耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应差异及其机制

旨在阐明耐盐性不同水稻的产量对盐胁迫的响应及其生理特性。本研究以5个耐盐水稻品种和两个盐敏感水稻品种为材料,设置了5个不同盐浓度处理(0、1、2、2.5和3 g kg^-1)。结果表明,相较于盐敏感水稻,耐盐水稻能够耐受更高浓度的盐胁迫(2.5 g kg^-1),且产量受盐胁迫减产幅度较小。耐盐水稻品种具有较高的产量,得益于其较高的总颖花量和结实率。与盐敏感品种相比,耐盐水稻品种叶片,在分蘖中期、穗分化期、抽穗期,具有较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,较高的果糖、海藻糖、山梨醇、脯氨酸等有机渗透调节物质含量,较高的K~+/Na~+值;分蘖至拔节以及抽穗至成熟期具有较高的作物生长速率;抽穗期具有较高的光合速率。上述结果表明,不同耐盐性水稻产量差异,主要来源于分蘖期、穗分化期与抽穗期的耐盐生理差异,这些生育时期是决定水稻穗数、穗粒数、结实率的关键时期。耐盐水稻在这些关键生育时期的良好生理表现是这些水稻品种获得高产的基础。该研究结果对水稻耐盐生理机制研究与水稻耐盐育种有借鉴意义。     

盐胁迫对水稻根系相关性状及产量的影响

以寒地粳稻牡丹江30（MDJ30）与龙稻5（LD5）为材料,分析不同浓度盐胁迫处理对水稻根系形态特征、根系活力、根干重、根冠比及产量的影响。结果表明:与对照相比,盐胁迫下根长、根表面积、根体积、根系活力、根干重均显著下降,且随盐浓度增加下降幅度不断增大。相同盐胁迫处理,耐盐品种LD5的相对根长、相对根表面积、相对根体积、相对根系活力、相对根干重均大于盐敏感品种MDJ30。与对照相比,盐胁迫下根冠比不断下降,且灌浆期S4处理的根冠比显著下降。盐胁迫下,两品种产量均下降,相同盐胁迫下,两品种产量差异显著。相关分析结果表明,各生育时期的根系相关性状与产量均呈极显著正相关,盐胁迫下根系生长受抑制不利于产量的形成。     

不同耐盐高粱品种全生育期对盐胁迫的响应

为探究土壤盐胁迫对不同生育时期(拔节期、开花期、成熟期)高粱植株生长及生理特性的影响,在4个盐处理水平(CK:0 g/kg,S3:3 g/kg,S5:5 g/kg,S7:7 g/kg)种植2个耐盐性不同的高粱品种高粱蔗(耐盐)和河农16(盐敏感),比较了2个品种在不同盐处理水平下、不同生育时期植株形态、根系形态、叶片光合特性及抗氧化酶活性的差异。研究结果表明:随盐胁迫程度增加,2个品种的抗氧化酶活性和叶绿素相对含量(SPAD)先升高后降低,抗氧化酶活性在S3处理或S5处理下达到最大值,且该最大值与对照间存在显著差异。2个高粱品种的丙二醛(MDA)含量,随盐处理浓度的增大而升高,在S7处理下显著高于对照,同一处理下耐盐品种高粱蔗的抗氧化酶活性高于盐敏感品种河农16,但丙二醛含量低于盐敏感品种。2个品种的光合能力受到盐胁迫的显著影响,在拔节期,S7处理显著降低了高粱蔗的Pn值,而2个品种的胞间CO₂浓度(Ci)在S7处理下均高于对照。盐胁迫下高粱地上和地下部分生长都受到影响,2个品种的基部茎粗、总根长、根面积、根尖数和分支数在S3处理下达到最大值,基部节长、株高、总根...     

水稻产量对氮肥响应的品种间差异及其与根系形态生理的关系

以籼稻天优华占、两优培九和粳稻陵香优18、宁粳1号为材料,研究了水稻产量对氮肥的响应。结果表明,水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。上述4个水稻品种在获得最高产量(10.1~10.3 t hm^-2)时,天优华占和陵香优18所需施氮量为242.5~255.5 kg hm^-2,明显低于两优培九和宁粳1号的327.3~328.0 kg hm^-2。天优华占和陵香优18的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均明显高于两优培九和宁粳1号,表明天优华占和陵香优18产量对氮肥的反应较两优培九和宁粳1号敏感。在高产(10.5~10.9 t hm^-2)条件下,天优华占和陵香优18主要生育期根系的重量、长度和总吸收表面积低于两优培九和宁粳1号,而根系活跃吸收表面积及其占总吸收表面积的比例、根系伤流量以及根系活力则显著高于两优培九和宁粳1号。上述结果表明,通过栽培措施调控或选用根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的水稻品种将更有利于降低水稻施氮量和提高产量及氮肥利用效率。     

