长江下游水稻品种耐旱性比较及对外源ABA响应

摘要

近年来，由于高温干旱引起的水稻减产正日益成为影响世界水稻安全发展的重要因素。通过外源调控物质缓解干旱胁迫对水稻造成的不利影响，是保证水稻抗逆栽培的有效途径之一。脱落酸(ABA)作为一种逆境激素，其抗旱功效越来越受到科研工作者重视。本文通过在水稻分蘖期进行干旱胁迫，系统比较了5种类型水稻品种间和长江下游亚区间水稻的耐旱性，在此基础上以2个抗旱性不同品种旱稻早玉香粳与常规粳稻南粳44为材料，研究了干旱胁迫下外源ABA喷施处理对水稻生长和生理特性的影响，并比较2个品种抗旱性不同的生物学及生理原因以及对ABA响应的差异，探讨ABA缓解水稻干旱胁迫的主要生理机制。主要研究结果如下:
　　1、5种类型水稻品种间比较，常规粳稻的抗氧化酶活性相对较强，膜脂过氧化程度最低，生长指标受干旱抑制程度最低，苗体干旱反应发生晚，抗旱性最强;常规籼稻抗旱性稍弱，体现在:突变体材料生理活性物质虽然较低，但是生长指标受破坏程度轻，抗旱性居中;杂交稻抗旱性相对较弱，生长及生理均受干旱抑制。亚区间比较，长江下游粳稻耐旱性较外地品种抗旱，MDA相对值相对外地的值低，POD和CAT活性相对值及株高相对值高于外地品种。苏中及苏北地区水稻较抗旱，苏南地区的水稻不抗旱。
　　2、孕穗期干旱胁迫时，水稻Pn、Gs与Tr持续下降，WUE呈现先增加后下降，复水后缓慢上升的趋势。干旱胁迫降低植株干物质积累、株高及叶片叶绿素含量，其中，孕穗期叶绿素含量下降更明显。孕穗期干旱胁迫显著降低2品种穗粒数、结实率、千粒重和每盆产量。2品种对干旱胁迫响应差异明显:南粳44对干旱敏感，胁迫第3d时光合参数即显著下降，WUE变化波动较大;早玉香粳光合参数在在轻微干旱胁迫时均未下降，在剧烈干旱胁迫时下降明显。复水后7d时，南粳44各指标值恢复均较慢。早玉香粳各光合参数除Tr外，基本恢复至正常水平;叶绿素含量显著上升，物质合成加快，株高与干物重快速恢复。最终的减产幅度低于南粳44。
　　3、干旱胁迫时，水稻叶片中维持SOD、CAT等抗氧化酶类活性，抑制MDA产生;南粳44孕穗期干旱后期POD活性下降，早玉香粳POD仍维持一定活性。2品种叶片大量积累可溶性糖、蔗糖、可溶性蛋白等渗透调节物质，维持细胞渗透调节。生理功能同样存在品种差异性，其中早玉香粳苗期合成能力可溶性糖和蔗糖最强、合成量最多，显著提高了其抗旱性。
　　4、ABA处理短期内诱导干旱胁迫时气孔关闭，降低Tr、Pn与株高，抑制干物质积累，减少干旱时水分过度消耗，提高WUE，但未显著降低剧烈干旱胁迫时的Pn。进一步提高了干旱胁迫时叶片SOD和POD活性、降低MDA含量，对叶片具有明显保护作用，减轻干旱胁迫对水稻生理功能代谢损伤。
　　本研究还发现，ABA对水稻具有后效作用，能加快水稻复水后功能修复，促进叶绿素合成，防止叶片早衰，延长光合作用时间;提高复水后WUE，并促进干重合成。基因差异性显著，早玉香粳受影响更明显:ABA加快其复水后Pn、Gs、Tr恢复，叶绿素a含量显著上升，促进干旱胁迫时可溶性糖合成，干物质积累更迅速，最终显著提高其干旱胁迫时各项产量结构及单盆产量。外源ABA对南粳44的影响相对较弱，南粳44耐旱性较弱，生理及生长特性恢复慢;对外源ABA较钝感，最终ABA虽显著提高南粳44干旱胁迫时穗粒数、结实率与千粒重，但未显著提高其单盆产量。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

引言

1 水稻耐旱的主要机制

1．1 水稻适应干旱胁迫的形态特征

1．2 水稻适应干旱胁迫的生理机制

2 不同生育期水分胁迫对水稻生长与产量的影响

3 脱落酸在植物抗逆研究中的进展

4 本文研究目的与意义

4．1 研究目的与意义

4．2 技术路线

参考文献

第二章 长江下游水稻品种耐旱能力比较

引言

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

1．3 测定项目与方法

2 结果与分析

2．1 移栽至干旱发生间隔时间的差异

2．2 生长指标与生理指标的比较

3 讨论

参考文献

第三章 ABA对干旱胁迫时水稻产量与光合特性的影响

引言

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

1．3 测定项目与方法

2 结果与分析

2．1 ABA对干旱胁迫下水稻产量及产量结构的影响

2．2 ABA对干旱胁迫下水稻地上部干物重及株高的影响

2．3 ABA对孕穗期干旱胁迫下水稻光合特性的影响

2．4 ABA对干旱胁迫下水稻叶绿素含量的影响

3 讨论

参考文献

第四章 ABA对干旱胁迫时水稻渗透调节与抗氧化酶活性的影响

引言

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

1．3 测定项目及方法

2 结果与分析

2．1 ABA对干旱胁迫下叶片可溶性糖及蔗糖含量的影响

2．2 ABA对干旱胁迫下水稻可溶性蛋白含量的影响

3．3 ABA对干旱胁迫下水稻MDA及抗氧化酶系统的影响

3 讨论

参考文献

第五章 全文总结与讨论

1 讨论

1．1 长江下游水稻抗旱性比较

1．2 干旱胁迫及ABA对水稻生长特性的影响

1．3 干旱胁迫及ABA对水稻生理特性的影响

2 结论

3 本研究创新点

4 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