我国水稻常用保持系穗期耐旱性测评及育性分析
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寒地水稻抗旱性筛选和产量品质的比较研究1. 引言1.1 研究背景水稻作为我国主要粮食作物之一,在我国的农业生产中起着重要作用。
受到气候变化等因素的影响,水稻生产面临着抗旱性不足的问题,尤其是在寒地地区更为突出。
如何提高寒地水稻的抗旱性,提高产量和品质,成为当前水稻育种研究的重要课题。
寒地水稻的抗旱性筛选是提高水稻抗旱性能力的关键步骤。
通过对寒地水稻的不同材料进行筛选,可以筛选出具有较强抗旱性的水稻品种,为水稻的抗旱性能力提升提供有效途径。
产量品质的比较研究也是十分重要的,只有不断优化水稻的产量品质,才能保证水稻生产的稳定和高效。
本研究旨在通过寒地水稻抗旱性筛选和产量品质的比较研究,探讨不同筛选方法对水稻抗旱性和产量品质的影响,分析抗旱性与产量品质之间的关联性,为进一步提高寒地水稻的抗旱性和产量品质提供科学依据和理论指导。
【200字】1.2 研究目的本研究旨在通过对寒地水稻抗旱性筛选方法和产量品质的比较研究,探讨不同筛选方法对水稻抗旱性和产量品质的影响,分析抗旱性与产量品质之间的关联性。
具体目的包括:1. 研究不同抗旱性筛选方法对寒地水稻的效果,找出最适合该地区栽培的抗旱水稻品种。
2. 比较不同水稻品种的产量和品质特性,分析各品种的优劣之处,为选取适合该地区种植的水稻提供依据。
3. 探究水稻抗旱性与产量品质之间的关联性,深入了解抗旱特性对产量和品质的影响机理。
通过本研究的开展,可以为寒地水稻的种植提供科学依据,为提高水稻产量和提升品质提供重要参考,促进农业生产的可持续发展。
1.3 研究意义水稻是我国的主要粮食作物之一,其生长环境和气候条件对其产量和品质有着重要影响。
随着气候变化的加剧,干旱等极端气候事件频发,给水稻种植造成严重影响。
研究寒地水稻抗旱性的筛选方法以及产量品质的比较分析具有重要意义。
寒地水稻抗旱性筛选方法的研究可以为培育具有抗旱性的水稻品种提供重要依据。
在干旱条件下,水稻的生长发育受到严重影响,而具有较强抗旱性的水稻品种则能够在干旱环境中保持较高的产量和品质。
水稻品种间抗旱性的细胞生理研究水稻作为世界上主要粮食作物之一,其产量的稳定性直接关系到全球粮食安全。
但是,全球气候变化的影响导致了气温升高、干旱等极端气候事件日益频繁,对水稻的生产带来了极大的威胁。
因此,对水稻品种的抗旱性研究已经成为当前重要的科学难题之一。
本篇文章将从细胞生理学的角度来探讨水稻品种间抗旱性的研究进展和未来研究方向。
抗旱性的概念及其评价抗旱性,也称耐旱性,是植物在干旱、高温等非生理条件下维持生长和发育的能力,是一个复杂的生理过程。
评价植物的抗旱性通常有三种方法:适应性评价、干旱生理指标评价和基因组学评价。
其中,适应性评价是通过田间试验研究植物在干旱条件下的生长和产量表现来评估植物的抗旱性;干旱生理指标评价主要是通过测量植物在干旱条件下的光合作用、蒸腾作用、离子平衡和保护酶等指标来评价植物的响应能力;基因组学评价通过比较干旱条件下不同植物的基因组学差异来研究和筛选抗旱基因。
水稻品种间抗旱性的差异水稻作为一种广泛栽培的作物,其抗旱性差异很大。
在相同的干旱条件下,不同品种之间的抗旱性表现出明显的差异。
例如,在湿润条件下,日本早熟品种Koshihikari的产量较高;而在干旱条件下,亚洲杂交稻中有些品种的产量比Koshihikari要高。
这说明不同品种在干旱条件下的生存策略和干旱生理适应能力存在较大的差异。
水稻品种间抗旱性的细胞生理研究细胞膜的保护作用细胞膜是植物细胞的外层,也是植物对干旱胁迫的第一个响应器官。
在干旱条件下,细胞膜的完整性会受到破坏,导致细胞内的离子失衡、渗透调节异常等现象。
因此,提高细胞膜的耐受性具有重要的生理意义。
研究表明,水稻品种间细胞膜的脂质组成和含量存在差异,这是造成不同品种抗旱性差异的重要原因之一。
另外,较高的膜磷脂酰肌醇含量也与较强的抗旱性相关。
因此,通过修改细胞膜脂质组成和含量,可以有效提高水稻品种的抗旱性。
水稻品种的离子平衡和调节水稻在干旱条件下往往会受到土壤水分减少和胁迫离子的影响,进而导致细胞内外的离子平衡失衡。
水稻抗逆性与适应性的研究进展作为全球温饱问题解决的重要粮食作物,水稻的生产量与品质一直是人们所关注的焦点。
但是,水稻的种植环境易受气候变化和自然灾害的影响,如干旱、高温、寒潮、淹水等,这些因素都会对水稻生长发育和产量产生不利影响。
因此,研究水稻抗逆性与适应性是解决水稻生产面临的挑战和提高水稻产量的重要途径。
一、水稻抗干旱性研究进展水稻生长所需的水分量较大,干旱是影响水稻生长的主要因素之一。
因此,研究水稻耐旱机理和筛选耐旱品种已成为水稻研究的热点之一。
研究表明,水稻抗旱能力与其根系的生长发育有关。
近年来,利用网络根系统分析技术对水稻根系的生长发育进行研究,发现在水稻生长期中,根系的总长度、密度、深度等参数都会受到旱 stress 的影响,而这些参数都与水稻的耐旱能力密切相关。
此外,研究还发现,一些基因的表达水平与水稻的抗旱能力有关。
例如,OsDREB1A 基因的表达量在干旱条件下明显升高,并能够提高水稻对干旱的耐受能力。
而 OsHKT1 基因的表达则与水稻对盐渍胁迫的耐受力有关。
二、水稻耐高温性研究进展高温对水稻生长的影响往往比干旱更严重,因为高温不仅会减缓水稻的生长速度,而且还会破坏其生理代谢。
研究发现,小RNA (siRNA、miRNA、piRNA)在高温胁迫下会发挥重要的调控作用。
例如,在受到高温胁迫时,OsAGO2 基因的表达水平会上调,从而促进小RNA 的稳定性。
另外,组蛋白修饰也是调节水稻耐高温能力的重要途径之一。
研究发现,组蛋白乙酰化水平的提高能够促进 HSP70 基因的表达,从而加强水稻对高温胁迫的抵抗能力。
三、水稻适应淹水环境的研究进展淹水是水稻生长中的另一个重要的压力因素。
淹水不仅会影响水稻的气体交换,而且还会改变其生理代谢过程。
研究发现,水稻在胁迫环境下的 GABA 含量普遍会升高,而 GABA 能够促进水稻耐低氧的代谢过程。
此外,水稻中的一些转录因子也具有促进水稻适应淹水环境的作用,例如,研究表明 OsNAC5 基因能够调节水稻的气孔大小和数量,从而提高水稻在淹水环境下的生理代谢能力。
水稻抗旱性状遗传分析一、背景介绍水稻是全球人类最主要的粮食作物之一,而旱季的来临常常导致水稻产量大幅降低,影响全球的粮食安全。
为了种植更耐旱的水稻品种,研究人员致力于探究水稻抗旱性状的遗传机制。
本文将介绍水稻抗旱性状的遗传分析。
二、水稻抗旱性状1. 主根长度水稻的主根是决定水稻抗旱性状的重要因素之一。
在干旱的环境中,主根长度的增加会增强水稻的抗旱能力。
因此,研究人员通过遗传分析,发现多个主根生长相关基因参与了水稻的抗旱性状形成。
2. 蒸腾作用水稻能通过蒸腾作用消耗大量的水分,从而维持植株正常的代谢活动。
在干旱的环境中,水分不足会显著降低水稻的抗旱能力。
因此,研究人员发现影响蒸腾作用的基因与水稻抗旱性状密切相关。
3. 叶绿素含量叶绿素是水稻光合作用的关键因素之一,它能吸收植物的光能并将其转化为植物的能量。
在干旱环境中,水稻植物的叶绿素含量明显降低,从而导致水稻的抗旱能力减弱。
因此,研究人员发现参与叶绿素代谢的基因与水稻抗旱性状相关。
三、水稻抗旱性状遗传机制1. 基因定位研究人员通过基因定位技术,将与水稻抗旱性状相关的基因定位到染色体上。
这样,就能够更好地理解基因在水稻抗旱性状形成中的作用。
2. 基因型和表型相关性分析研究人员通过基因型和表型相关性分析,确定哪些基因对水稻抗旱性状的影响更大。
这些分析能够帮助人们更好地了解水稻抗旱性状的遗传机制,并为研究开发更耐旱的水稻品种提供理论依据。
3. 表达差异分析为了更好地理解基因在水稻抗旱性状形成中的作用,研究人员进行了基因表达差异的分析。
这些分析确定了哪些基因在干旱环境中表达水平下降,从而影响了水稻植株的抗旱能力。
四、结论通过以上的研究,我们可以发现水稻抗旱性状遗传机制是十分复杂的。
多个基因参与了水稻抗旱性状的发育和形成。
研究表明,遗传调控不仅能够提高水稻的抗旱能力,而且能提高全球的粮食生产。
在探究水稻抗旱性状的遗传分析过程中,科学家们提出了许多优化方案,如基因组测序技术和基因编辑技术。
水稻抗旱指标的筛选与鉴定的开题报告
一、研究背景
水稻作为世界上最主要的粮食作物之一,其生产对全球粮食安全至关重要。
