海南普通野生稻耐旱和耐鹽資源的鑒定與評價

唐清杰+王效寧+邢福能

摘要：為篩選海南普通野生稻耐旱和耐鹽資源，分別在防雨透光的薄膜棚內(nèi)和0.7%鹽溶液的環(huán)境下，對49個居群490份材料進行苗期耐旱性和耐鹽性鑒定。結(jié)果表明，490份普通野生稻材料中有9份材料表現(xiàn)1級高耐旱且存活率大于80%，占1.84%；31份材料3級耐旱，占6.33%；沒有發(fā)現(xiàn)高耐鹽材料，但有28份材料耐鹽3級且死葉率介于5%～25%之間，占鑒定總數(shù)的5.71%。這些耐旱和耐鹽普通野生稻資源分別來自海南省海口市、文昌市、澄邁縣等沿海地區(qū)，本研究可為海南普通野生稻資源進一步研究和育種利用提供參考。

關(guān)鍵詞：普通野生稻；苗期；耐旱性；耐鹽性；鑒定；育種利用

中圖分類號： S511.02 文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0096-03

糧食生產(chǎn)受制于許多環(huán)境因素，干旱和鹽害是制約水稻產(chǎn)量和種植面積的兩大非生物逆境因素[1-2]。隨著全球變暖趨勢加劇，中國作為水資源相對匱乏的國家，水短缺問題日趨嚴重。據(jù)統(tǒng)計，干旱造成水稻的減產(chǎn)量超過其他因素，嚴重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。2015年5月以來，海南島出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣，南部、西南部和中部8個縣（市、區(qū)）出現(xiàn)不同程度干旱，部分地區(qū)出現(xiàn)河流斷流、水庫干涸等災(zāi)情，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴重威脅，據(jù)海南省農(nóng)業(yè)廳數(shù)據(jù)可知，全省農(nóng)作物受旱情災(zāi)害面積已經(jīng)超過1.67萬hm2，其中處于生長旺季的水稻生產(chǎn)和蔬菜受害尤為嚴重。

中國鹽堿地約為2 000 萬hm2，由于人類活動等諸多因素的影響，土壤鹽堿化正不斷地吞噬著人類賴以生存的土地，可供耕種的土地面積正日趨減少[4]。海南島每年都會發(fā)生造成潮災(zāi)風(fēng)暴潮，頻繁風(fēng)暴潮引發(fā)海水倒灌，導(dǎo)致沿海災(zāi)區(qū)土壤鹽漬化。2014年7月“威馬遜”臺風(fēng)引起海水倒灌，僅文昌羅豆農(nóng)場被海水倒灌的農(nóng)田達到674.47 hm2，形成嚴重的鹽漬化土壤[5]。水稻屬中度感鹽作物，多數(shù)水稻品種在鹽脅迫下大幅度減產(chǎn)或死亡。土壤鹽漬化及次生鹽漬化已成為限制水稻生產(chǎn)發(fā)展、威脅糧食安全的一個重要因素。因此，積極開展水稻種質(zhì)資源耐鹽性鑒定評價研究，篩選強耐鹽性水稻種質(zhì)并用于耐鹽育種至關(guān)重要[6]。普通野生稻具有較豐富的優(yōu)良性狀，國內(nèi)外科研人員對普通野生稻在抗病蟲、抗旱、耐冷等方面[7-16]開展了大量研究，但在耐鹽性研究方面開展較少，對于海南普通野生稻也未開展耐旱研究。因此，本研究鑒定了海南普通野生稻耐旱和耐鹽資源，為篩選強耐性水稻種質(zhì)和育種利用提供了參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2002—2012年，海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所對海南省18個縣（市、區(qū)）野生稻資源開展大規(guī)模野外調(diào)查，收集來自?？凇⑽牟?、萬寧等地80個居群，入海南省野生稻異位保存圃保護。本次鑒定選擇居群內(nèi)個體數(shù)量多于10株且長勢旺盛的49個居群490份材料普通野生稻。

1.2 試驗方法

1.2.1 耐旱性鑒定[17] 選擇之前做過稻瘟病鑒定的49個海南普通野生稻居群，每個居群取10份野生稻5～7葉期種莖苗，共490份材料，每盆栽種1份材料（1株苗），放入防雨透光的薄膜棚內(nèi)，20 d后停止供水。隨機分布種植10盆含羞草，作為枯竭指示植物。待盆內(nèi)水分日漸枯竭直至用手觸動含羞草葉子時無刺激反應(yīng)為止，之后連續(xù)7 d對秧苗受害狀況進行觀察。干旱受害觀察結(jié)束后，將種質(zhì)移出棚外，恢復(fù)供水。供水恢復(fù)生長后第7天，詳細調(diào)查秧苗恢復(fù)生長速度及存活度，即葉片和植株的返青程度（參照受害表現(xiàn)），從而確定種質(zhì)苗期耐旱性。初鑒5級以上種質(zhì)復(fù)鑒，方法相同（表1）。

