涝害抑制水稻分蘖的相关生理机理研究

【作者】 朱广龙； 周桂生； Evangelina S.Ella； Abdelbagi M.Ismail；

【机构】 扬州大学农业科技发展研究院； 教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室； 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学； 国际水稻研究所；

【摘要】 【研究背景】近些年,气候变化异常,洪涝灾害频发且加剧,严重影响了农业生产和粮食安全。水稻通常在5-20 cm的水层中能正常生长,而当积水深度超过25 cm时可导致其生长不良甚至死亡,即发生涝害。按淹水程度,涝害可以分为半淹、深淹和全淹。在实际生产中,半淹水涝害较为普遍。水稻营养生长期遭遇半淹水涝害诱发茎秆伸长而抑制分蘖产生。然而涝害抑制水稻分蘖发生的相关生理机理仍然不清;【材料与方法】本研究选取对半淹水涝害耐受能力不同的3个水稻品种Swama(敏感型)、Swama-Sub1(敏感型)和IRRI154(耐淹型)为试材进行研究,盆栽试验设置0、5、30和50 cm 4个半淹水处理,播种后14天开始半淹水处理,定期取样测定相关指标;【结果与分析】在半淹水涝害胁迫下,各品种的分蘖发生显著受抑,而株高、茎秆伸长率、根系生物量、出叶速率、根-茎结合部位(分蘖发生部位)的非结构性碳水化合物(NSC)含量显著增加。植株顶叶叶绿素含量高于基部叶片,随淹水深度增加,上下部叶片的叶绿素含量均降低。半淹水涝害使过氧化氢产生加剧,同时叶片与茎秆丙二醛含量显著增加,而根茎结合部位丙二醛含量增加较为迟缓。分蘖数与株高、茎秆伸长率、出叶速率、根系生物量、叶片和根茎结合部位丙二醛含量及NSC含量呈显著负相关;【结论】在半淹水涝害下,水稻生长过程中分蘖的发生和茎秆的伸长存在竞争与补偿的机制,大部分能量用于茎秆的伸长而避免被淹没。水稻分蘖的抑制主要是由于能量亏缺和氧化损伤所致。耐涝品种调节能量平衡和抗氧化的能力较强。更多还原