水稻稻瘟病抗性研究与展望

稻瘟病是造成水稻(Oryza sativa L.)减产危害最严重的病害之一。为了发掘、鉴定和筛选水稻抗性种质资源,有效利用抗病的水稻品种来抑制稻瘟病的发生,解决水稻生产的障碍并掌握抗性种质资源的抗瘟基因及其分布,从水稻抗稻瘟病基因的抗性鉴定、抗性资源的筛选与利用、抗性遗传规律及抗病基因定位4个方面,对水稻稻瘟病抗性的研究进展进行了综述,为水稻抗稻瘟病资源的收集、选育和抗稻瘟病基因鉴定,加快抗性育种进程提供了理论依据。     

盐胁迫下 4 个不同耐盐基因型水稻 Na+ 、K+ 积累效应

选取耐盐性较强的水稻株系‘Fl478’、‘JX99’、‘Pokkali’和盐敏感型品种‘IR29’,设置 6 个 NaCl 浓度梯度处理, 分别为 0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,采用桶栽土培的方法培育至孕穗期,研究盐胁迫对孕穗期水稻植株不同 器官 Na+ 、K+ 分配规律与积累的影响。结果表明：（1）盐胁迫下水稻株系不同器官 Na+ ,K+ 的积累效应存在差异,水稻 株系耐盐性的差异主要表现在根系,而叶鞘对 Na+ 、K+ 的吸收与分配的差异明显。（2）耐盐植株根系聚 Na+ 能力较强, 叶片、叶鞘积累较多的 K+ ,而感盐品种根系积累 K+ 和 Na+ 以缓解根系渗透胁迫,调节根系 Na+ /K+ 平衡稳态,保持水稻 正常的代谢活动。（3）叶鞘是水稻植株关键的 Na+ -K+ 调库,通过吸收和分配 Na+ 来调节根、叶、叶鞘 Na+ /K+ 平衡以提 高水稻耐盐性。（4）耐盐株系叶鞘向叶片选择运输 K+ 的能力、限 Na+ 运输能力强于盐敏感品种,叶鞘对 Na+ 、K+ 吸收 与分配运输能力的大小,决定水稻株系的耐盐性,具体表现耐盐品种叶鞘向吸收与运输 K+ 能力较强、根系限 Na+ 能力 显著高于感盐植株。（5）0.4%~0.5%盐浓度限制水稻叶鞘 Na+ -K+ 库吸收与分配能力,各组织中 Na+ /K+ 失衡,植株耐盐 性降低,受盐害程度加深。（6）盐胁迫促进水稻株系叶鞘向根系吸收较多 Na+ 和向叶片、根系输出 K+ ,却限制 Na+ 对 叶片的分配,保证根系保持较高的 K+ /Na+ ,耐盐幼嫩叶片积累较多的 K+ 以维持叶片组织保卫细胞渗透平衡,保证水稻 植株获得生活必需的光合原料,而盐敏感植株积累的 K+ 主要用于缓解组织渗透胁迫,以维持正常生命活动。     

镉胁迫对抽穗期水稻生理生化特性的影响

[目的]研究抽穗期镉胁迫对不同水稻生理生化的影响。[方法]采用土培法,研究镉胁迫(镉离子浓度为0、50和100μmol/L)下4个水稻品种(盐粳7号、楚粳香1号、嘉育253、南恢511)生理生化指标的变化,包括SOD、POD、CAT保护酶、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素、光合速率等。[结果]4个品种SOD酶活性在镉胁迫下极不稳定,低浓度镉处理下,嘉育253和盐粳7号的SOD活性分别下降54.62%、29.60%,高浓度镉处理下分别增加47.58%、29.20%,楚粳优1号在表现为低促高浓抑的现象;在低浓度镉处理下楚粳优1号和嘉育253的POD活性下降最明显,不同品种间差异显著;高镉处理下,盐粳7号CAT活性较对照增加101.2%;盐粳7号在高浓度镉处理下脯氨酸含量与对照相比增加了74%,不同浓度之间差异显著;4个品种的MDA变化趋势基本一致,盐粳7号和南恢511在低浓度镉处理下MDA含量分别下降7.4%、2.0%。随着镉浓度增加,2个品种的MDA含量与低浓相比分别增加5.0%、1.9%。镉胁迫下不同品种叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量的反应不同,总体上变化不明显。盐粳7号在高浓度镉处理下脯氨酸含量与对照相比增加了74%,不同浓度之间差异显著。[结论]该研究为生产安全无公害稻米提供技术基础和科学依据。     