然而,由于气候变化等因素的影响,水稻欠缺水、受旱等问题成为制约其产量和质量的重要
因素。
因此,筛选和鉴定水稻抗旱指标成为该领域研究的热点和难点。
二、研究目的
本研究旨在筛选和鉴定水稻抗旱指标,以提高水稻产量和品质,为水稻栽培提供科学依据。
三、研究方法
1.筛选水稻抗旱性相关指标:运用参考文献和实验室前期研究结果,对水稻抗旱性相关指标进行筛选。
2.设定水稻抗旱性评价指标体系:建立水稻抗旱性评价指标体系,包括生长发育指标、形态结构指标、生理生化指标等。
3.实验室检测和鉴定:通过在实验室内模拟不同的干旱程度,进行水稻抗旱性相关指标的检测和鉴定。
4.田间试验:在水稻生长季节中,在不同地区种植不同的水稻品种,观察和测量其生长发育和产量,对不同指标进行对比和分析。
四、预期成果
通过筛选和鉴定水稻抗旱指标,得出一套完整的水稻抗旱性评价指标体系,为提高水稻栽培产量和品质提供科学依据。
同时,为深入探索水稻抗旱机制提供可靠的实
验数据和理论基础。
耐旱作物种质资源的筛选及育种研究随着全球气候变化的加剧,干旱日益成为困扰各大农区的普遍问题,尤其是在一些水资源匮乏的地区。
为了应对这一问题,科学家们开始研究耐旱作物,探索具有良好干旱适应性的作物种质资源。
种质资源的筛选及育种研究是耐旱作物研究中的重要环节。
种质资源的筛选种质资源是指可以为植物育种提供有用的、可遗传的遗传变异,并在实践中发挥潜在价值,并且与植物种群本身有相关性的一组植物物质。
为了筛选出具有耐旱特性的种质资源,研究者们可以从以下几个方面进行挖掘和筛选。
首先,采用自然选择和人工选择相结合的方法,通过实地调查和试验,筛选出具有较强抗旱能力的自然变异或品种资源,如抗旱性强、长芒13等。
其次,根据相关基因和代谢途径的研究,在大量种质中鉴定和筛选出具有耐旱特性的植株或品种。
例如,科学家们可以通过遗传图谱分析等研究方法,发现与耐旱相关的基因型,进而挖掘出拥有这些基因型的高耐旱性种质。
另外,基于化学、生理和分子生物学等多种方法,可以对种质资源在干旱胁迫下的代谢物和蛋白表达等变化进行研究,从而挖掘出对干旱适应性较高的种质。
耐旱作物的育种研究在筛选出耐旱种质资源之后,育种研究便成为了一个重要的环节。
种质资源的筛选与育种研究相结合,是实现耐旱作物育种的关键。
育种研究可以从基因和表型两个方面入手。
从基因方面,育种者可以利用现代分子生物学技术,开展基于分子标记和功能基因组学等的高通量筛选和排序,以快速鉴定和筛选出具有耐旱基因的种质材料。
此外,CRISPR-Cas9基因编辑技术的出现也为干旱作物育种带来了新的机会。
从表型方面,育种者可以通过人工控制水分和土壤环境等条件,对耐旱种质资源进行系统表型鉴定,挖掘出具有耐旱表型的种质材料,并利用遗传和组织培养等技术,加速育种进程。
同时,还可以通过田间试验等方式,评价作物的实际生产性能和适应性,为作物品种的选育提供更加科学和实用的依据。
总之,耐旱作物的种质资源筛选和育种研究是实现干旱地区农业可持续发展和食品安全的关键。
水稻回交后代抗旱性鉴定的研究的开题报告一、选题背景水稻是我国主食作物之一,是保障国家粮食安全的重要作物。
然而,由于我国南方气候多变,常年遭遇干旱、洪涝等自然灾害,导致水稻产量波动较大。
因此,提高水稻的抗旱性是保障我国粮食安全的重要措施之一。
回交是一种有效的育种手段,其可以让水稻具有更好的抗逆性能。
因此,本研究旨在通过水稻回交后代进行抗旱性鉴定研究,为我国水稻抗旱性的提高提供理论和实践依据。
二、研究目的1. 探究回交水稻后代的抗旱性状表现及其遗传规律。
2. 分析回交后代抗旱性状与亲本的遗传关系,为后续育种提供基础数据。
三、研究内容1. 选取不同抗旱性的水稻作为亲本,通过标准回交法获得回交后代。
2. 对回交后代进行抗旱性鉴定,采用叶片相对含水量(RWC)、可溶性蛋白含量(SSC)、丙二醛含量(MDA)等指标评估水稻的抗旱性。
3. 通过统计学方法分析回交后代抗旱性状与亲本的关系,确定回交后代的遗传规律。
四、研究方法1. 亲本选料:选取不同抗旱性的两个水稻品种作为亲本,以分别进行回交。
2. 回交:采用标准回交法获得回交后代。
3. 鉴定:对回交后代进行抗旱性鉴定,评估水稻的抗旱性。
4. 分析:通过统计学方法分析回交后代抗旱性状与亲本的关系,确定回交后代的遗传规律。
五、预期成果1. 确定抗旱性较强的水稻亲本,为后续育种提供基础数据。
2. 探究回交后代的抗旱性状表现及其遗传规律,为水稻抗旱性的提高提供理论和实践依据。
六、研究进度安排第一年:亲本选料、回交,获得回交后代。
第二年:对回交后代进行抗旱性鉴定。
第三年:通过统计学方法分析回交后代抗旱性状与亲本的关系,并确定回交后代的遗传规律。
完成论文撰写及答辩。
七、研究意义本研究在探究水稻抗旱性状的遗传规律方面具有重要意义,可以为提高水稻抗旱性提供实际可行的育种方法。
同时,本研究还可以为杂交育种提供基础数据,推动我国水稻育种事业的发展。
水稻旱作栽培试验示范及结果分析一、材料与方法水稻旱种品种为“95―34”。
地点分布在北镇市五粮乡,分三点对比,综合评价。
4月下旬播种,机械播种,亩播种量9kg,垄距40 cm,播幅5cm,条播,以本地区水稻栽培模式为对照。
除草剂采用丁草铵0.25kg/亩,除草醚0.25kg/亩、农思它0.2kg/亩,兑水100kg,播种后7d喷施,实行土壤封闭。
调查内容为与产量相关性状、物候期、成本和经济效益等。
二、结果与分析1.有灌水条件地块此地块在北镇市五粮乡棚间,有灌水条件,水稻旱种播种期为4月28日,此品种为“95―34”,生育苗为145天左右。
为中熟水稻品种,旱种时生育期比水稻要晚10天左右,每个生育期时期比正常水稻要晚一些。
但抽穗后灌浆成熟比正常水稻要快一些。
旱作水稻成穗率、穗长、成粒率低于正常水稻。
产量相差160.8kg。
但在大旱之年,产量比较可观,这得益于此片旱稻是种植在蔬菜大棚间,在自然降雨不足的情况下能够利用浇棚菜的水源条件,从而产量没有受到影响。
水稻旱作用水量少,只要充分利用小型的水利资源和发挥旱灌设施的潜力,有少量水资源如方塘、小井就可以发挥出水稻旱作的优势。
2.无灌水条件地块此地块附近无水源可利用。
结果成苗只有原来的一半,穗数更是少得可怜,而且受干旱影响,生育期延迟,到8月23日处暑只出10%的穗,株高只有40cm。
水稻一生中有两个阶段对水稻敏感期。
一是发棵至分蘖期,这个时期如果田间土壤水分亏缺,会影响水稻生长速度和分蘖进程,使水稻生长量不足,个体与群体发育不良,造成先天不足;二是水稻幼穗分至减数分裂期,如果土壤发生严重缺水导致干旱,则对水稻影响极大。
其中减数分裂是水稻一生中的分临界期,如果此时田间发生水分亏缺,将直接影响光合速率和穗分化,最后,造成减产。
发展节水稻作,要全面、正确理解水的含义,绝不可以认为水稻旱种就是完全依靠自然降水,而忽视水稻固有的水分生理特征,只顾节水而影响水稻正常生育质量的提高。
水稻抗旱节水栽培技术实地应用考察我国是世界上最大的水稻生产国,水稻种植面积广泛,总产量位居世界首位。
然而,由于水稻生长周期长、需水量大的特点,水稻种植对水资源的依赖程度较高。
近年来,全球气候变化和人类活动的影响,导致水资源短缺问题日益严重,水稻抗旱节水栽培技术的研究与应用显得尤为重要。
为了深入了解水稻抗旱节水栽培技术在实际生产中的应用情况,我来到了水稻种植基地进行实地考察。
在这里,我看到了农户们正在运用各种措施来提高水稻的抗旱能力,减少水资源的浪费。
农户们注重选择抗旱性较强的水稻品种。
通过选择适合本地气候条件、具有较强抗旱性的水稻品种,可以有效提高水稻的抗旱能力,减少因干旱导致的产量损失。
农户们采用合理的耕作措施。
在播种前,通过深翻土地、施用有机肥料等方式,可以增加土壤的保水能力,提高土壤的抗旱性。
同时,合理密植、适期播种等措施也能够提高水稻的抗旱能力。
农户们注重水分管理。
在水稻生长过程中,合理控制灌溉水量,避免水资源的浪费。
通过采用节水灌溉技术,如滴灌、喷灌等,可以减少水的蒸发和流失,提高水资源的利用效率。
在考察过程中,我还发现农户们积极利用农田水利设施,如修建水库、水坝等,收集和利用雨水资源。
通过雨水灌溉,可以有效补充水稻生长所需的水分,减轻干旱对水稻生长的影响。
通过实地考察,我深刻认识到水稻抗旱节水栽培技术在实际生产中的应用具有重要意义。
这项技术的推广和应用,不仅可以提高水稻的抗旱能力,减少因干旱导致的产量损失,还可以提高水资源的利用效率,减轻水资源短缺对农业生产的压力。
水稻抗旱节水栽培技术在实际生产中的应用是一项系统工程,需要综合运用多种技术和管理措施。
