水稻耐热性研究进展

随着工业化的加快和温室效应的加剧,短期异常高温发生频繁,高温已成为作物生长的主要灾害因子之一.综述了高温对水稻生长发育、产量、品质、生理生化特性的影响和水稻耐热性遗传与育种及克服高温危害措施的研究进展,对进一步开展水稻耐热性研究提出了一些建议.     

水稻耐热遗传育种及热激蛋白的研究综述

全球气温逐年升高,高温热害给水稻生产带来了极大影响,开展水稻耐热性遗传和生理研究,选育耐热水稻品种,是积极应对高温危害的最有效措施。综述了近年高温对水稻产量的影响、水稻耐热遗传、育种以及植物热激蛋白等方面的研究进展,并就进一步开展水稻耐热性研究提出一些建议。     

高温对水稻的影响及水稻耐热性测评方法研究

概述了水稻对高温胁迫的敏感期及高温影响的敏感期，提出了水稻耐热性测评过程、高温处理系统设计及耐高温水稻材料的分级标准。     

高温对水稻光合作用的影响研究进展

高温会导致水稻产量降低,其中高温对光合作用的影响是造成产量降低的重要原因之一。从高温对水稻光合作用各个生理过程包括CO2在植株体内扩散、光反应和暗反应的影响进行综述,为探究水稻耐热性的相关光合作用指标,指导水稻耐热性育种,提高水稻产量提供参考。     

水稻灌浆期耐热性的品种间差异及其与剑叶光合特性和内源多胺的关系

 对65个不同来源的早籼稻品种进行了灌浆期耐热性的鉴定研究,并比较了耐热性相差很大的品种灌浆期高温胁迫前后的生理反应。结果表明：秕粒率、实粒重、整精米率、垩白度、蛋白质含量的胁迫指数可作为水稻品种灌浆期耐热性田间直接鉴定的 5个指标,可采用隶属函数值法对各品种的耐热性进行综合评价;不同品种的耐热性存在相当大的差异,筛选出了几个耐热性很强的品种;高温胁迫严重影响水稻的光合能力,但耐热性强的品种剑叶的光合速率高温胁迫后下降幅度明显较小,胁迫解除后恢复的程度也更高,叶绿素含量、RuBPc 活性及内源多胺含量的变化趋势与光合速率相一致,是水稻耐高温逼熟的重要生理特征。     

水稻灌浆期耐热性的品种间差异及其与剑叶光合特性和内源多胺的关系

对65个不同来源的早籼稻品种进行了灌浆期耐热性的鉴定研究,并比较了耐热性相差很大的品种灌浆期高温胁迫前后的生理反应。结果表明：秕粒率、实粒重、整精米率、垩白度、蛋白质含量的胁迫指数可作为水稻品种灌浆期耐热性田间直接鉴定的 5个指标,可采用隶属函数值法对各品种的耐热性进行综合评价;不同品种的耐热性存在相当大的差异,筛选出了几个耐热性很强的品种;高温胁迫严重影响水稻的光合能力,但耐热性强的品种剑叶的光合速率高温胁迫后下降幅度明显较小,胁迫解除后恢复的程度也更高,叶绿素含量、RuBPc 活性及内源多胺含量的变化趋势与光合速率相一致,是水稻耐高温逼熟的重要生理特征。     

高温热害对水稻的影响及机制的研究现状与进展

温度是影响水稻产量和品质的一个重要因子。本文分析了高温热害对水稻的不利影响,并系统研究了高温热害对水稻影响的生理机制,为水稻耐热性育种提供依据,对促进水稻生产持续、稳步发展,保障国家粮食生产安全具有重要意义。     

四川杂交籼稻品种耐热性研究

利用智能人工气候箱开展了杂交籼稻高温敏感时期、致害高温指标和品种耐热性差异等方面的研究。采用水稻开花期的相对结实率(高温下的结实率/常温下的结实率×100%)作为技术指标评价了四川杂交籼稻新品种(组合)的耐热性,为水稻品种区域布局提供科学依据。     

