水稻耐低磷胁迫研究现状及未来发展方向

缺磷是农业生产中限制水稻产量的一个重要因子。通过对磷在土壤中的存在形式及利用效率、水稻品种耐低磷胁迫特性、耐低磷胁迫水稻品种的筛选和鉴定以及耐低磷性状的分子标记、遗传转化、基因克隆等方面进行了综述,并对今后水稻低磷胁迫的研究方向作出预测,为水稻耐低磷及磷高效水稻品种的选育提供一定的理论依据。     

植物忍耐低磷胁迫机理的研究进展

利用和挖掘作物自身磷高营养效率的能力,以改良作物磷营养性状,已成为植物磷素营养研究的重点和热点。论述了低磷胁迫下植物根系形态、根系分泌物以及磷的跨膜运输和体内转运等方面的适应性变化,总结了目前与磷高效营养性状有关的基因定位和克隆的研究进展,进而揭示出植物低磷胁迫忍耐机理。     

水稻耐低磷胁迫研究进展

土壤中有效磷缺乏是制约水稻生产的主要因素之一.利用磷效率不同的水稻基因型选育磷高效水稻品种,是解决水稻磷营养问题的一种更为经济、环保的途径.简要论述了水稻耐低磷胁迫的机理及磷高效基因型筛选体系,重点综述了近年来水稻磷效率相关性状的QTL定位分析结果,以期为水稻耐低磷研究及磷高效水稻品种的选育提供参考.     

低磷胁迫对不同水稻品种幼苗生长和磷效率的影响

采用砂培方法 ,研究了低磷胁迫对耐低磷水稻品种 (大粒稻、莲塘早 3号 )与低磷敏感水稻品种 (沪占七、新三百粒 )幼苗生长和磷效率的影响。低磷胁迫后 ,沪占七、新三百粒的叶面积、株高、生长量受抑制程度明显大于大粒稻和莲塘早 3号。耐低磷品种的磷营养效率主要表现在磷的吸收能力 ,而不是磷素分配和利用效率差异。     

5个水稻材料对褐飞虱及白叶枯病的抗性评价

[目的]评价5个水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性,为培育兼抗褐飞虱和白叶枯病的水稻品种提供材料.[方法]选用9311(不含抗褐飞虱基因)、Mudgo(含Bph1基因)、Rathu Heenati(含Bph3基因)、Swarnalata(含Bph6基因)和Pokkali(含Bph9基因)等5个常规水稻材料,分别采用苗期集团法和磷营养胁迫下人工剪叶接种法进行水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性评价.[结果]含抗褐飞虱基因的水稻材料Pokkali、Swarnalata、Rathu Heenati和Mudgo在40 mg/L磷营养胁迫下对白叶枯病表现出中抗水平,而在0.25 mg/L磷营养胁迫下则表现较高的抗性水平,其中,Pokkali在常规褐飞虱抗性鉴定和磷营养胁迫下白叶枯病抗性鉴定中均表现出较高的抗性水平.[结论]低磷营养胁迫可作为增强水稻抗白叶枯病的有效途径之一;水稻材料Pokkali对褐飞虱和白叶枯病均具有较高的抗性,可作为选育兼抗型水稻新品种的亲源.     

Resistance evaluation of five rice varieties to brown planthopper (BPH) and bacterial leaf blight (BLB)

[目的]评价5个水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性,为培育兼抗褐飞虱和白叶枯病的水稻品种提供材料.[方法]选用9311(不含抗褐飞虱基因)、Mudgo(含Bph1基因)、Rathu Heenati(含Bph3基因)、Swarnalata(含Bph6基因)和Pokkali(含Bph9基因)等5个常规水稻材料,分别采用苗期集团法和磷营养胁迫下人工剪叶接种法进行水稻材料对褐飞虱和白叶枯病的抗性评价.[结果]含抗褐飞虱基因的水稻材料Pokkali、Swarnalata、Rathu Heenati和Mudgo在40 mg/L磷营养胁迫下对白叶枯病表现出中抗水平,而在0.25 mg/L磷营养胁迫下则表现较高的抗性水平,其中,Pokkali在常规褐飞虱抗性鉴定和磷营养胁迫下白叶枯病抗性鉴定中均表现出较高的抗性水平.[结论]低磷营养胁迫可作为增强水稻抗白叶枯病的有效途径之一;水稻材料Pokkali对褐飞虱和白叶枯病均具有较高的抗性,可作为选育兼抗型水稻新品种的亲源.     