通过推广和应用这项技术,我们可以在应对气候变化和水资源短缺的挑战中,保障农业生产的安全和可持续发展。
我国是世界上最大的水稻生产国,水稻种植面积广泛,总产量位居世界首位。
然而,由于水稻生长周期长、需水量大的特点,水稻种植对水资源的依赖程度较高。
江西农业学报㊀2019,31(4):1 7ActaAgriculturaeJiangxi㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀http://www.jxnyxb.comDOI:10.19386/j.cnki.jxnyxb.2019.04.01水稻不同种质苗期耐旱性综合评价孔宪旺1,孙明茂2∗㊀㊀收稿日期:2018-10-24基金项目:山东省高校设施园艺实验室资助项目(2018YY008);中国农业科学院子课题(2017NWB036-01-09㊁2018NWB036-01-07);淮安市农科院院长基金项目(HNY201505)㊂作者简介:孔宪旺(1982─),男,山东曲阜人,副研究员,硕士,主要从事水稻新品种研发工作㊂∗通讯作者:孙明茂㊂(1.江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,江苏淮安223001;2.潍坊科技学院贾思勰农学院,山东寿光262700)摘㊀要:以国内外收集的20份优异水稻种质为试验材料,测定了对照和干旱胁迫处理下的水稻苗期苗总长㊁苗高㊁根长㊁茎叶鲜重㊁根鲜重㊁茎叶干重㊁根干重和根数共9个形态性状指标,运用差异显著性分析和相关分析分别探索处理间和指标间的相互关系,利用因子分析和聚类分析等研究水稻苗期耐旱性有效鉴定指标和筛选苗期耐旱水稻种质㊂结果表明:干旱胁迫处理与对照相比,越光㊁一味稻㊁JWR221和大珍稻等8份水稻种质不少于5个性状发生了改变(P<0.05);W0610㊁文长稻和秋田小町共3份种质4个性状发生了改变(P<0.05);黑糯1568㊁安多稻㊁龙锦1号和旱526等9份种质不少于5个性状未发生统计学意义上的改变㊂相关性分析共得到28个相关系数,其中在0.05水平上存在显著相关性的有9个,在0.01水平上存在显著相关性的有12个㊂因子分析提取了3个公因子,解释的累积方差贡献率达到88.157%㊂应用系统聚类方法将20份种质聚为3个组群,其中第Ⅱ组群属理想的苗期耐旱种质㊂根据公因子载荷矩阵耐旱性评价方法,20份水稻种质中龙锦1号㊁黑糯1568和淮稻9号苗期耐旱性强,其次是X2-5㊁旱526和安多稻,而大珍稻㊁一味稻和越光苗期耐旱性较弱㊂关键词:水稻;干旱胁迫;形态性状;因子分析;聚类分析;耐旱性评价中图分类号:S511.2㊀文献标志码:A㊀文章编号:1001-8581(2019)04-0001-07ComprehensiveEvaluationofDroughtToleranceofDifferentRiceGermplasmsatSeedlingStageKONGXian-wang1,SUNMing-mao2∗(1.HuaiyinInstituteofAgriculturalSciencesinXuhuaiDistrictofJiangsu,Huaian223001,China;2.JiaSixieAgriculturalCollege,WeifangInstituteofScienceandTechnology,Shouguang262700,China)Abstract:Thetotalseedlinglength,seedlingheight,rootlength,freshweightofstemandleaf,freshweightofroot,dryweightofstemandleaf,dryweightofroot,androotnumberof20excellentricegermplasmseedlingscollectedathomeanda⁃broadweremeasuredunderbothcontrolanddroughtstress.Therelationshipsamongthese9morphologicalcharacterindexesindifferenttreatmentswereexploredbyusingdifferencesignificanceanalysisandcorrelationanalysis.Theeffectiveidentificationin⁃dexesfordroughttoleranceofriceseedlingsandthescreeningofricegermplasmswhoseseedlingsweretoleranttodroughtwerestudiedbyusingfactoranalysisandclusteringanalysis.Theresultsshowedthat:incomparisonwiththecontrol,underdroughtstress,morethan5charactersof8ricegermplasms(Yueguang,Yiwei,JWR221,Dazhen,etc.)werechanged(P<0.05),fourcharactersofW0610,WenchangandAkitahadchanged(P<0.05),andover5charactersof9ricegermplasms(Heinuo1568,Anduo,Longjin1,Han526andsoon)didnotchangeatsignificantlevel.Atotalof28correlationcoefficientswereobtainedthroughcorrelationanalysis;amongthem,9and12correlationcoefficientsreached0.05and0.01significantlevel,respectively.Threecommonfactorswereextractedbyfactoranalysis,andthecumulativevariancecontributionrateexplainedbythemreached88.157%.These20ricegermplasmswereclusteredintothreegroupsbyusingthemethodofsystematicclustering,andthericegermplasmsingroupⅡhadanidealdroughttoleranceatseedlingstage.Accordingtothedroughttoleranceevaluationmethodofcommonfactorloadmatrix,among20ricegermplasms,Longjin1,Heinuo1568andHuaidao9hadstrongdroughttoleranceatseedlingstage,followedbyX2-5,Han526andAnduo,whileDazhen,YiweiandYueguanghadweakdroughttoleranceatseed⁃lingstage.Keywords:Rice;Droughtstress;Morphologicalcharacter;Factoranalysis;Clusteringanalysis;Droughttoleranceevalua⁃tion㊀㊀水稻从播种到收获需要大量的水分供给,水量不足将会影响水稻的正常生长甚至最终产量,水稻不同发育时期对需水量要求不同㊂水稻整个生育期有2次需水高峰:分蘖期日需水强度是7.0mm,孕穗拔节期日需水强度是8.6mm[1]㊂作为我国第二大优质粳米产区的黄淮稻区(主要包括山东㊁苏北㊁河南中北部㊁山西㊁陕西汉中平原㊁安徽北部)面积约100万hm2,栽培品种主要为麦茬粳稻[2]㊂其中,山东种植水稻历史悠久,迄今有4000多年,米质优㊁效益好,具有区域不可替代性,2003年以来常年种植水稻面积约12万hm2;江苏省淮安市地处苏北平原腹地,常年水稻种植面积约29.33万hm2㊂近年来随着人工成本的不断攀升,水稻直播技术在安徽㊁江苏㊁河南南部㊁湖北北部㊁宁夏等地得到了广泛发展,例如淮安市直播水稻面积已达12.6万hm2,占当地水稻总种植面积的42.96%[3]㊂水稻直播大幅减少用工,显著提升了水稻种植的综合效益㊂但水稻直播存在着出苗不均不全和杂草发生严重等问题,其中苗期干旱也是限制直播稻推广的一个重要因素㊂例如,山东5月份不同地市平均降水量为34 