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。     

不同类型水稻品种间根系性状的差异

在群体水培条件下, 选用包括常规籼稻、常规粳稻、广亲和品种、三系杂交籼稻、杂交粳稻、两系法杂交稻在内的92个水稻品种(组合), 研究不同类型水稻品种间每株不定根数、每株根干重、每株不定根总长度、每条不定根长、最长根长、每条不定根粗、每条不定根重、单位长度不定根重、单位干重根系活性、每株根系活性、根系吸收总面     

不同品种水稻发芽阶段耐盐性对比研究

从多角度研究和了解不同水稻品种发芽阶段的耐盐性,选择博白县常见的9个水稻品种作为研究对象,通过试验分析的方式,对水稻发芽阶段耐盐性进行测定。通过研究发现:在高盐条件下I品种受到的抑制最低,相对于纯净水来说,处于0.5%盐质量分数条件下时,芽长降低了11.9%,根长降低了11.5%;从总体上来说,受到盐胁迫时,各种品种发芽率由高到低依次为:F、G、D、E、C、A、B、H、I,所以盐碱地种植水稻时最好选择R2803。     

局部根系水分胁迫下氮素形态对水稻幼苗生理特性和根系生长的影响

为了探讨局部根系水分胁迫下不同形态氮素对水稻幼苗氮素吸收、生理特性和根系生长的影响,以水稻品种金优402为材料,设置非胁迫、局部根系胁迫、全根胁迫3种水分条件和全硝、铵硝比为50/50、全铵3个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内分根营养液培养方法,研究其氮素吸收和累积、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根长、根表面积、根体积的变化规律。结果表明,在局部根系水分胁迫下,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N最有利于水稻氮素的吸收和累积,两侧根系均单一供应NO_3~--N的水稻氮素吸收和累积量最少;与未受胁迫处理的水稻相比,局部根系胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率受影响较小,而气孔导度和蒸腾速率则明显下降。不同氮形态处理间,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率和气孔导度均为最大,单一供应NO_3~--N的最小。在所有处理中,局部根系水分胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻WUE最高。在局部根系水分胁迫下,两侧同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻根长、根表面积、根体积绝大多数大于其他2种氮素形态,且受胁迫一侧和不受胁迫一侧根系相差较小。除左右根室均单一供应NO_3~--N的水稻外,局部根系胁迫处理的根长、根表面积、根体积均大于非胁迫处理。研究结果表明,局部根系水分胁迫和氮素形态耦合可以提高水稻幼苗的水、氮素吸收。     

盐胁迫对不同高粱品种农艺性状和产量的影响

以2个高粱品种吉杂123(JZ123)和龙杂11(LZ11)为材料,设置5个不同盐浓度(0、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％)处理,探讨了盐胁迫对不同高粱品种农艺性状和产量形状的影响.试验结果表明:不同浓度盐胁迫下,高粱的农艺性状和产量均受到不同程度抑制,且盐浓度越高,抑制作用越明显,与对照差异均达到极显著(P＜0.01),2个品种的农艺性状和产量随盐浓度的升高均表现出以下变化:相对成苗率下降,出苗时间延迟,株高变矮,茎粗变细,千粒重、穗粒重和产量下降,尤其穗粒重和产量的下降幅度最为明显.综合2个高粱品种的性状表现,LZ11的耐盐能力较强于JZ123,更适于盐碱地栽培.     

水稻主要根系性状对施氮时期反应的品种间差异

以日本晴、武运粳8号、扬稻6号、汕优63为供试材料,设计不施肥、基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥等4个不同氮肥施用时期的处理,研究水稻抽穗期主要根系性状对施氮时期反应的品种间差异及其对产量的影响.结果表明:(1)不同穗型品种根系性状差异明显,小穗型品种在每株不定根数、每株不定根总长上具有优势,大穗型品种在每株根干重、     