水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一,然而土壤中可利用磷的含量却很少能满足作物的需要,因而作物磷素营养与磷肥施用长期以来成为国内外广泛研究的课题.在此,简述了世界和我国土壤磷资源供给概况,水稻品种耐低磷胁迫特性研究进展,耐低磷胁迫水稻品种(系)的筛选与鉴定研究进展,低磷胁迫对水稻品种根系的影响研究进展.     

低磷胁迫下水稻不同品种根系有机酸分泌的差异

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种(系)为材料,对其在低磷胁迫下根系有机酸分泌这一根系生理特性进行了比较研究。结果表明,低磷胁迫能促使水稻根系分泌更多的有机酸,这在耐低磷品种中表现尤为明显。     

作物耐低磷营养性状遗传研究进展

作物营养遗传研究是当今农业科研领域中的研究热点。为此就作物耐低磷营养性状的遗传研究进展进行了综述,如植物适应低磷胁迫的生物学特性、低磷条件下基因型间生理生化特性的差异、以及适应低磷的分子生物学机制等,并对开展此类工作的有效途径进行了探讨。     

低磷胁迫对甘蓝型油菜自然群体产量及品质的影响

甘蓝型油菜作为重要的油料作物,对缺磷敏感。为了分析低磷胁迫对甘蓝型油菜自然品种产量及品质的影响,通过大田实验调查了187份甘蓝型油菜自然品种在正常磷和低磷胁迫条件下种子中9个品质性状及单株产量的变化。结果表明：①两处理条件下自然群体各性状变异范围差异较大,其中20碳烯酸、油酸和单株产量的变异系数较大。缺磷对群体产量的影响较大,而对品质性状的影响相对较小;②低磷胁迫不影响群体各品质性状间的相关性,但会显著降低含油量、蛋白质及水分含量与单株产量间的相关性;③低磷胁迫对品质性状的影响在品种间表现出不同的趋势。总体而言,含油量、水分、油酸和亚麻酸等受低磷胁迫影响的趋势不明显,75%以上品种的亚油酸和棕榈酸含量下降,60%以上品种的20碳烯酸和硬脂酸含量上升;④以磷正常和低磷条件下的含油量和单株产量为指标,挑选出6个耐低磷胁迫的优异种质。上述结果为深入开展低磷胁迫条件下油菜品质性状的基因型差异及遗传调控机制提供了基础。     

一份特异稻种资源不同生育时期耐冷性研究

[目的]为充分利用糯稻89-1进行水稻耐冷性育种。[方法]以明恢63为对照,研究优异耐冷稻种资源糯稻89-1发芽期、芽期和幼苗期的耐冷性。[结果]0℃时明恢63的发芽率为15%,糯稻89-1发芽率为79.5%。糯稻89-1和明恢63的发芽指数随温度降低而减小,50、℃时,对照发芽指数分别为19.0和3.8,糯稻89-1的分别为56.9和41.2。芽期时,糯稻89-1所有幼芽均长出绿苗,叶色青绿,耐冷性达1级,对照幼芽死苗率在50%以上,耐冷性为7级。幼苗期时,糯稻89-1秧苗叶片枯萎,但全部呈绿色,耐冷性达1级,对照秧苗的叶片黄化率在50%以上,耐冷性为5级。[结论]糯稻89-1发芽期、芽期和幼苗期的耐冷性都优于对照,具有很强的耐低温能力,发芽率和发芽指数降低的幅度小,芽期和幼苗期的耐冷性均达到1级标准。     

