寒地粳稻種質(zhì)苗期耐堿鑒定與評價(jià)

王 英 張國民 馬軍韜 王永力 張麗艷 鄧凌偉

（中國科學(xué)院北方粳稻分子育種聯(lián)合研究中心/黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，哈爾濱 150086）

寒地粳稻種質(zhì)苗期耐堿鑒定與評價(jià)

王 英 張國民 馬軍韜 王永力 張麗艷 鄧凌偉

（中國科學(xué)院北方粳稻分子育種聯(lián)合研究中心/黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，哈爾濱 150086）

對于水稻來說，鹽堿危害是最典型和涉及面最廣的非生物脅迫之一。位于東北糧食主產(chǎn)區(qū)的蘇打鹽堿地面積廣闊，同時(shí)，由于耐堿水稻品種匱乏，嚴(yán)重限制糧食總產(chǎn)量的提高，篩選、鑒定適合鹽堿地種植的耐堿粳稻種質(zhì)資源迫在眉睫。利用水培篩選方法，對190份寒地粳稻種質(zhì)資源進(jìn)行苗期耐堿性鑒定與評價(jià)，篩選出苗期耐堿粳稻種質(zhì)5份，為耐堿粳稻新品種的培育奠定基礎(chǔ)。其中地方品種、推廣品種和外引品種的苗期耐堿性存在一定差異，糯稻以及我國寒地粳稻地方種質(zhì)的耐堿性不應(yīng)忽視。

水稻；苗期；耐堿性；鑒定

全球約有9億hm2土地遭受到鹽堿危害，占世界總耕地面積的20%[1]。我國近1/5的耕地也發(fā)生了不同程度的鹽堿化[2]。位于東北糧食主產(chǎn)區(qū)的蘇打鹽堿地面積高達(dá)765．7萬hm2，約占全國鹽堿地總面積的7．7%[3]，嚴(yán)重限制了糧食產(chǎn)量的增加。由于蘇打鹽堿地特殊的理化性質(zhì)，多數(shù)不適宜發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)[4]。雖然水稻屬于鹽堿中等敏感的作物[5]，即非鹽生植物，但科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，水稻生長的特殊水環(huán)境，對土體可溶性鹽堿的淋溶作用能夠淡化土壤表層鹽堿度、改良劣質(zhì)土壤，其根系具有分泌有機(jī)酸和吸收鹽分的作用，也能降低土壤鹽堿性。所以，水稻成為改良鹽堿地的首選作物[6]，同時(shí)，鹽堿地也成為擴(kuò)大水稻種植面積最重要的后備土地資源，這種“變廢為寶”的做法保障了國家糧食安全[7]。

然而，由于耐堿水稻品種的匱乏，導(dǎo)致現(xiàn)有堿地水稻品種產(chǎn)量低、品質(zhì)差，不能滿足于生產(chǎn)實(shí)踐。因此，篩選、鑒定適合松嫩蘇打鹽堿地的耐堿粳稻種質(zhì)資源尤為重要。本研究以190份寒地粳稻品種為試驗(yàn)材料，通過苗期耐堿脅迫處理，進(jìn)行耐堿性鑒定和評價(jià)，獲得了不同耐堿類型的基礎(chǔ)種質(zhì)，以指導(dǎo)耐堿親本組配，為培育耐堿品種奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料選取190份寒地粳稻種質(zhì)資源（包括地方品種5份、推廣品種151份和外引品種34份）進(jìn)行苗期耐堿性鑒定。

1.2 方法從190份粳稻種質(zhì)資源中挑選50粒飽滿的種子，于50℃烘3d打破休眠，用1%的次氯酸鈉進(jìn)行表面消毒10min，清洗后在28℃下催芽2d，選取露白且發(fā)芽一致的種子，播種于底部帶有尼龍網(wǎng)的泡沫盤小孔中，每個(gè)泡沫盤共13排，每排10孔，每個(gè)品種播1排，每孔2粒種子，置于20L盛有水的塑料盆中，用pH值5．5左右的清水培養(yǎng)至2葉1心期，將清水換成0．05% Na2CO3的Yoshida營養(yǎng)液預(yù)處理4d后將Na2CO3濃度提高到0．15%，并調(diào)節(jié)pH值至9．0，每周更換1次營養(yǎng)液。溫室晝夜溫度保持在30℃/25℃，濕度為60%左右。調(diào)查項(xiàng)目為存活天數(shù)和葉片堿害級別（表1）。

表1國際水稻所制定的鹽/堿危害癥狀目測法分級標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 堿脅迫對水稻苗期的影響對190份粳稻種質(zhì)資源進(jìn)行耐堿脅迫發(fā)現(xiàn)，水稻幼苗地下部和地上部都會(huì)受到堿脅迫的影響，具體危害如下：總體上，堿脅迫對水稻幼苗地下部的主要危害表現(xiàn)為根系變黃、變軟；而針對地上部的葉片來說，首先受到影響的是下部葉片，然后從下到上依次受到危害，直至最后的新葉生長受到抑制；就相鄰葉片來說，下部葉片沒有完全枯死時(shí)，上部葉片已經(jīng)遭受堿害，正是由于堿害的發(fā)生是一個(gè)持續(xù)的過程，所以本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，對受到堿危害的植株更換正常營養(yǎng)液后，在一段時(shí)間內(nèi)，堿危害癥狀仍會(huì)加?。蝗绻痪?片葉子，堿害從葉尖和邊緣開始蔓延至整個(gè)葉片；同時(shí)，水稻秧苗的莖稈也會(huì)隨著堿害加重而逐漸變軟。