OsWD40过表达水稻根系响应盐胁迫的转录组分析

盐胁迫是影响水稻产量的主要因素之一,开展水稻耐盐机制的研究十分必要。为了揭示OsWD40基因参与耐盐的分子机制,以日本晴和OsWD40过表达水稻株系为材料,用浓度为200mmol/L的NaCl分别处理0、12、24和48h,对其根系进行转录组测序分析。结果显示,比较日本晴和OsWD40过表达株系在盐胁迫相同时间（ST0与NT0、ST12与NT12、ST24与NT24、ST48与NT48）的基因表达量,分别检测到1950、1646、3499和1522个差异表达基因。其中,盐胁迫处理24h的差异表达基因多于0、12和48h处理。对4个比较组的差异表达基因分别进行GO功能富集分析和KEGG代谢通路分析,发现差异表达基因主要富集在盐胁迫响应、脱落酸响应和转录调控等GO条目中,富集的重要代谢通路主要是植物激素信号转导,植物MAPK信号传导途径和苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成相关的次生代谢途径等。同时,转录因子家族基因,如WRKY、MYB和bHLH等,在各比较组中呈现差异表达。由此推测,苯丙烷生物合成和类黄酮生物合成等植物次生代谢途径在OsWD40过表达水稻根系响应盐胁迫中发挥着重要作用,而且OsWD40可能介导响应脱落酸的基因转录调控,激活下游盐胁迫相关基因的表达。     

3个苦荞品种对盐胁迫的生理响应及耐受性评价

为研究不同苦荞品种对盐胁迫的生理响应及耐受性,以3个苦荞品种野鸡苦荞、宁苦2号和湖南苦荞7-2为材料,采用盆栽试验,分别用0、50、100、150mmol/L NaCl溶液处理,通过观察和测定幼苗叶片形态特征、幼苗生长指标和生理生化指标,采用隶属函数分析法对不同苦荞品种耐盐性进行综合评价。结果显示,在盐胁迫下3个苦荞品种叶片出现失水皱缩和黄化腐烂的症状,以高浓度伤害最明显;随NaCl浓度的升高,3个苦荞品种的鲜重、干重、株高、茎粗和根长均表现出下降趋势;叶绿素、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性呈先上升后下降趋势,以100mmol/L处理最高,过氧化物酶活性和相对电导率呈上升趋势,以150mmol/L处理最高;根系活力呈下降趋势,以150mmol/L处理最低。经过隶属函数分析及综合评价,3个苦荞品种耐盐性表现为宁苦2号>湖南苦荞7-2>野鸡苦荞。     

盐逆境下缓/控释肥对水稻生长发育、产量和品质的影响

为探明盐逆境下缓/控释肥对水稻生长发育、产量和品质的影响,以南粳5055为材料开展盆栽试验。设置3个盐分水平：0.0g/kg(S0)、1.5g/kg(S1)、3.0g/kg(S2)和4种氮肥处理：常规尿素（F1）、有机缓释水稻专用肥（F2）、大颗粒尿素（F3）和硫包衣尿素（F4）,各处理的施氮量和磷钾肥用量相同,以不施氮肥处理为对照（CK）。结果表明,盐逆境下,F2的最大茎蘖数、株高和成穗率均最高;在S0下,F2、F3和F4的产量比F1分别高出11.89%、5.58%和17.14%;在S1和S2下,F2的产量比F1分别高出30.28%和37.20%,而F3和F4的增产效果不佳。在盐逆境下,F2主要通过增加有效穗数、穗粒数和千粒重提高产量。盐逆境下穗粒重、一次枝梗的粒重、千粒重和结实率,二次枝梗的粒重和千粒重均以F2最高。盐逆境下,F2具有较高的糙米率、精米率、胶稠度和较低的直链淀粉、蛋白质含量。由本研究可得出,盐逆境下,F2的增产效果最佳,且对稻米品质具有一定的有利影响,在一定程度上能缓解盐逆境对水稻的危害。     

外源水杨酸、脯氨酸和γ-氨基丁酸对盐胁迫下水稻产量的影响

水杨酸(SA)、脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育以及抵御逆境胁迫中起重要作用。为了研究三者复配对盐胁迫下水稻产量是否具有协同增效作用,本文采用三元二次通用旋转组合设计,建立了SA、Pro和GABA复配剂与盐胁迫下水稻产量之间的数学模型,通过频数分析获得SA、Pro与GABA复配优化组合方案。结果表明,二次模型拟合较好,对盐胁迫下水稻产量的影响程度为SAGABAPro,SA与GABA,Pro与GABA之间交互作用对盐胁迫下水稻产量有显著影响。模拟寻优获得提高盐胁迫下水稻产量10%以上的最佳复配组合为SA 0.44~0.51mmol L–1、Pro 27.63~31.20 mmol L–1、GABA 3.55~4.28 mmol L–1。外源SA、Pro与GABA单剂和复配剂对盐敏感品种牡丹江30的调控作用大于耐盐品种龙稻5号。SA或Pro与GABA复配对盐胁迫下水稻产量的影响具有协同作用,而SA与Pro复配效果与品种耐盐性差异有关。SA、Pro和GABA三者复配效果优于两两复配,任意单剂与其他2种外源物质复配对水稻产量的影响均存在协同作用。     