盐胁迫下海水稻抗逆生理响应分析

以海水稻品种‘FL478’‘JX99’‘Pokkali’和盐敏感品种‘IR29’为材料,设置6个土壤含盐量（0 g·kg^-1、1 g·kg^-1、2 g·kg^-1、3 g·kg^-1、4 g·kg^-1、5 g·kg^-1）,在防雨大棚下进行盆栽试验,孕穗期测定水稻叶片的丙二醛含量、细胞膜透性、可溶性糖含量、脯氨酸含量,以及Δ¹-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）、鸟氨酸-δ-氨基转移酶（δ-OAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性,旨在探讨盐胁迫下海水稻渗透调节物质、抗逆酶与海水稻耐盐性的关系,为海水稻耐盐基因的发掘和耐盐品种的选育提供理论依据。结果表明：1）盐胁迫抑制了海水稻叶绿素的合成与积累,表现为水稻叶片的叶绿素含量随盐胁迫梯度的增加而减少,但其叶绿素含量显著高于盐敏感水稻品种。2）海水稻和盐敏感水稻的可溶性糖对盐胁迫的响应差异显著,其中土壤含盐量0~3 g·kg^-1胁迫下,盐敏感水稻叶片的可溶性糖含量的增加显著高于海水稻,但是在土壤含盐量4~5 g·kg^-1下,海水稻叶片的可溶性糖积累量显著高于盐敏感水稻品种。3）随盐胁迫加剧海水稻和盐敏感水稻叶片的丙二醛积累,造成细胞膜透性逐渐增大,但是海水稻品种丙二醛的积累量显著低于盐敏感对照,这表明海水稻叶片细胞膜损伤较小。4）盐胁迫下,4个水稻叶片的脯氨酸含量和P5CS、δ-OAT、SOD活性随盐胁迫浓度增加均表现出先升高后降的趋势,海水稻和盐敏感水稻分别在3 g·kg^-1、2 g·kg^-1盐浓度达到峰值,而海水稻植株的游离脯氨酸积累量、P5CS、δ-OAT和SOD活性显著高于盐敏感水稻。5）盐胁迫下海水稻可溶性糖、脯氨酸和P5CS之间呈极显著正的简单相关和偏相关性。因此,海水稻的抗盐性为生理性耐盐：在盐胁迫下,植株脯氨酸合成酶P5CS和δ-OAT均被激活,脯氨酸合成的两个途径（谷氨酸→脯氨酸和鸟氨酸→脯氨酸）同时增强,促使植株游离脯氨酸的快速积累。同时,由于植株游离脯氨酸快速积累,也助于植株SOD活性的激活,有效降低活性氧的积累,并通过合成可溶性糖与脯氨酸协同缓解渗透胁迫,而表现为较强的耐盐性。     

沙地、盐碱地海水稻—棉花间作模式的探索

选用抗逆优质种源(海稻86、中棉所45),引用肥土育苗与保苗移栽、膜下滴灌技术,探讨海水稻—棉花间作栽培模式的优势。通过科研单位成果转化产学结合,提供技术服务,政府建立稳定补偿与奖励政策,担保种植风险,以提高农户种植积极性,达到创新防治盐碱、荒漠化与加速脱贫、改善民生的目的。     

NaCl胁迫对不同耐盐性水稻某些生理特性和光合特性的影响

选取较耐盐的水稻品种‘HH11’、‘JX99’和盐敏感水稻品种‘YSXD’,设置6个土壤NaCl浓度处理(0、1、2、3、4 g/kg),在防雨棚下盆栽并培育至孕穗期,分析NaCl胁迫对不同耐盐性水稻生理生化及光合特性的影响,结果表明:(1)NaCl胁迫抑制水稻的生长,表现为随着NaCl浓度增加,水稻的株高逐渐降低,但在3～4 g/kg土壤含盐量下耐盐水稻的株高显著高于盐敏感水稻品种。(2)耐盐水稻和盐敏感水稻的可溶性总糖对NaCl胁迫的响应差异明显,在1～4 g/kg NaCl胁迫下,盐敏感水稻叶片可溶性总糖显著降低,但是耐盐水稻可溶性总糖大量合成并积累,并且显著高于盐敏感品种。(3)NaCl浓度增加迫使水稻叶片丙二醛不断积累,导致细胞膜透性逐渐增大,但是耐盐水稻丙二醛的积累量较少,细胞膜受盐害程度显著小于盐敏感水稻。(4)NaCl胁迫抑制了水稻光合速率,但不同的NaCl浓度下导致水稻品种光合速率下降的原因各有差异,其中在0～1 g/kg NaCl胁迫下盐敏感水稻光合速率降低是非气孔因素导致的,而在2～4 g/kg NaCl胁迫下是由气孔因素造成的;0～2g/kg盐浓度下耐盐水稻HH11的光合速率降低是非气孔因素导致的,3～4 g/kg盐浓度处理是由气孔因素导致的;气孔因素是0～4 g/kg盐处理耐盐水稻JX99的光合速率降低的主要原因。(5)盐胁迫下耐盐水稻的叶片蒸腾速率显著降低,并且显著低于盐敏感水稻,相反水分利用效率和气孔限制值却明显升高,并且显著高于盐敏感水稻品种,表明盐浓度增加迫使耐盐水稻气孔阻力增大,减少水分的流失,抑制了蒸腾速率,使耐盐水稻叶片保持较高的水势;同时提高了叶片水分利用效率,碳同化效率提高,以满足耐盐水稻正常代谢生理需求,进行正常生命活动。     

盐胁迫下水稻孕穗期SS和SPS活性与糖积累的响应及其相关性分析

为了探究盐胁迫对水稻的蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性与糖积累的影响及它们之间的响应机理,选取3份水稻种质材料,在6个NaCl浓度梯度处理下,采用桶栽土培的方法培育至孕穗期,研究了盐胁迫处理对水稻植株外观形态、蔗糖含量、可溶性糖含量、SS活性、SPS活性的影响。结果表明:盐胁迫抑制水稻的生长发育,表现为株高变矮,分蘖数减少,叶面积较小,叶片枯萎等,其抑制作用随盐胁迫浓度提高而增强;盐胁迫下,盐敏感种质IR29植株合成积累的蔗糖和可溶性糖较耐盐种质JX99、Pokkali的多,但其植株生长发育受到的抑制作用更为明显。这是由于IR29植株合成积累的蔗糖和可溶性糖中有一部分用于缓解细胞渗透压参与抗逆生理恢复,而供给植株生长发育部分不足所致。轻度盐胁迫可激发SPS与SS活性增强,分别促进蔗糖、可溶性糖的积累,缓解细胞渗透压力,维持正常生命活动,提高植株的抗逆性;而中度、重度盐胁迫下SS、SPS活性降低,叶片中蔗糖合成与积累降低,表现为植株生长发育受到明显抑制。