长江中下游流域水稻试验品种的耐热性鉴定

高温热害已成为影响我国特别是长江流域水稻生长发育及高产稳产的主要限制因素之一。本研究利用大田自然高温、温室高温两种环境对2018—2020年的1 379份水稻材料的开花期耐热性进行了鉴定和评价,系统分析了不同年份间、不同品种类型间、不同来源渠道品种间耐热性情况。结果表明,供试材料中耐热性达到1、3、5、7、9级的品种比例分别为11.96%、66.78%、18.06%、2.76%和0.44%,且耐热品种呈逐年增多的趋势;两系杂交稻、三系杂交稻、常规稻中开花期耐热性达到强至较强（1级和3级）的品种占比分别为82.57%、73.45%和60.00%,不同类型品种的耐热性表现为两系杂交稻>三系杂交稻>常规稻;国家（省）区试、绿色通道、联合体渠道来源的品种的开花期耐热性整体表现相似。本试验综合利用大田自然高温、温室高温两种环境建立了一套水稻开花期耐热性鉴定规程和评价方法,可以对供试材料在不同年份、不同环境、不同程度热胁迫下的耐热性做出相对一致、客观的评价。     

水稻耐热性鉴定技术体系的研究

水稻抽穗扬花期遭受高温胁迫会严重限制其高产和稳产,选育优良的耐热品种是解决水稻热害最直接有效的方法。批量且有效地鉴定品种耐热性是耐热品种选育的重要环节,但目前水稻耐热性鉴定技术体系中界定温度的设置却不尽相同。结合历史气象数据,模拟田间高温,以高温结实率(HT_x)为指标,对耐热性鉴定体系中界定水稻品种耐热性差异的温度进行研究。结果表明,基于标准化温度区间设置8组试验,分别处理第1批材料,处理组最高温度为39.0℃时,各品种高温结实率差异最明显;在温室设定3组不同的温度,分别处理第2批材料,在第2组处理(39.0℃)中,各品种高温结实率差异最明显;综上,筛选出区分水稻品种耐热性的最高界定温度为39.0℃。     

水稻开花期高温热害响应机理及其调控技术研究进展

近年来,频繁发生的极端高温天气严重影响了水稻的生长发育、产量及稻米品质形成。水稻开花期对高温最为敏感,研究花期高温诱导小穗败育机理及其调控措施对减缓水稻高温热害,保障我国粮食安全生产具有重要意义。本文综述了高温下水稻颖花开放、花药开裂及散粉、柱头花粉粒萌发及花粉管伸长的特征及其作用机制,探究水稻花期耐热性调控机制以及减缓水稻花期高温热害的栽培调控措施,不仅为水稻花期高温热害机理及防控技术研究提供新的研究思路,还对今后的研究方向进行了展望。     

荃两优系列杂交稻品种耐热性与稻米品质的相关性研究

以优质水稻不育系荃211S为母本选育的13个荃两优系列杂交水稻品种为试验材料,利用智能温室进行高温胁迫处理,分析品种的耐热性和高温胁迫对稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质的影响,以及品种耐热性与其主要品质性状的相关性。结果表明,荃两优系列杂交稻品种耐热性水平整体较强,其耐热系数与经过高温胁迫后品种的整精米率、碱消值呈极显著正相关,与胶稠度呈显著正相关,与垩白度呈极显著负相关;经过高温胁迫后,品种的整精米率、碱消值、胶稠度和直链淀粉含量普遍降低,垩白度普遍增加;耐热性强的水稻品种经过高温胁迫处理后,其整精米率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值和胶稠度等主要米质指标的变幅小于高温相对敏感的品种。本研究为选育耐高温优质水稻品种奠定基础。     

水稻开花期高温胁迫条件下生理生化特性的变化及其与品种耐热性的关系

以5个杂交水稻组合为材料,研究了开花期人工高温胁迫处理对剑叶部分生理生化特性的影响。结果表明,水稻开花期高温胁迫处理降低了剑叶光合速率、叶绿素含量,增加了可溶性糖、游离脯氨酸、MDA含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性。相关分析表明,开花期高温胁迫处理后叶绿素含量、游离脯氨酸含量、MDA含量和SOD活性的变化幅度与品种的热敏感指数呈显著或极显著相关关系,此4项指标的变化幅度可作为水稻开花期耐热性鉴定的生理指标。耐热性强的水稻品种,在开花期高温胁迫处理后剑叶叶绿素含量下降幅度小,游离脯氨酸含量和SOD活性增加幅度大,MDA含量增加小。建立了热敏感指数与MDA含量、游离脯氨酸含量和SOD活性变化幅度的逐步回归方程,可用于对水稻开花期的耐热性进行定量分析。     