2.2 寒地粳稻種質(zhì)苗期耐堿性鑒定對190份寒地粳稻種質(zhì)進(jìn)行苗期耐堿性鑒定結(jié)果表明：平均耐堿級別為7．1級，平均存活天數(shù)為7．3d，其耐堿級別和存活天數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0．87，呈極顯著的負(fù)相關(guān)，也就是說，堿害級別越低，水稻受到的傷害越小，其幼苗存活天數(shù)越長，植株的耐堿性越強(qiáng)。190份寒地粳稻種質(zhì)的耐堿性分別歸屬于3級、5級、7級和9級，其相對應(yīng)的種質(zhì)數(shù)量分別為1份、4份、174份和11份，平均存活天數(shù)分別為12．5d、10．0d、7．3d和5．6d（表2）。共篩選出耐堿性粳稻種質(zhì)5份，其中，耐堿材料1份，為長白9號(hào)，來源于推廣品種；中耐堿性材料4份，分別為無名株（地方品種）、范龍稻（地方品種）、雙豐糯（外引品種）和富士光（外引品種）（表3）。

表2粳稻種質(zhì)資源苗期耐堿相關(guān)性狀表現(xiàn)

表3耐堿種質(zhì)資源耐堿表現(xiàn)

2.3 不同類型粳稻材料的耐堿性差異由表4可以看出，151份推廣品種中耐堿品種1份，其耐堿等級為3級；地方品種中耐堿品種2份，耐堿等級均為5級；國外品種中耐堿品種2份，耐堿等級均為5級。絕大多數(shù)粳稻種質(zhì)屬于不耐堿材料，其中150份來源于推廣品種，3份來源于地方品種，32份來源于國外品種。按照粘糯類型分，172份粘稻品種的平均耐堿級別為7．1級，平均存活天數(shù)為7．2d，篩選出的耐堿品種數(shù)量為4個(gè)；18份糯稻種質(zhì)的平均耐堿級別為6．8級，平均存活天數(shù)為7．6d，其中4份國外糯稻品種平均耐堿級別為6．5級，平均存活天數(shù)為7．9d，篩選出1份耐堿品種，14份國內(nèi)糯稻推廣品種平均耐堿級別為7級，平均存活天數(shù)為7．3d。

表4不同來源種質(zhì)耐堿性比較

3 討論與結(jié)論

堿脅迫對水稻危害較大，其主要表現(xiàn)為發(fā)芽率低、葉片失水卷曲直至枯黃死亡。水稻育秧移栽的栽培方式成功避免了發(fā)芽期堿害，相對于水稻的生殖生長來說，水稻苗期對鹽堿危害更加敏感，特別是2葉1心期是水稻苗期最敏感時(shí)期[8]。如果水稻苗期經(jīng)受不住鹽堿脅迫，不可能完成隨后的生殖生長階段，更談不上最終產(chǎn)量的獲得，所以，對于水稻這種插秧方式的作物來說，水稻苗期耐堿性的研究格外重要，是培育耐堿水稻品種的第1步。

從堿脅迫對水稻苗期危害表現(xiàn)可以看出，堿脅迫是一個(gè)持續(xù)的發(fā)展過程，所以進(jìn)行耐堿苗期篩選，特別對F2群體的苗期耐堿篩選并需要保留耐堿株系時(shí)，必須保證植株有一定量的健壯葉片時(shí)更換正常營養(yǎng)液，否則保苗不宜成功。

本試驗(yàn)表明，不同類型寒地粳稻種質(zhì)的耐堿性存在差異。推廣品種中絕大多數(shù)為不耐堿品種，長白9號(hào)是黑龍江省從吉林省引進(jìn)的品種，其耐堿性表現(xiàn)強(qiáng)勢；而地方品種和國外品種中耐堿資源所占比例相對較高。由于本試驗(yàn)中，國外品種，特別是地方品種數(shù)量相對較少，得出以上結(jié)論并不能完全具有代表性，但可以看出，地方品種和國外品種中存在一定的耐堿資源，因此，不要忽視對地方粳稻種質(zhì)的耐堿性評價(jià)和利用。由于篩選出的糯稻耐堿品種來源于國外品種，導(dǎo)致國外糯稻品種比國內(nèi)推廣的糯稻品種的耐堿性好，其主要原因是我國推廣的粳糯水稻材料較少，從20世紀(jì)90年代至今的26年間，黑龍江省審定推廣的糯稻品種僅有14個(gè)[9]，相對粘稻來說，糯稻育種明顯落后，導(dǎo)致糯稻推廣材料數(shù)量較少，相關(guān)研究也相對滯后。但前期研究表明，糯稻在耐蔭、耐寒、耐瘠方面比粘稻強(qiáng)[10]；從本試驗(yàn)結(jié)果表明，糯稻耐堿性優(yōu)于粘稻，但需要更多的糯稻，尤其是粳糯種質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)，糯稻耐堿機(jī)理的研究也有待開展。

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2016-10-31）

黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程（2014QN022）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)博士人員科研啟動(dòng)金項(xiàng)目（201507-15）；黑龍江省院科技合作項(xiàng)目（YS16B10）