广西地方稻种资源核心种质的耐盐性鉴定评价

[目的]筛选耐盐性强的优异栽培稻种质资源,为盐碱地的改良提供品种支持,也为耐盐育种、耐盐基因的挖掘提供理论依据.[方法]以419份广西水稻地方品种核心种质为试验材料,进行芽期和苗期的耐盐性鉴定评价,芽期鉴定采用1.5%NaCl溶液进行盐胁迫,以相对盐害率为耐盐评级指标;苗期鉴定采用沙培法,用0.5%NaCl溶液进行盐胁迫,以死叶率作为评级指标,以植株矮化率为参考指标.[结果]广西水稻芽期耐盐性等级为3.77级,芽期耐盐资源主要集中于1级和3级,占参试总数的62.53%;苗期耐盐性等级为7.15级,大部分资源耐盐主要集中于7级和9级,占参试总数的75.89%.在水稻不同类型耐盐性比较中,芽期平均耐盐性籼稻(3.64)高于粳稻(4.28),籼稻变异系数(69.12)大于粳稻(60.28);苗期平均耐盐性籼稻(6.91)高于粳稻(8.03),籼稻变异系数(30.21)大于粳稻(18.43);籼稻苗期鉴定株高矮化率(32.73)和变异系数(50.92)均小于粳稻株高矮化率(37.22)和变异系数(63.62);相关分析结果表明,籼稻(r=0.0667)和粳稻(r=-0.0531)的芽期和苗期耐盐等级均无显著相关(P>0.05).对不同稻作区水稻耐盐性进行比较,广西桂南稻作区水稻的平均耐盐性在芽期(3.48)和苗期(6.97)为4个稻作区中最高.[结论]广西水稻地方品种资源芽期耐盐性强于苗期,籼稻耐盐性强于粳稻,以芽期1级和苗期1、3级进行耐盐种质筛选,获得杨村一号等12份优异耐盐种质资源,可作为耐盐育种的亲本选育及在耐盐基因挖掘中加以利用.     

转OsCYP2基因水稻芽期与幼苗前期的抗盐碱性鉴定

以0.15%浓度Na2CO3模拟盐碱胁迫,对转OsCYP2基因水稻吉农大30T3代种子进行芽期与幼苗前期抗盐碱性鉴定研究,结果表明,转基因材料根长与苗高比对照吉农大30低;无论是转基因水稻还是非转基因水稻,其幼苗前期对于盐碱胁迫的危害比芽期更为敏感;在0.15%Na2CO3胁迫下转基因材料与对照材料各项性状测量指标与芽期综合相对碱害率间没有显著差异,但是转基因吉农大30幼苗前期综合相对碱害率与对照相比发生了显著降低,说明转基因材料在0.15%Na2CO3胁迫下其幼苗受到的伤害少于对照材料,由此推断转基因材料幼苗前期耐盐碱能力高于对照材料。     

不同育秧方式对水稻秧苗生长及耐逆性的影响

为探讨当前生产条件下实现水稻增产的适宜育秧方式,以杂交水稻桂两优2号为试材,设土床旱育秧、编织布旱育秧、塑盘旱育秧、编织布湿润育秧和塑盘湿润育秧5种方式,在不同育秧方式基础上设置施用壮秧剂和不施壮秧剂2个处理水平,研究育秧方式对水稻秧苗生长的影响。结果表明:早稻湿润育秧尤其是塑盘湿润育秧的秧苗长势较旱育秧的好,晚稻旱育秧尤其是编织布旱育秧秧苗长势较湿润育秧的好;在抗逆性方面,早稻、晚稻旱育秧尤其是编织布旱育秧秧苗耐冷及耐高温能力较湿润育秧的强;施用壮秧剂可促进秧苗生长,提高秧苗耐冷耐高温能力;育秧方式与壮秧剂交互作用对早稻秧苗生长的影响较晚稻显著。本试验条件下,最适宜的育秧方式是编织布与施壮秧剂组合的旱育秧方式。     

基于非线性主成分分析的北方粳稻苗期耐盐碱性综合评价

【目的】通过鉴定北方粳稻种质资源的苗期耐盐碱性并筛选耐盐碱性鉴定的适宜指标,为北方粳稻耐盐碱育种和栽培提供参考。【方法】采用非线性对数主成分评价法,对水稻苗期进行盐碱胁迫,以水稻苗期的13个性状为指标,从形态特征、物质积累、生理特性对56份北方粳稻种质资源进行耐盐碱性综合评价。【结果】利用对数主成分分析将13项指标的耐盐碱系数转化为5个相互独立的综合指标,累积贡献率达86.368%。根据耐盐碱综合评价值Sf将56份材料分成5类,分别为极强耐盐碱型、强耐盐碱型、中耐盐碱型、盐碱中敏感型和盐碱敏感型。龙粳29、NF13G280、长白9号、龙粳46属极强耐盐碱型,占总材料数的7.1%。灰色关联分析结果表明,株高、百株地上鲜重、百株地上干重3个指标的耐盐系数与耐盐碱综合评价值的关联系数大于0.5,可作为苗期耐盐碱性筛选的指标。【结论】从56份北方粳稻种质资源中筛选出龙粳29、NF13G280、长白9号和龙粳46等4份极强耐盐碱种质材料,从13个指标中筛选出株高、百株地上鲜重、百株地上干重作为苗期耐盐碱性筛选的指标,该统计方法适宜作为北方粳稻苗期耐盐碱筛选模型。     