在不同温度条件下不同耐热性水稻品种的功能叶和籽粒特性的差异分析

以6个不同耐热性水稻品种为材料,比较了不同温度条件下各品种生物学特性差异。结果表明,高温胁迫后,所有品种功能叶退绿长度及籽粒转黄进程均加快,功能叶面积降低;耐热性强的水稻品种其功能叶退绿长度、籽粒转黄进程慢于耐热性较差的水稻品种,功能叶面积则大于耐热性差的品种。     

杂交水稻耐热性评价

 以100个杂交水稻组合为材料,于50%穗开花日起,置于最高温38℃下处理3 d,以相对结实率作为耐高温性评价指标,研究杂交水稻花期高温胁迫对结实率的影响。结果表明,Y两优646、广占63 4S×R558、宜香5979、Y两优2号以及Y两优896为耐高温组合;Ⅱ优838、丰优199与荆楚优37为高温敏感性组合。对耐热性不同的组合的来源进行分析发现,大部分具有相同母本的组合表现出一致的耐热性,说明母本对杂交水稻的耐热性起主导作用。     

西南稻区水稻高温缓解技术研究

本文鉴定了311个水稻品种的耐热性,筛选出50多个耐或较耐热的品种。同时系统研究了不同品种适期早播早栽提早抽穗的效果,不同肥料运筹与水稻高温承受能力的关系,微量元素或植物调节剂在高温条件下对水稻结实率的影响等。最后提出了西南稻区水稻高温缓解技术要点,以指导该稻区水稻生产防灾减灾。     

华南优质稻花期耐热性鉴定研究

在人工气候室模拟水稻抽穗扬花期高温热害胁迫,以高温胁迫下的结实率和相对结实率为评价指标,对40个华南优质稻品种材料的耐热性进行评价。结果表明,品种材料间耐热性与产量潜力存在显著差异;N22、黄华占、HQ5、桂1025、广恢998、金香糯的耐热性强,粤晶丝苗2号、SH14、力源占2号、柳沙油占202、玉桂占的耐热性为中等,OM4900、882H、93-11等为高温敏感型品种。     

杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响

用生产上大面积应用的7个杂交水稻组合及其恢复系为材料,以汕优63作对照,通过分期播种试验和人工气候室高温处理,研究了杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响。结果表明,抽穗扬花期高于32℃的日均温能引起结实率明显下降,供试组合在高温下结实率的稳定性依次为:汕优63、Ⅱ优838、陆两优106>丝优63、金优725、汕优桂99>Ⅰ优198、两优培九;杂交水稻耐高温能力与其父本呈显著线性正相关;在37℃高温处理下,杂交水稻叶片中丙二醛(MDA)和可溶性糖含量显著增加,类胡萝卜素(Car)含量显著降低,耐热性较强的组合在高温胁迫下累积可溶性糖的能力较强,而MDA和Car含量的变幅相对较小,这3种指标可以作为水稻耐热性鉴定的生理指标。     

高温胁迫对水稻剑叶净光合速率和叶绿素荧光参数的影响

对两个耐热性不同的水稻材料进行高温处理(8:00-17:00,37℃;17:00-8:00,30℃),研究了高温胁迫对水稻剑叶净光合速率和叶绿索荧光参数的影响.结果表明,高温胁迫下两个材料的剑叶光合速率迅速降低,热敏感的4628比耐热的996下降幅度更大.高温下 996 PSⅡ反应中心和天线系统受到的伤害轻,反应中心过...     

中国常用水稻保持系及恢复系开花灌浆期耐热性评价

 以我国常用的15个水稻保持系和26个丰产性较好的恢复系为材料,于主茎见穗当天起连续15 d进行高温胁迫处理（9:00-15:00,39~43  ℃）,研究花期高温胁迫对水稻保持系和恢复系结实特性的影响。结果表明,根据高温胁迫指数,可把水稻品种分为热钝感型、耐热型、不耐热型和热敏感型等4个类型。其中,水稻保持系K22B、博白B和V20B为热钝感型材料,Ⅱ 32B、中浙B和中9B为热敏感型材料;水稻恢复系明恢63耐热性最强,其次为R207和P929,P62 2 2、R8006 和P51等耐热性最弱。进一步分析表明,高温胁迫指数与水稻在自然条件下结实率、空壳率和秕谷率之间相关不显著,但与胁迫环境下结实率和空壳率的相关性均达极显著水平。花期高温胁迫致使水稻保持系和恢复系结实率下降,空壳率大幅度上升。