耐铝毒水稻(Oryza sativa L.)种质资源的筛选及不同形态N素对水稻幼苗耐铝性的影响

摘要

水稻是重要的粮食作物之一，世界上约13％的水稻生长在酸性土壤上。铝离子的毒害作用是酸性土壤上限制水稻生长的主要因素之一。本试验旨在筛选评价耐铝性强的水稻种质资源和N素形态对水稻铝耐性的影响，试验分3部分进行：根据根系相对伸长(RRE)指标，比较分析了50μ mol/L铝胁迫下45个品种/品系的耐铝性，筛选出耐铝性相对较强(龙粳9号(Japonica))和敏感(Aus373(Indica))的水稻材料；比较了龙粳9号与推广品种(铝耐品种武运粳7号和铝敏感品种扬稻6号)在200μmol/L铝胁迫下的生长生理响应差异；研究了不同形态N素[铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)]对铝耐性品种武运粳7号、铝敏感品种扬稻6号幼苗在200μ mol/L铝胁迫下的生长生理响应差异。主要试验结果如下：
　　 ⑴铝胁迫下，根系伸长受到抑制。根据RRE分析，45个供试水稻材料中，Dharial、lgc-1、龙粳9号、日本优、越光5个品种在50μmol/L铝胁迫下的RRE较高，耐铝性强；Aus373、Dakanala等35个品种RRE较低，耐铝性弱；其它品种的耐铝性介于它们之间。粳籼稻RRE的差异显著性分析发现，无论是粳×籼。还是籼×粳，其子代的RRE总是与耐铝性差的籼稻亲本相似，其差异不显著(P<0.05)，而与粳稻的差异显著，说明难以通过粳籼杂交获得耐铝性强的水稻后代。将筛选出的龙粳9号品种与推广品种(武运粳7号和扬稻6号)进行耐铝性比较发现：200μ mol/L铝胁迫下，龙粳9号的矿质元素吸收受到的影响较小，其根系中积累的铝含量显著低于扬稻6号，并且与武运粳7号差异不显著；铝胁迫降低了扬稻6号的生物量并增加其根系与叶片中的MDA含量，但对铝耐性品种武运粳7号和龙粳9号的生物量以及MDA含量没有影响；同时，铝胁迫使三个水稻品种的根系活力都降低，但龙粳9号品种的根系活力降低幅度仅为扬稻6号的0.54倍，并且铝处理前后其根系活力与武运粳7号没有差异；另外，铝处理前后，龙粳9号叶片中的脯氨酸含量与武运粳7号也没有差异，并且铝处理前高于扬稻6号。因此，试验进一步证明了龙粳9号水稻是耐铝品种。
　　 ⑵以武运粳7号和扬稻6号为材料，研究不同N素形态即铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)对水稻幼苗耐铝性的影响。结果发现：铵态氮(NH4+)条件下，两个品种的根系形态、生物量以及植株含水量与对照没有差异；铵态氮(NH4+)条件下，扬稻6号叶片中光合色素含量较高，具有较高的光合能力，武运粳7号不受影响，铝处理下两个品种根系活力降低幅度较低，MDA含量与对照没有差异，叶片中的脯氨酸含量较高；硝态氮(NO3-)条件下，两个品种根系中都积累了较高的Al、P、K、Ca、Mg、Mn的含量。因此，铵态氮(NH4+)条件下，铝对两个品种的抑制作用明显弱于硝态氮(NO3-)。