62mm,气温为13 27ħ;6月份不同地市平均降水量为69 107mm,气温为18 32ħ[4],降水量小于蒸发量,田间墒情严重不足㊂水稻耐旱性鉴定时间包括芽期㊁苗期㊁分蘖期㊁孕穗期㊁抽穗期㊁开花期和灌浆期等,鉴定指标包括形态指标㊁理化指标和产量指标等㊂采用15%聚乙二醇溶液对黑龙江省10个水稻品种(系)种子进行发芽胁迫实验,发现贮藏物质转运速率㊁水稻根系活力和β-淀粉酶活力变化可以作为衡量水稻品种耐旱性强弱的有效指标[5]㊂以湘丰早119(耐旱型)和爱华5号(敏旱型)3叶1心期水稻苗为试验材料,采用0㊁50㊁125和200g/LPEG-6000溶液处理,发现根体积㊁根粗㊁最长根长㊁根总长度㊁不定根长㊁侧根长可以作为水稻品种耐旱性的评价指标,而根数量和根系质膜相对透性不宜作为耐旱指标[6]㊂以水稻品种东农425(耐旱型)和松粳6号(敏旱型)为试验材料,采用塑料盆钵种植,于分蘖期干旱胁迫处理21d后复水,发现东农425比松粳6号的抗氧化酶活性高,清除O2-㊁H2O2的能力强,复水后,东农425具有较长的高酶活持续期[7]㊂以东农425和松粳6号为试验材料,采用塑料盆钵种植,于孕穗期干旱处理21d后复水,发现孕穗期干旱胁迫对二次枝梗性状的影响大于一次枝梗,寒地粳稻产量降低主要是由于每穴穗数㊁穗粒数和结实率的显著下降,但对千粒重和穗长的影响不显著[8]㊂段骅等[9]研究表明:水稻抽穗期干旱胁迫处理下,品种双桂1号㊁黄华占㊁两优培九和扬粳4038的产量与对照相比分别下降了11.0%㊁6.9%㊁7.4%㊁6.6%,空粒率分别上升了11.0%㊁3.9%㊁3.2%㊁0.8%[9]㊂对96个大面积推广的水稻栽培品种进行盆栽试验,以开花期内3.5cm浅水层为对照,保持田间最大持水量的70%为水分亏缺处理,在开花始期开始水分处理10d,研究表明,花期水分胁迫对水稻的影响主要表现为降低结实率,其次是降低千粒重[10]㊂随着水稻直播技术的大面积推广和我国北方地区每年5㊁6月份干旱的频繁发生,水稻苗期耐旱性研究显得越来越重要,因此研究水稻苗期耐旱性鉴定方法和鉴定耐旱品种是目前亟待解决的问题㊂本研究选用国内外20份优异水稻种质为试验材料,观察水分胁迫对水稻苗形态指标的影响,筛选出简单有效的水稻苗期耐旱性评价指标,并对20份水稻种质进行苗期耐旱性综合评价,为今后开展水稻种质苗期耐旱性鉴定提供参考㊂1㊀材料与方法1.1㊀试验材料选用的国内外20份优异水稻种质见表1㊂表1㊀供试水稻种质编号和名称编号水稻种质编号水稻种质1JWR22111X2-52当育5号12奥村紫3W061013秋田小町4淮稻9号14里歌5黄金晴15越光6一目惚16一味稻7文长稻17大珍稻8安多稻18郑旱2号9龙锦1号19旱52610黑糯156820旱5291.2㊀试验材料的处理2018年1月15日每个水稻品种挑选大小均匀一致㊁籽粒饱满的100粒种子,然后放入培养皿内,加水没过种子㊂每个培养皿放入相同品种的100粒种子,共20个培养皿,分别按不同品种编号标记,接下来放入人工气候箱(RXZ-288A智能型,宁波江南仪器厂)㊂培养箱内白天和黑夜温度分别设置为29㊁26ħ,光照和黑暗时间分别设置2江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀31卷为12h,湿度设置为59%㊂定期观察水稻发芽情况,每24h培养皿换水1次,4 5d内种子发芽情况良好㊂2018年1月20日准备6个大号育秧盘(1335mmˑ500mmˑ190mm,底部有均匀排列的排水孔),育秧盘内放入育苗基质和田间土的混合物(体积比约为1ʒ2),土层厚度约为6cm,喷水润透㊂每个品种挑选11粒催芽良好的种子按不同品种分行播种在盛有栽培基质的育秧盘内,每个品种1行,共20行,行距和株距为6cmˑ4cm,播种完成后覆土喷水㊂将育秧盘放在窗台旁边光照充足的地方(房间有暖气),3d左右水稻出苗良好㊂每天观察记录水稻苗生长情况,并且每隔3d浇水1次,每个育秧盘用喷壶喷洒相同体积的水,保证喷洒均匀㊂播种后20d水稻苗生长良好,以每隔3d浇水1次为对照(CK);以此时停止浇水㊁营造缺水环境为干旱胁迫处理(DT)㊂对照和干旱胁迫处理各设置3次重复㊂每天观察水稻苗在缺水环境下的生长状况,干旱胁迫处理10d后水稻苗的形态性状在不同品种间存在明显的差异,有的茎叶出现干枯,有的茎叶依旧嫩绿,水稻苗高也表现出较明显的差异,此时测量水稻苗的形态指标㊂1.3㊀测定指标及方法每个品种每个处理选取5株长势均匀的水稻苗,从栽培基质中小心取出植株,用清水轻轻冲洗干净,然后用吸水纸吸干植株表面水分㊂测定水稻苗的形态指标,包括水稻苗总长㊁根长㊁苗高㊁根鲜重㊁茎叶鲜重㊁根数㊁根干重和茎叶干重㊂水稻苗总长㊁苗高和根长通过直尺进行测量,其中根长为植株基部到根系形态学最下端的距离;苗高为植株基部到上部最长叶叶尖的距离;苗总长为苗高和根长之和㊂将植株在根茎结合处剪断,用精度为0.0001g的电子天平分别称量根鲜重和茎叶鲜重,其中根鲜重为所有根系的总质量㊂根数通过肉眼计数的方法测定㊂上述指标测量结束后,将水稻茎叶和根系用铝箔纸按不同品种分别包好,放于鼓风干燥箱内,50ħ恒温烘干至恒重,用精度为0.0001g的电子天平分别称量根干重和茎叶干重,其中根干重为所有根系的总质量㊂各性状的相对值(%)=干旱胁迫下处理值/对照值ˑ100㊂各性状的相对旱害率(%)=(对照值-干旱胁迫下处理值)/对照值ˑ100㊂1.4㊀数据处理数据采用MicrosoftExcel2013㊁SAS9.3和SPSS23.0软件进行统计分析㊂2㊀结果与分析2.1㊀苗期干旱胁迫对水稻形态性状的影响从表2可以看出,苗期干旱胁迫下所有供试水稻种质的部分性状发生了改变㊂越光㊁一味稻㊁JWR221㊁大珍稻㊁当育5号㊁奥村紫㊁里歌和郑旱2号共8份水稻种质不少于5个性状发生了改变(P<0.05);W0610㊁文长稻和秋田小町共3份种质4个性状发生了改变(P<0.05);黑糯1568㊁安多稻㊁龙锦1号㊁旱526㊁旱529㊁黄金晴㊁淮稻9号㊁一目惚和X2-5共9份种质不少于5个性状未发生统计学意义上的改变㊂大珍稻的苗总长相对旱害率最高,为50.00%;其次是越光,为40.08%;黑糯1568最低㊂大珍稻的苗高相对旱害率最高,为48.09%;其次是越光,为40.65%;黑糯1568最低㊂大珍稻的根长相对旱害率最高,为57.98%;其次是一味稻,为53.78%;郑旱2号最低㊂大珍稻的茎叶鲜重相对旱害率最高,为77.15%;其次是奥村紫,为67.11%;黑糯1568最低㊂一味稻的根鲜重相对旱害率最高,为74.41%;其次是文长稻,为73.15%;淮稻9号最低㊂大珍稻的茎叶干重相对旱害率最高,为42.13%;其次是JWR221,为29.62%;X2-5最低㊂越光的根干重相对旱害率最高,为64.46%;其次是一味稻,为58.90%;龙锦1号最低㊂JWR221的根数相对旱害率最高,为30.77%;其次是奥村紫,为29.63%;龙锦1号最低㊂苗期受干旱胁迫影响最大的形态性状是茎叶鲜重,相对旱害率均值为50.20%;其次为根鲜重㊂2.2㊀苗期干旱胁迫下水稻各形态性状间的相关分析由表3可知,苗期干旱胁迫下水稻8个形态性状间大多存在显著或极显著相关性㊂相对茎叶鲜重与相对苗高㊁相对根鲜重㊁相对茎叶干重呈极显著正相关关系(P<0.01),与相对苗总长呈显著正相关关系(P<0.05)㊂相对根鲜重与相对根数呈极显著正相关关系(P<0.01),与相对根长和相对根干重呈显著正相关关系(P<0.05)㊂相对茎叶干重与相对苗总长㊁相对苗高㊁相对根干重呈极显著正相关关系(P<0.01),与相对根数呈显著正相关关系(P<0.05)㊂相对根干重与相对苗总长㊁相对根3㊀4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孔宪旺等:水稻不同种质苗期耐旱性综合评价长㊁相对根数呈极显著正相关关系(P<0.01),与相对苗高呈显著正相关关系(P<0.05)㊂相对根数与相对苗总长㊁相对根长㊁相对茎叶鲜重呈显著正相关关系(P<0.05)㊂相对苗总长与相对苗高㊁相对根长呈极显著正相关关系(P<0.01)㊂相对苗高与相对根长呈显著正相关关系(P<0.05)㊂说明相对苗总长㊁相对根干重和相对茎叶干重与其他性状间的相关性较强㊂表2㊀苗期干旱胁迫对水稻种质形态性状的影响水稻种质苗总长/cmCKDT苗高/cmCKDT根长/