赤霉素对盐胁迫抑制水稻种子萌发的缓解作用的蛋白质组分析

用粳稻日本晴(Oryza sativa L. cv.Nipponbare),研究了盐胁迫对水稻种子萌发的抑制作用和赤霉酸(GA₃)对盐胁迫的缓解作用;分别以H₂O (对照）,5 g L^-1 NaCl (处理I),5 g L^-1 NaCl + 100 μmol L^-1 GA₃(处理II)培养水稻种苗48 h,提取芽中的蛋白质,利用双向电泳(2-DE)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术分析了水稻蛋白质组的变化。结果表明,在盐胁迫条件下,日本晴种子的萌发显著受到抑制,而GA₃能显著缓解这种抑制作用;用ImageMaster软件分析2-DE凝胶,发现有4个蛋白质斑点表现出显著的变化,在盐胁迫下斑点S1、S2和S3表达下调而斑点S4消失,在GA₃与盐共处理时,这4个蛋白质点的表达均有不同程度的恢复;经MALDI-TOF MS分析,其中2个蛋白质斑点(S1,S3)分别被鉴定为isoflavone reductase-like蛋白与葡萄糖磷酸变位酶,这些蛋白可能与GA₃提高水稻耐盐性途径相关。     

盐和水分胁迫对不同荞麦品种生理特性的影响

以甜荞（平荞2号）和苦荞（黔苦2号）为实验材料,研究NaCl和等渗PEG对荞麦根系活力、质膜透性、MDA含量及净光合速率的影响。低盐度处理时两种荞麦根系活力明显增强,苦荞增加幅度较大,甜荞根部和叶片质膜透性及MDA含量明显增加,苦荞叶片净光合速率明显增加;高盐度处理时两种荞麦根系活力仍保持较高的水平,甜荞根部和叶片质膜透性及MDA含量增加幅度明显大于苦荞,甜荞叶片净光合速率明显下降且下降幅度明显大于等渗PEG处理,而苦荞叶片净光合速率与对照无明显差异。说明质膜透性、MDA含量和净光合速率是荞麦抗逆性敏感生理指标,苦荞的耐胁迫性大于甜荞。     

盐胁迫下转甜菜碱醛脱氢酶基因水稻幼苗耐盐生理的研究

在NaCl浓度0，3．0，5．0，7．0g／L下，对转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻的两个品系51—22，52—7及其受体亲本中花8号进行幼苗耐盐性试验。结果表明：转BADH基因水稻比其受体亲本耐盐性强，在高NaCl浓度(5．0，7．0g／L)胁迫下，甜菜碱醛脱氢酶基因可以提高盐胁迫下水稻幼苗过氧化氢酶(CAT)活性，提高根系活力和叶绿素含量，稳定细胞膜的透性，降低植株体内Na^ 的积累，从而减轻幼苗受盐害的程度。盐胁迫下水稻幼苗的CAT活性、SNa^ ／K^ 、叶Na^ ／K^ 、叶绿素含量是影响幼苗生长的主要生理指标。     

植物响应盐碱胁迫的机制

土壤盐碱化对农林业生产和发展的影响日渐严重,已经成为全球范围内所面临的重大环境问题。研究盐碱胁迫的危害以及植物对盐碱胁迫的响应机制,有助于挖掘植物耐盐碱基因,选育耐盐碱品种,改良盐碱地,提高农作物的产量,扩大园林植物的栽培应用。盐、碱实际上是两种不同的非生物胁迫,碱胁迫在盐胁迫的基础上还增加了高pH胁迫,其危害程度较盐胁迫更深。本综述分析了土壤盐渍化现状,盐碱胁迫对植物产生的渗透胁迫、离子毒害、高pH伤害、活性氧胁迫等危害,从渗透调节物质的合成、离子的吸收转运与pH调节、增强抗氧化酶活性及内源激素响应等方面阐述了植物耐盐碱的生理机制;从盐碱胁迫的信号转导、转录因子调控响应及抗盐碱相关基因的表达等方面梳理了植物耐盐碱的分子机制。最后对植物适应盐碱胁迫的研究方向及多组学联合分析在全面研究植物抗盐碱机制中的应用作出了展望。