利用SSR标记定位东乡野生稻苗期耐冷性基因

应用由 2 13个株系组成的协青早B/东乡野生稻的BC1F1群体 ,分析了东乡野生稻的耐冷基因与DNA标记的连锁关系。以苗期的死苗率为指标 ,对亲本和BC1F1群体各株系进行耐冷鉴定。结果表明 :死苗率在BC1F1群体中呈连续分布 ,表明耐冷性是由多基因控制的数量性状。应用单因素方差分析法 ,分别在第 4、第8染色体上发现有与耐冷性连锁的SSR标记RM 2 80、RM 337。     

2009年自然低温下优质稻种质资源耐冷性初步鉴定评价

[目的]从供试水稻种质材料中筛选耐冷性强的优良种质,为水稻耐冷性研究和利用积累材料,为优质稻耐冷品种选育提供优良亲本.[方法]利用早春低温和晚稻寒露风自然低温条件,采用早播早植法及晚播晚植法,对458份优质稻种质资源材料分别进行发芽期、幼苗期和抽穗扬花期的耐冷性初步鉴定与评价.[结果]在458份优质稻种质资源材料中,发芽期、幼苗期、抽穗扬花期表现耐冷性极强和强的种质分别有21份、15和76份、5和80份,分别占鉴定份数的4.59%、3.28%和16.59%、1.48%和23.74%.不同种质在不同生育期耐冷性表现不完全一致,但发芽期耐冷性强的种质在幼苗期也表现较强的耐冷性.筛选出在自然低温条件下各生育期均表现强或极强耐冷性的优质稻种质6份,如TKM10、三粒寸、湘晚籼13号、恢968选、649/五大稻种//649///649、253/P117//253///253.[结论]利用自然低温条件,可初步区分不同生育期耐冷性强与弱的优质稻种质资源,其适合对大量稻种资源进行耐冷性筛选鉴定;筛选出的耐冷性极强或强的种质具有较好的应用价值.在不同生育期均表现强耐冷性的6份优质稻种质,可作为耐冷亲本材料在水稻的耐冷性研究及优质稻耐冷育种中加以利用.     

不同基因型水稻在组织培养条件下对NaCl耐性的研究

以13个水稻基因型为材料,以愈伤组织生长状况、水稻种子在组织培养条件下的发芽率和苗高等为指标,研究了水稻对NaCl的耐受性。结果表明:水稻的不同基因型对NaCl的耐受性在这3个指标上均存在较大差异,在进行水稻遗传转化的筛选时,应注意到水稻不同基因型和受体类型对NaCl的耐受性。同时发现同一基因型的不同组织或发育时期对NaCl的耐受性具有相似性。     

不同香稻品种种子萌发和苗期对NaCl胁迫的响应

【目的】研究不同香稻品种的耐盐性,筛选出适应新疆盐渍化稻区的香稻耐盐品种。【方法】分析不同NaCl浓度(0、3、6、9和12 g/L)对20个香型水稻品种种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】不同香稻品种的发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、成活率及叶片成活率均随着NaCl浓度的增加呈下降的趋势;中、高盐浓度(9、12 g/L)显著抑制种子的萌发,降低种子的发芽势和发芽率,缩短芽长和根长,减少根数,致使盐害指数增加;同一盐浓度处理下,不同水稻材料的耐盐表现有差异。【结论】香型水稻品种的芽期和苗期的适宜筛选NaCl盐浓度可为6 g/L,超过其浓度对水稻的萌发及苗期生长均不利;粮香6-4香型品种的芽期和苗期的综合耐盐性好,97-4-3、粮香2-1、新策粳1号、新粳香1号、新粳香83号和新粳香8号的芽期耐盐性强,以上香稻品种可作为耐盐的香稻品种或资源进行利用。     

水稻苗期耐盐性基因SST分子标记的筛选与应用

以水稻耐盐突变体sst为对照,对67个水稻亲本及突变体sst与水稻品种华占的F2群体进行耐盐性筛选,并结合分子标记结果,分析水稻苗期耐盐性基因SST分子标记ID27093、ID27101、ID27118、INDEL1和INDEL2的特异性和准确性.结果表明,分子标记ID27093、ID27101、ID27118和INDEL1的扩增多态性较低;而分子标记INDEL2的扩增多态性较高,为共显性标记,具有较高的特异性,能区分耐盐供体sst与85.07%的供试亲本,且筛选准确率高.因此,分子标记INDEL2标记可以直接用于耐盐性基因SST分子标记辅助育种.