cmCKDT茎叶鲜重/gCKDTJWR22126.7A17.7B16.0A11.4B10.7a6.1a0.1115A0.0730B当育5号22.5A19.0B16.7A12.1B5.8a6.9a0.1053A0.0508BW061029.0a22.1b19.4a15.3b9.4a6.8a0.1179A0.0431B淮稻9号27.7a25.0a18.6A13.7B9.1a11.3a0.1004A0.0400B黄金晴27.0a23.6a20.0a19.1a7.0a6.5a0.1000A0.0526B一目惚25.8a21.0a18.2A14.5B7.6a6.5a0.0880A0.0331B文长稻29.7A24.5B22.9a19.1b6.7a5.4a0.1199A0.0491B安多稻19.9a17.7a13.9a12.1b6.0a5.5a0.0664A0.0433B龙锦1号22.0a21.0a17.1a15.9a4.9a5.1a0.0826a0.0693a黑糯156826.2a26.9a18.7a18.6a7.5a8.2a0.0920a0.0850aX2-524.9a23.7a17.9a17.4a6.9a6.3a0.0810A0.0464B奥村紫31.2a24.2b22.1a16.4b9.1a8.0a0.0923A0.0304B秋田小町24.6A16.2B19.0A12.7B5.6a3.4a0.0940A0.0320B里歌27.7a20.2b20.9A14.5B6.8a5.3a0.1254A0.0299B越光37.3A22.3B27.8A16.5B9.5a5.8a0.0938A0.0540B一味稻30.2A18.3B20.1A13.4B10.0a4.6b0.1015A0.0357B大珍稻26.6A13.3B21.5A11.1B5.1A2.2B0.0940A0.0215B郑旱2号35.0A29.0B27.0A18.6B7.9a10.4a0.1573A0.0396B旱52633.4A26.9B25.2A19.3B8.2a7.6a0.0634a0.0546a旱52928.7a24.8a21.8a17.2b6.9a7.6a0.0942a0.0550b水稻种质根鲜重/gCKDT茎叶干重/gCKDT根干重/gCKDT根数CKDTJWR2210.0097a0.0049b0.0167a0.0117b0.0029a0.0017a7.8A5.4B当育5号0.0170A0.0074B0.0158A0.0113B0.0023a0.0021a5.6a5.0aW06100.0143A0.0042B0.0170a0.0148a0.0028a0.0026a9.8a7.8a淮稻9号0.0045a0.0052a0.0168a0.0150a0.0021a0.0034a4.0a4.4a黄金晴0.0146A0.0035B0.0166a0.0151a0.0026a0.0023a7.2a5.6a一目惚0.0090a0.0028a0.0136a0.0143a0.0018a0.0019a5.8a6.2a文长稻0.0141A0.0038B0.0186a0.0178a0.0022a0.0019a6.6a5.8a安多稻0.0047a0.0037a0.0144a0.0140a0.0022a0.0024a4.6a6.0a龙锦1号0.0054a0.0044a0.0128A0.0164B0.0012A0.0023B5.8a7.6a黑糯15680.0101a0.0096a0.0157a0.0184b0.0024a0.0031a5.2a6.2aX2-50.0102a0.0047b0.0117a0.0155b0.0016a0.0022a6.2a5.2a奥村紫0.0060A0.0036B0.0180a0.0143a0.0027a0.0018a5.4A3.8B秋田小町0.0075a0.0023b0.0133a0.0112a0.0010a0.0006a5.6a5.2a里歌0.0109a0.0033b0.0179a0.0137a0.0025a0.0011a7.0A5.4B越光0.0105a0.0063b0.0174a0.0132b0.0033a0.0012b6.2a4.6b一味稻0.0077a0.0020b0.0161a0.0116b0.0029a0.0012b6.4a5.4a大珍稻0.0029a0.0014b0.0169A0.0098B0.0011a0.0007a5.4a5.0a郑旱2号0.0111a0.0071a0.0262a0.0202b0.0030a0.0053b5.8a6.0a旱5260.0043a0.0048a0.0195a0.0202a0.0030a0.0033a5.2a5.2a旱5290.0118a0.0057a0.0156a0.0161a0.0024a0.0027a6.4a6.6a㊀注:同列小㊁大写字母分别表示在0.05㊁0.01水平上的差异显著性,字母相同则差异不显著,不同则显著㊂2.3㊀水稻种质苗期耐旱性的因子分析对20份水稻种质的苗期耐旱性鉴定指标做因子分析㊂由表4可知,前3个因子对总方差的贡献率最大,其特征值分别为4.942㊁1.166㊁0.945,各因子能够解释的总方差贡献率分别为61.772%㊁14.578%㊁11.808%,累积方差占总方差的88.157%,能够较好地解释原始变量中的信息,故以这3个公因子代替供试材料8个原始性状指标做进一步分析㊂经方差最大正交旋转后,旋转后的因子载荷矩阵见表5㊂第1公因子主要由苗高和茎叶干重这2个因子决定,其因子载荷分别为0.931和0.856,可称之为地上部因子;第2公因子主要由根4江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀31卷长和根干重这2个因子决定,其因子载荷分别为0.897和0.829,可称之为根部因子;第3公因子主要由根鲜重决定,其因子载荷为0.879,可称之为鲜重因子㊂表3㊀苗期干旱胁迫下水稻各形态性状间的相关系数形态性状相对苗总长相对苗高相对根长相对茎叶鲜重相对根鲜重相对茎叶干重相对根干重相对苗高0.88∗∗相对根长0.82∗∗0.47∗相对茎叶鲜重0.53∗0.60∗∗0.26相对根鲜重0.420.170.49∗0.58∗∗相对茎叶干重0.79∗∗0.84∗∗0.430.63∗∗0.31相对根干重0.76∗∗0.53∗0.79∗∗0.350.55∗0.63∗∗相对根数0.56∗0.390.51∗0.45∗0.57∗∗0.53∗0.71∗∗㊀注:∗㊁∗∗分别表示相关性达到显著㊁极显著水平㊂表4㊀因子的特征值、贡献率和累积贡献率因子初始值特征值贡献率/%累积贡献率/%提取载荷平方和特征值贡献率/%累积贡献率/%旋转载荷平方和特征值贡献率/%累积贡献率/%14.94261.77261.7724.94261.77261.7722.72034.00034.00021.16614.57876.3501.16614.57876.3502.53931.73765.73730.94511.80888.1570.94511.80888.1571.79422.42088.15740.4966.19994.35650.2212.76497.12160.1311.63898.75970.0941.18099.93880.0050.062100.000表5㊀旋转后的因子载荷矩阵变量因子1因子2因子3苗总长0.7050.6620.152苗高0.9310.2990.029根长0.2170.8970.159茎叶鲜重0.657-0.0750.695根鲜重0.0170.3540.879茎叶干重0.8560.3010.226根干重0.3050.8290.316根数0.2250.5460.5812.4㊀水稻种质苗期耐旱性的聚类分析在系统聚类中,以所计算得到的前3个公因子得分为指标,采用组间连接法对20份供试水稻种质材料进行聚类分析㊂如图1所示,可将20份水稻种质分为3个组群㊂第Ⅰ组群包括JWR221㊁当育5号㊁W0610㊁黄金晴㊁一目惚㊁文长稻㊁X2-5㊁奥村紫㊁秋田小町㊁里歌㊁越光㊁一味稻㊁大珍稻和旱529共14份种质,占供试材料的70%㊂第Ⅱ组群包括安多稻㊁龙锦1号㊁黑糯1568和旱526共4份种质,占供试材料的20%㊂第Ⅲ组群包括淮稻9号和郑旱2号共2份种质,占供试材料的10%㊂第Ⅰ组群水稻种质,地上部因子居中,但根部因子和鲜重因子都比较差㊂第Ⅱ组群水稻种质,地上部因子和鲜重因子都非常好,根部因子居中㊂第Ⅲ组群水稻种质,地上部因子一般,鲜重因子居中,但根部因子非常好,特别是根长和根干重(表6)㊂2.5㊀水稻种质苗期耐旱性评价根据因子贡献率(表4)和旋转后的因子载荷系数(表5),得到3个公因子的表达式:y1=(0.705x1+0.931x2+0.217x3+0.657x4+0.017x5+0.856x6+0.305x7+0.225x8)ˑ34.000%y2=(0.662x1+0.299x2+0.897x3-0.075x4+0.354x5+0.301x6+0.829x7+0.546x8)ˑ31.737%y3=(0.152x1+0.029x2+0.159x3+0.695x4+0.879x5+0.226x6+0.316x7+0.581x8)ˑ22.420%上式中,y1㊁y2㊁y3分别代表样本公因子1㊁公因子2和公因子3㊂x1 