来评价各参试组合的耐盐能力结果表明, 盐胁迫对水稻种子前期 (~4 天 ) 起到明显的抑制作用, 随着盐浓度的增加, 具有明显下降趋势 ; 当终止后 ( 第 7 天 ), 除高盐浓度 () 对发芽起到较强的抑制作用外, 较低盐浓度 (4 8 g/l) 环境对耐盐杂交水稻组合的抑制作用不明显, 部分还有促进的现象初期盐胁迫与中后期反应不 [7] 一致与郭望模等的结果相同, 但低盐浓度促进的现象在以前的研究中未曾出现, 这表明强耐盐杂交水稻组合在低盐浓度胁迫下的耐盐机理可能与一般水稻品种是不同的 3.2 不同盐浓度胁迫下水稻种子幼根及芽的表现特征已有的研究表明, 随着盐浓度的升高, 水稻的芽长根长及根数均呈明显下降趋势, 各盐浓度处理间差异明显, 盐胁迫对水稻品种芽长和根长的影响要大于根数 [0-] 试验结果表明, 在不同盐浓度下,8 个参试组合的芽长主根长和根数 3 个性状的表现存在较大差异, 各耐盐指标并不随盐胁迫浓度的变化而呈规律性的变化 ; 盐胁迫对参试杂交水稻组合根数的影响要大于芽长和主根长由此说明耐盐杂交水稻组合与一般常规水稻品种的芽长根长及根数性状对盐胁迫的反应可能存在差异本研究结果表明,5 个中等耐盐级别以上的杂交组合即桂源优 500 II 优 050 甬优 2 号 II 优 054 和 II 优 D59 在 4 g/l 盐浓度胁迫下主要表现为根数增加主根长缩短的应激反应 ; 在 8 g/l 盐浓度下则表现为主根明显变长, 且全部大于 4 g/l 盐浓度下的主根长, 其中 4 个组合的长度要超过清水, 而其根数均少于清水和 4 g/l 盐浓度因此, 耐盐杂交水稻根部性状对不同盐浓度胁迫的应激反应存在较大的差异, 其原因及应激机理还有待于进一步研究探索 3.3 参试杂交组合期的耐盐性评价从试验的结果来看, 盐浓度溶液处理时各组合的和相对盐害的差异明显因此, 以盐浓度作为划分耐盐级别的适宜浓度, 将参试组合划分为 5 个耐盐等级, 其中桂源优 500 和 II 优 040 为级 ( 极强耐盐 ), II 优 050 和甬优 2 号为 3 级 ( 强耐盐 ), II 优 054 沪优 940 和 II 优 D59 为 5 级 ( 中等耐盐 ), 为 7 级 ( 弱耐盐 ) 表明桂源优 500 II 优 040 II 优 050 和甬优 2 号可用于一定盐浓度胁迫下沿海滩涂的直播栽培参考文献 [] 赵可夫, 范海. 盐生植物及其对盐渍生境的适应生理 [M]. 北京 : 科学技术出版社,2005. [2] 殷延勃, 马洪文. 宁夏耐盐水稻种质资源的筛选 [J]. 宁夏农林科技, 2007(4):-2. [3] 祁栋灵, 郭桂珍, 李明哲, 等. 水稻耐盐碱性生理和遗传研究进展 [J]. 植物遗传资源学报,2007,8(4): [4] Girdhar I K. Effect of sodic water irrigating on the growth deveopment product and chemistry system of rice on the salt soil [J]. Salt alkaline Soil Use, 992:: [5] 佟立纯, 谷音. 盐碱对水稻生产的危害及防治对策. 垦殖与稻作 [J], 2006(2): [6] 秦忠彬, 赵守仁, 张月平. 水稻品种在不同生长发育阶段耐盐碱研究 // 中国农学会遗传资源学会, 中国农业科学院作物品种资源研究所. 作物抗逆性鉴定的原理与技术 [M]. 北京 : 北京农业大学出版社,989:279-28l. [7] 郭望模, 傅亚萍, 孙宗修. 水稻芽期和苗期耐盐指标的选择研究 [J]. 浙江农业科学,2004(): [8] 韩朝红, 孙谷畴, 林植芳.NaCI 对吸胀后水稻的种子和幼苗生长的影响 [J]. 植物生理学通讯,998,34(5): [9] 张国新, 张晓东, 张亚丽. 盐胁迫下水稻种子特性及耐盐性评价 [J]. 现代农业科技,2007(4):08-. [0] 汤菊香, 高扬帆, 卫秀英. 不同水稻品种种子耐盐性研究 [J]. 河南大学学报,2007,37(): [] 王奉斌, 张燕红, 袁杰, 等. 新疆耐盐水稻种质资源的筛选 [J]. 新疆农业科学,2009,46(3): [2] 阮松林, 薛庆中. 盐胁迫条件下杂交水稻种子特性和幼苗耐盐生理基础 [J]. 中国水稻科学,2002,6(3): [3] 顾兴友, 郑少玲, 严小龙, 等. 盐浓度对水稻苗期耐盐指标变异度的影响 [J]. 华南农业大学学报,998,9 (): [4] 汪宗立. 水稻耐盐性的生理研究 [J]. 江苏农业学报,990,6(2):-6. [5] Yeo A R. Physiological criteria in screening and breeding. In:Yeo A R,Flowers T J, eds. Soil Mineral Stresses: Approaches to Crop Improvement[M]. Berlin:Springer-Verlag,994: [6] 应存山. 中国稻种资源 [M]. 北京 : 中国农业科技出版社,993: [7] 郭望模, 傅亚萍, 孙宗修, 等. 盐胁迫下不同水稻种质形态指标与耐盐性的相关分析 [J]. 植物遗传资源学报,2003,4(3):

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5月15期中国农学通报 2012,28(15):106-111 Chinese Agricultural Science Bulletin 旱地小麦休闲期不同耕作措施对土壤水分蓄纳利用与产量形成的影响贺立恒, 高志强, 孙敏, 李青 ( 山西农业大学农学院, 山西太谷 030801) 摘要 : 为了提