开花期高温胁迫下茉莉酸甲酯对水稻光温敏核不育系开花结实的调节作用

【作者】 陈静； 许阳东； 杨建昌；

【机构】 扬州大学农学院；

【摘要】 【研究背景】以光温敏核不育系为技术核心的两系杂交水稻,是我国水稻杂种优势利用的主要途径。近年来极端高温天气频发,使得水稻光温敏核不育系开颖率低和杂交制种的受精率低,导致两系杂交水稻制种产量严重下降。因此,探讨缓解高温胁迫伤害水稻光温敏核不育系的技术途径及其调控原理,对于提高两系杂交水稻制种产量有重要的意义。茉莉酸甲酯(Me JA)作为一种与抗逆性密切相关的化学调节及信号传导物质,参与多种逆境响应。但Me JA是否可以缓解水稻光温敏核不育系的高温危害?鲜有研究报道。【材料与方法】以生产上应用的2个水稻光温敏核不育系培矮64S和深08S及恢复系扬稻6号为材料,在开花期设置3个处理:常温+喷清水(对照);高温+喷清水;高温+喷Me JA,研究了高温胁迫对水稻光温敏核不育系开花及其杂交结实的影响,以及喷施MeJA对开花结实的调节作用及其生理机制。【结果与分析】与对照相比,高温+喷清水处理显著降低了水稻光温敏核不育系颖花开颖率,光温敏核不育系与恢复系杂交后的结实率和产量。与高温+喷清水处理相比,高温+喷MeJA处理显著提高了水稻光温敏核不育系的开颖率,光温敏核不育系杂交制种的结实率和产量。高温+喷清水处理较对照显著降低了颖花开颖角度、浆片鲜重、浆片中可溶性糖、茉莉酸、MeJA、谷胱甘肽和抗坏血酸含量,增加了叶片和浆片中丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量。高温+喷MeJA处理较高温+喷清水处理显著增加了颖花开颖角度、浆片鲜重、浆片中可溶性糖、茉莉酸、MeJA、谷胱甘肽和抗坏血酸含量,增强了叶片和浆片中超氧化物岐化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,降低了叶片和浆片中丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量。上述生理性状与光温敏核不育系的颖花开颖率、光温敏核不育系与恢复系杂交后的结实率及产量呈显著相关。【结论】MeJA对调节水稻在高温下的开花有重要作用;喷施Me JA可以减轻高温对水稻光温敏核不育系开颖和杂交制种结实的伤害;MeJA通过增加浆片可溶性糖含量,降低活性氧水平等方式来促进浆片吸水膨大,促进颖花开放,进而提高水稻光温敏核不育系在高温下的开颖率及其杂交制种的结实率和产量。更多还原