x8分别代表变量相对苗总长㊁相对苗高㊁相对根长㊁相对茎叶鲜重㊁相对根鲜重㊁相对茎叶干重㊁相对根干重和相对根数㊂根据这3个公因子总值大小,将20份水稻种质进行苗期耐旱性排序(表7)㊂龙锦1号㊁黑糯1568和淮稻9号苗期耐旱性强,其次是X2-5㊁旱526和安多稻,而大珍稻㊁一味稻和越光苗期的耐旱性较弱㊂3㊀讨论与结论3.1㊀水稻种质苗期耐旱性评价陆岗等[11]以464份水稻种质作为供试材料,采用人工干旱和极限干旱后复水法相结合的方法作为抗旱鉴定的主要方法,于5叶期停止供水后调查水稻耐旱等级㊂研究表明,水稻中有不少耐旱种质,而陆稻不一定很耐旱,并且籼稻耐旱性强于5㊀4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孔宪旺等:水稻不同种质苗期耐旱性综合评价粳稻㊂唐清杰等[12]以49个居群490份普通野生稻材料作为试验材料,于5 7叶期移栽到盆钵中,20d后停止供水,并以含羞草作为枯竭指示植物,调查水稻苗受害级别㊂童继平等[13]5月31日将催芽的供试水稻种质播种,出苗后持续进行干旱处理,7月8日与7月12日分别调查其耐旱性等级,结果表明:直播稻品种K2的抗旱能力微弱,其耐直播特性与耐旱性无关,但其与HP121杂交F4株系的耐旱性有明显的超亲现象㊂参试材料的耐旱性与新根发生数呈极显著正相关,并且新根发生数与其株高呈极显著正相关㊂张敬原等[14]以粳稻品种Dongjin作为试验材料,于5叶1心期进行干旱胁迫处理,研究表明:干旱胁迫处理6d时,其光合速率㊁脯氨酸含量㊁丙二醛含量㊁相对电导率㊁叶片活性氧信号强度和相对含水量与前一时间点相比差异显著或极显著㊂胡运高等[15]以22份水稻种质作为试验材料,采用盆钵种植,当50%以上的参试品种秧苗达4叶1心期时进行干旱胁迫处理,采用苗期反复干旱后存活率指标进行苗期耐旱性评价,发现22份水稻种质苗期干旱存活率变异幅度为44.44% 65.55%㊂丁国华等[16]于4叶1心期,采用反复干旱胁迫的方法,以幼苗存活率㊁叶片抗衰老度和苗期抗旱性综合系数指标对33份杂交稻种质进行了幼苗期耐旱性评价㊂表6㊀3个组群主要性状的统计分析组群参数地上部因子苗总长苗高茎叶鲜重茎叶干重根部因子根长根干重根数鲜重因子根鲜重Ⅰ因子得分-0.0569-0.3515-0.4710均值74.7374.6943.1185.9277.4477.6784.9439.51Ⅱ因子得分0.83570.17971.4974均值91.7688.9781.88111.3299.90134.18120.1891.65Ⅲ因子得分-1.27332.10120.3024均值86.5771.1532.5183.17127.61168.10106.7289.01图1㊀苗期干旱胁迫下20份水稻种质的系统聚类分析㊀㊀本研究表明,播种后20d时进行干旱胁迫处理10d,以调查所得的水稻苗总长㊁苗高㊁根长㊁茎叶鲜重㊁根鲜重㊁茎叶干重㊁根干重和根数为变量进行对照和干旱胁迫处理差异显著性分析㊂越光㊁一味稻㊁JWR221㊁大珍稻㊁当育5号㊁奥村紫㊁里歌和郑旱2号共8份水稻种质不少于5个性状发生了改变(P<0.05);W0610㊁文长稻和秋田小町共3份种质4个性状发生了改变(P<0.05);20份供试水稻种质中,大珍稻在苗总长相对旱害率㊁苗高相对旱害率㊁根长相对旱害率㊁茎叶鲜重相对旱害率㊁根鲜重相对旱害率和茎叶干重相对旱害率共6个指标方面最高;黑糯1568在苗总长相对旱害率㊁苗高相对旱害率和茎叶鲜重相对旱害率共3个指标方面最低;龙锦1号在根干重相对旱害率和根数相对旱害率共2个指标方面最低㊂根据因子贡献率和旋转后的因子载荷系数,得到3个公因子的表达式,并以这3个公因子总值作为评价标准,20份水稻种质苗期耐旱性排序如下:龙锦1号>黑糯1568>淮稻9号>X2-5>旱526>安多稻>郑旱2号>旱529>一目惚>当育5号>黄金晴>文长稻>W0610>奥村紫>JWR221>秋田小町>里歌>越光>一味稻>大珍稻㊂3.2㊀因子分析和聚类分析孟庆虹等[17]以108个粳稻品种为试验材料,对碾米品质㊁外观品质㊁理化品质和糊化特性共25个指标进行因子分析和聚类分析,将粳稻品质指标简化为8项㊂周鸿凯等[18]以51个杂交水稻品种(组合)为供试材料,对其10个产量构成因素性状和6个品质性状进行因子分析,发现产量性状的前4个公因子累积贡献率约为85%,品质性状的前4个公因子累积贡献率为88.6%,并且杂交水稻不同品种的因子得分表明,杂交组合C54不仅产量较高,而且其产量性状和品种性状因子得分也较高㊂㊀㊀本研究以20份水稻种质为试验材料,以干旱胁迫下的相对苗总长㊁相对苗高㊁相对根长㊁相对6江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀31卷茎叶鲜重㊁相对根鲜重㊁相对茎叶干重㊁相对根干重和相对根数为指标进行因子分析,发现前3个因子能够解释的总方差贡献率分别为61.772%㊁14.578%㊁11.808%,累积方差占总方差的88.157%,能够较好地解释原始变量中的信息㊂方差最大正交旋转后的因子载荷矩阵表明,第1公因子主要由苗高和茎叶干重这2个因子决定;第2公因子主要由根长和根干重这2个因子决定;第3公因子主要由根鲜重决定㊂采用前3个公因子得分指标和组间连接法,20份供试水稻种质被聚为3个组群㊂第Ⅰ组群包括JWR221㊁当育5号㊁W0610㊁黄金晴㊁一目惚㊁文长稻㊁X2-5㊁奥村紫㊁秋田小町㊁里歌㊁越光㊁一味稻㊁大珍稻和旱529共14份种质㊂第Ⅱ组群包括安多稻㊁龙锦1号㊁黑糯1568和旱526共4份种质㊂第Ⅲ组群包括淮稻9号和郑旱2号共2份种质㊂第Ⅰ组群水稻种质,地上部因子居中,但根部因子和鲜重因子都比较差㊂第Ⅱ组群水稻种质,地上部因子和鲜重因子都非常好,根部因子居中㊂第Ⅲ组群水稻种质,地上部因子一般,鲜重因子居中,但根部因子非常好,特别是根长和根干重㊂表7㊀苗期干旱胁迫下水稻种质3个公因子值及耐旱性排序水稻种质因子1因子2因子3总计排序JWR22189.6875.5841.81207.0715当育5号100.25109.1645.59255.0010W061097.9092.9738.47229.3413淮稻9号114.36142.3366.73323.433黄金晴111.43100.7140.89253.0411一目惚109.64108.2845.24263.179文长稻104.7696.8940.21241.8612安多稻120.00120.6562.05302.696龙锦1号146.26151.1873.75371.181黑糯1568141.67135.9271.68349.272X2-5132.30121.3652.32305.984奥村紫91.7791.8041.09224.6514秋田小町87.3680.8836.90205.1416里歌83.6979.8632.65196.2017越光82.3370.5641.40194.2918一味稻78.7866.6132.22177.6219大珍稻67.4270.4835.92173.8120郑旱2号106.17139.9854.45300.607旱526119.48117.3468.08304.905旱529116.28117.3852.33285.998参考文献:[1]佚名.水稻的一生[EB/OL].[2018-09-24]https://wenku.baidu.com/view/4a3a13c0bb4cf7ec4afed00b.html.[2]中国农业网.我国黄淮稻区水稻育种取得重大突破[EB/OL].[2018-10-01]http://www.agronet.com.cn/tech/72294.html.[3]邵文奇,钟平,孙春梅.沿淮地区麦茬直播稻生产中存在的问题及对策[J].现代农业科技,2008(22):213-214.[4]天气网.济南气温[EB/OL].[2018-10-04]https://www.tianqi.com/qiwen/city_jinan/.[5]王秋菊.水分胁迫对寒地水稻种质芽期生理指标的影响[J].黑龙江农业科学,2012(4):28-31.[6]马廷臣,余蓉蓉,陈荣军,等.PEG-6000模拟干旱对水稻幼苗期根系的影响[J].中国生态农业学报,2010,18(6):1206-1211.[7]赵宏伟,王新鹏,于美芳,等.分蘖期干旱胁迫及复水对水稻抗氧化系统及脯氨酸影响[J].东北农业大学学报,2016,47(2):1-7.[8]赵宏伟,田雪飞,于美芳,等.孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累㊁转运及产量形成影响[J].东北农业大学学报,2016,47(11):1-8.[9]段骅,唐琪,剧成欣,等.抽穗灌浆早期高温与干旱对不同水稻品种产量和品质的影响[J].中国农业科学,2012,45(22):4561-4573.[10]李松,张玉屏,朱德峰,等.不同水稻品种花期耐旱性评价[J].干旱地区农业研究,2013,31(3):39-47,154.[11]陆岗,蔡庆生,梁耀懋,等.水稻种质资源苗期耐旱性鉴定初报[J].广西农业科学,1998(4):166-167.[12]唐清杰,王效宁,邢福能,等.海南普通野生稻耐旱和耐盐资源的鉴定与评价[J].江苏农业科学,2016,44(11):96-98.[13]童继平,吴敬德,吴跃进,等.韩国直播稻品种K2及其杂种后代材料耐旱性鉴定[J].安徽农业科学,2000,28(1):22-23.[14]张敬原,范云六,赵军.粳稻品种Dongjin在干旱胁迫下苗期生理反应[J].中国农学通报,2007,23(2):231-235.[15]胡运高,王志,黄廷友,等.水稻品种耐旱性鉴定的形态学评价指标研究[J].西南科技大学学报:自然科学版,2006,21(1):102-108.[16]丁国华,马殿荣,马巍,等.杂草稻幼苗期耐旱性的初步筛选与评价[J].北方水稻,2010,40(1):11-14,53.[17]孟庆虹,张守文,王丽群,等.基于因子分析和聚类分析的粳稻品质指标研究[J].中国食品学报,2018,18(4):270-276.[18]周鸿凯,曹珠平,叶昌辉,等.杂交水稻产量性状和品质性状的因子分析[J].热带作物学报,2009,30(2):147-152.(责任编辑:曾小军)7㊀4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孔宪旺等:水稻不同种质苗期耐旱性综合评价。
水稻栽培技术创新:抗旱节水策略解析在我国,水稻是重要的粮食作物之一,种植面积广泛。
然而,水稻生长过程中面临的一大挑战就是干旱。
干旱不仅影响水稻的生长,还会导致农业减产。
因此,研究水稻抗旱节水栽培技术具有重要意义。
要选择抗旱性较强的水稻品种。
不同品种的水稻抗旱性存在差异,通过筛选和培育抗旱性较强的品种,可以从根本上提高水稻的抗旱能力。
目前,已有许多抗旱性较强的水稻品种问世,如抗旱1号、旱稻505等。
合理调整播种时间。
播种时间对水稻的生长发育具有显著影响。
在干旱条件下,适当提前播种可以提高水稻的抗旱能力。
播种前应对种子进行处理,如浸种、消毒等,以提高种子发芽率和抗旱性。
再次,优化灌溉方式。
合理灌溉是提高水稻抗旱能力的关键。
在干旱条件下,采用节水灌溉技术,如滴灌、喷灌等,可以有效减少水分蒸发,提高水分利用效率。
同时,灌溉时间应根据土壤湿度、水稻生长阶段和干旱程度灵活调整,避免水分过多或过少。
合理施肥也是提高水稻抗旱性的重要措施。
在干旱条件下,适当增加氮、磷、钾等肥料的施用量,可以提高水稻的抗旱能力。
还可以施用一些抗旱剂,如磷酸二氢钾、抗旱宝等,以增强水稻的抗旱性。
采取覆盖栽培技术。
在干旱条件下,采用地膜覆盖或稻草覆盖可以减少土壤水分蒸发,提高土壤湿度,从而保证水稻的正常生长。
加强水稻病虫害防治。
干旱条件下,水稻病虫害发生的风险增加。
因此,要加强对水稻病虫害的监测和防治,及时采取措施,降低病虫害对水稻生长的影响。
通过选择抗旱性较强的品种、合理调整播种时间、优化灌溉方式、合理施肥、采取覆盖栽培技术和加强病虫害防治等抗旱节水栽培技术,可以在干旱条件下保证水稻的正常生长,提高水稻产量。
这些技术的应用将对我国水稻产业的可持续发展具有重要意义。
在我多年的水稻栽培研究中,我深刻体会到技术创新对于提高水稻产量和抗旱能力的重要性。
尤其是在干旱日益严重的气候背景下,抗旱节水策略的研究和应用显得尤为迫切。
我始终坚信品种选择是水稻栽培成功的第一步。
水稻抗旱性以及抗旱相关性状 QTLs 定位研究进展邓冠维;敬礼恒;陈光辉【摘要】Rice is one of the most important food crops in the world ,but the drought has become the main environmental factors affecting rice production ,thus the study on drought resistance of rice is very important.This paper summarized the mechanism of drought resistance ,indexes and main methods of drought resistance identification ,and the research progress on QTLs positioning of drought resistance related traits in rice.%水稻是世界上最重要的粮食作物之一,然而干旱已成为影响水稻生产的主要环境因子,因而对于水稻抗旱性的研究至关重要。
综述了水稻抗旱机理、水稻抗旱鉴定指标、主要鉴定方法以及近年来水稻抗旱相关性状QTLs定位的研究进展。
【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P558-563)【关键词】水稻;抗旱性;鉴定;抗旱机理;QTLs定位【作者】邓冠维;敬礼恒;陈光辉【作者单位】湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S511.01水稻是发展中国家最主要的粮食作物,全世界超过50%的人口以稻米为主食[1]。
中国作为世界上最大的发展中国家,是全球最大的水稻生产国和稻米消费国,水稻种植面积占粮食作物的1/3以上,稻谷产量占粮食总产量的40%以上,全国65%的人口以稻米为主食[2]。
水稻抗逆性状研究与育种水稻是世界上最重要的粮食作物之一,但它容易受到各种逆境的侵袭,例如干旱、高温、盐碱、病虫害等。
这些逆境对水稻的产量和品质产生了极大的影响,因此研究和开发水稻的抗逆性状成为许多研究人员和农业科学家的重要任务。
一、抗旱性状的研究与育种干旱是水稻生长的主要限制因素之一,因此研究水稻的抗旱性状具有重要的意义。
一方面,通过研究水稻的根系结构和功能,可以发现根系对于抗旱有重要作用。
通过改良水稻的根系形态和增加根系的吸水能力,可以提高水稻的抗旱性。
另一方面,研究水稻的生理特性,如保持水分的能力和调节水分利用效率的机制,也是研究水稻抗旱性的重要途径。
这些研究结果为育种工作提供了理论基础和实践指导。
二、抗高温性状的研究与育种随着全球气候变暖的趋势,高温对水稻生长的影响日益严重。
研究水稻的抗高温性状是提高水稻产量和品质的重要途径。
一方面,研究水稻的热耐性机制,如抗氧化能力、热休克蛋白的表达和热激素的调控,可以为育种工作提供重要的参考。
另一方面,通过遗传改良水稻的温度敏感性基因,增加水稻对高温的耐受性,也是提高水稻高温抗性的有效途径。
三、抗盐碱性状的研究与育种盐碱是水稻产量和品质受限的重要逆境。
研究水稻的抗盐碱性状是解决这一问题的关键。
一方面,通过研究水稻的渗透调节机制和化学平衡物质的积累,可以发现水稻抗盐碱的生理机制。
另一方面,通过改良水稻的根系和叶片特性,增加水稻对盐碱胁迫的耐受性,也是提高水稻抗盐碱性的有效途径。
四、抗病虫害性状的研究与育种病虫害是水稻生长中的主要问题之一,严重影响了水稻的产量和品质。
研究水稻的抗病虫害性状是保障水稻生产的关键之一。
一方面,通过研究水稻的免疫机制和抗病虫害基因的表达调控,可以发现水稻的抗病虫害机制。
另一方面,通过遗传改良水稻,培育出抗病虫害的新品种,也是提高水稻的抗病虫害性的有效途径。
总结起来,水稻抗逆性状的研究与育种,是解决水稻生产中逆境问题的关键。
通过研究和改良水稻的抗旱、抗高温、抗盐碱和抗病虫害性状,可以提高水稻的产量和品质,从而保障粮食安全。
水稻抗旱节水栽培技术研究进展报告作为一名专注于农业科技的研究员,我深知水稻抗旱节水栽培技术的重要性。
在我国,水稻是主要的粮食作物之一,但其生长过程受到干旱缺水的影响较大,导致产量下降。
为了提高水稻的抗旱能力,减少水资源浪费,我们研究团队进行了大量的研究工作,取得了一定的进展。
在水稻抗旱育种方面,我们研究团队通过分子标记辅助选择技术,发现了多个与水稻抗旱性相关的基因,并成功将其应用于育种实践中。
这些抗旱性基因的引入,使得水稻品种在干旱条件下能够保持较高的生长势和产量。
我们还通过传统育种方法,选育出了一批抗旱性强、产量稳定的水稻品种,为我国水稻抗旱育种提供了重要资源。
再者,在水稻抗旱栽培技术方面,我们研究团队研究了土壤改良技术、覆盖保水技术和生物调控技术等。
土壤改良技术是通过施用有机肥、改土剂等手段,提高土壤的保水能力和渗透性,从而减轻干旱对水稻生长的影响。
覆盖保水技术是在水稻田表面覆盖一层保水材料,减少水分蒸发,保持土壤湿度。
生物调控技术则是利用有益微生物调控水稻生长,提高其抗旱能力。
然而,我们也要看到,水稻抗旱节水栽培技术仍存在一定的局限性和挑战。
例如,抗旱性强水稻品种的选育还需进一步加大力度;节水灌溉技术在实际应用中仍面临灌溉设施不完善、水资源管理不到位等问题;土壤改良技术、覆盖保水技术和生物调控技术等抗旱栽培技术的普及率仍有待提高。
未来,我们研究团队将继续深入研究水稻抗旱节水栽培技术,加大抗旱性强水稻品种的选育力度,优化节水灌溉技术,推广抗旱栽培技术,为我国水稻产业可持续发展做出更大贡献。
同时,我们也期待与国际同行的合作,共同应对全球农业面临的干旱缺水挑战,推动全球农业科技进步。
我要强调水稻抗旱节水栽培技术的重要性。
我国是水稻的主要生产国之一,但干旱缺水问题一直困扰着水稻产业的发展。
为了应对这一挑战,我们研究团队付出了巨大的努力,取得了一系列显著的成果。
在水稻抗旱育种方面,我们通过分子标记辅助选择技术,发现了多个与水稻抗旱性相关的基因,并成功将其应用于育种实践中。
水稻抗旱性遗传育种与节水抗旱栽培【摘要】水稻作为我国主要的粮食农作物,在农业发展中具有不可取代的重要地位。
但是随着生态环境不断遭受破坏,我国原本就较为紧缺的淡水资源更加短缺,这对于水稻的种植与发展是极为不利的。
为了能够使水稻在缺水的环境下也能更好的生长,就需要研究出具有较高抗旱性的水稻品种,并以一定的节水抗旱栽培方式进行培育。
现本文就主要针对水稻的抗旱性遗传育种以及节水抗旱栽培方式等问题进行简单的研究探讨。
【关键词】水稻;抗旱性;遗传育种;节水栽培在当前农业科技研究领域,水稻的抗旱性一直是备受科研人员关注的研究课题,尤其是在我国北方部分地区淡水资源短缺,农业灌溉用水严重不足的情况下,研究抗旱性水稻品种更是具有非常重要的农业发展战略意义。
就目前而言,国内外都在积极的研究水稻的抗旱性遗传育种与栽培技术,并且已经取得了一定的成就,这为节约水资源,提高水稻种植产量起到很大推动作用。
以下本文中就主要分析了水稻抗旱性的遗传育种技术方法和抗旱品种的栽培技术,以供参考交流。
1.水稻抗旱性遗传育种研究现状在对水稻的抗旱性进行研究的过程中,发现要想通过遗传的方式进行抗旱性水稻品种培育是一项非常复杂的研究工作,需要从水稻的形态、发育、生理以及生化等各个方面进行判定和试验,以排除不影响水稻抗旱性的功能基因,确定影响水稻抗旱性的遗传基因,并对其进行分子标记,来研究该基因会对水稻生长产生哪些影响,继而再利用遗传与基因定位来确定水稻的抗旱性影响因素,培育具有较强抗旱性的水稻品种,经过多季试验,最终才能成功培育出优质高产的抗旱性水稻品种。
除了采用遗传与基因定位的技术方法以外,还有一些研究人员利用转基因技术进行水稻抗旱性育种研究,这种研究方法也取得了一定的成就。
2.水稻抗旱品选育的技术方法与发展2.1选育方法在水稻的抗旱性品种选育技术中,目前较为成熟的两种选育方法就是杂交选育和花药培养。
其中杂交选育方法是最主要的一种培育种子的方法,并且在杂交技术的不断成熟完善下也得到很大发展。
水稻抗旱性研究及其鉴定指标的筛选一、本文概述水稻作为全球最重要的粮食作物之一,其产量和品质受到多种环境因素的影响,其中干旱是限制水稻生产的主要非生物胁迫之一。
因此,研究水稻的抗旱性及其鉴定指标的筛选对于提高水稻的抗旱能力、保障粮食安全以及促进农业可持续发展具有重要意义。
本文旨在综述水稻抗旱性的研究进展,探讨抗旱性鉴定指标的筛选方法,以期为水稻抗旱育种和抗旱栽培提供理论依据和实践指导。
本文将对水稻抗旱性的定义和内涵进行阐述,明确抗旱性研究的重要性和紧迫性。
接着,综述国内外在水稻抗旱性研究方面的主要进展,包括抗旱性遗传基础、生理生化机制、分子生物学基础等方面的研究现状。
在此基础上,本文将重点介绍水稻抗旱性鉴定指标的筛选方法,包括形态学指标、生理生化指标和分子生物学指标等,分析各指标的优缺点及适用性。
本文还将探讨水稻抗旱性鉴定指标在实际应用中的问题与挑战,提出未来研究的方向和建议。
通过本文的综述和分析,旨在为水稻抗旱性研究提供全面的参考和借鉴,推动水稻抗旱性鉴定指标的筛选和应用,为水稻抗旱育种和抗旱栽培提供科学支撑和实践指导。
二、水稻抗旱性研究现状水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,其产量和品质受到多种环境因素的影响,其中干旱是限制水稻产量和分布的主要非生物胁迫之一。
因此,对水稻抗旱性的研究具有重大的理论和实践意义。
目前,水稻抗旱性的研究主要集中在抗旱机制的解析、抗旱相关基因的克隆与功能验证、抗旱性的鉴定与评价以及抗旱育种等方面。
在抗旱机制方面,水稻通过调整生理生化过程、形态结构和生长发育策略来适应干旱环境。
例如,在干旱条件下,水稻会通过减少叶片蒸腾、提高根系吸水能力、增加渗透调节物质含量等方式来维持细胞内的水分平衡。
水稻还会通过调整叶片角度、增加根系生物量、优化冠层结构等方式来减少水分散失,提高水分利用效率。
在抗旱相关基因的克隆与功能验证方面,随着分子生物学技术的发展,越来越多的抗旱相关基因被克隆并进行了功能验证。
优质高效栽培技术改善水稻耐旱性水稻作为我国的主要粮食作物之一,在确保粮食安全方面扮演着重要的角色。
然而,由于气候变化等因素的影响,水稻的生长环境日益严峻,其中旱灾给水稻产量带来了巨大的威胁。
为了应对这一问题,研究人员通过采用优质高效的栽培技术,努力改善水稻的耐旱性,从而提高水稻产量和质量。
一、水稻种质资源的筛选与利用为了改善水稻的耐旱性,优质的种质资源的筛选与利用是至关重要的。
研究人员通过大量的实验和研究,发现了许多对旱灾具有抗性的种质资源。
这些种质资源可以通过杂交育种等方式与现有的优质水稻品种进行交配,培育出更具耐旱性的水稻品种。
二、水肥及灌溉管理的优化水肥是水稻生长过程中的关键环节之一。
合理的水肥管理可以增加水稻的抗旱能力,提高水稻的生长速度和产量。
研究表明,适量增加水肥的投入能够增强水稻的根系发育,提高其对干旱胁迫的适应能力。
此外,合理的灌溉管理也是改善水稻耐旱性的重要措施。
通过精确测定土壤水分状况,科学合理地进行灌溉,可以减少水分浪费,提高水稻的抗旱能力。
三、土壤改良措施的应用土壤的物理性、化学性和生物性对水稻的生长和发育具有重要影响。
因此,采取适当的土壤改良措施是提高水稻耐旱性的重要途径。
例如,施用有机肥料、改善土壤结构、增加土壤有机质含量等措施,可以提高土壤的保水能力和供水能力,从而改善水稻的耐旱性。
此外,合理选择适应性较强的水稻品种,也是增加水稻耐旱性的一项有效措施。
四、适时轮作及间套种植的实施适时轮作和间套种植是改善水稻耐旱性的常用方法之一。
通过与其他作物进行轮作及间套种植,可以有效减少水稻的连续种植带来的土壤退化和害虫病害的发生。
此外,科学合理地选择与水稻相配套的作物,并合理安排种植时间,可以减少水稻生长期间的干旱胁迫,提高水稻的耐旱性。
综上所述,通过优质高效的栽培技术,可以有效改善水稻的耐旱性。
种质资源的筛选与利用、水肥及灌溉管理的优化、土壤改良措施的应用以及适时轮作及间套种植的实施,都是提高水稻耐旱性的重要手段。