1.2.2 耐鹽性鑒定[17] 49個海南普通野生稻居群，每個野生稻居群取10份野生稻4～6葉期再生苗，共490份材料，每盆栽種1份材料（1株苗），栽于人工鹽化土壤（0.7% NaCl溶液）盆。移栽好種質(zhì)放置于防雨透光的薄膜遮陰棚內(nèi)，每天觀察水位變化情況，適量補充鹽水。移栽后30、60 d分別調(diào)查受害情況，測定死葉率，分級評價。初鑒5級以上種質(zhì)復(fù)鑒，方法相同（表2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 海南普通野生稻耐旱鑒定

如表3所示，停止供水7 d后調(diào)查發(fā)現(xiàn)134份材料表現(xiàn)1級耐旱?；謴?fù)供水第7天，136份材料存活度大于80%，2項合并評價，96份材料表現(xiàn)1級耐旱且存活度大于80%，占 19.59%。153份材料表現(xiàn)3級耐旱，102份材料存活度介于60%～80%之間，2項合并評價，71份材料表現(xiàn)3級耐旱且存活度介于60%～80%，占14.49%。96份材料表現(xiàn)5級中級耐旱，66份材料存活度介于40%～60%之間，2項合并評價，35份材料表現(xiàn)5級中級耐旱且存活度介于40%～60%之間。此外，移栽后90 d發(fā)現(xiàn)只剩下9份野生稻材料表現(xiàn)1級耐旱且存活率大于80%；31份材料表現(xiàn)3級耐旱存活率介于60%～80%之間，數(shù)據(jù)僅作參考。

2.2 海南普通野生稻耐鹽鑒定

如表4所示，移栽后30 d調(diào)查受害情況，測定死葉率，分級評價。調(diào)查結(jié)果顯示，490份材料中有2份材料高耐鹽1級且死葉率≤5%，占0.4%；146份材料表現(xiàn)耐鹽3級，156份材料死葉率介于5%～25%之間，2項合并評價，138份材料耐鹽3級且死葉率介于5%～25%之間，占總數(shù)的 28.16%。295份材料表現(xiàn)5級中級耐鹽，301份材料死葉率介于25%～50%之間，2項合并評價，282份材料表現(xiàn)5級耐鹽和死葉率介于25%～50%之間。

移栽后60 d調(diào)查受害情況，測定死葉率，分級評價。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，490份材料中沒有材料高耐鹽1級且死葉率≤5%。130份材料耐鹽3級，156份材料死葉率介于5%～25%之間，2項合并評價，84份材料耐鹽3級且死葉率介于5%～25%之間，占17.14%。206份材料表現(xiàn)5級中級耐鹽，301份材料死葉率介于25%～50%之間，2項合并評價，162份材料表現(xiàn)5級耐鹽和死葉率介于25%～50%之間，占 33.06%。

移栽后90 d，只剩下28份野生稻材料表現(xiàn)3級耐鹽且存活，占鑒定總數(shù)的5.71%，其余葉片枯黃或死亡。

2.3 海南普通野生稻資源耐鹽和耐旱綜合評價

從海南普通野生稻資源耐旱和耐鹽鑒定結(jié)果來看，28份耐鹽資源分別來自19個居群，9份1級高耐旱資源來自9個不同居群，31份3級耐旱資源來自21個居群。從49個居群耐性鑒定結(jié)果來看，9號居群耐旱資源最多，有4份；24、52號居群各有3份耐旱資源；5號居群耐鹽資源最多，有4份；45號居群其次，有3份。5、11、13、22、17、34、45、51、52號等9個居群中，每個居群都有材料同時表現(xiàn)出耐鹽、耐旱等雙重耐受性，具體居群號和耐性等見表5。3、5、7、20、25～27、29、31、32、36、43、44、46、58～50、53、55號等18個居群沒有耐性材料。

3 小結(jié)

3.1 與國內(nèi)外其他相關(guān)研究的比較

胡標(biāo)林等通過鑒定江西東鄉(xiāng)野生稻（東野）群體發(fā)現(xiàn)，葉片相對含水量、單株分蘗數(shù)、穗實粒數(shù)、千粒質(zhì)量、株高、單株有效穗數(shù)等6個性狀與水稻抗旱性相關(guān)顯著，可作為全生育期抗旱鑒定指標(biāo)[10]。謝建坤等對來自3個居群4份東野與15份栽培稻進行苗期抗旱性比較，認為東野比栽培稻更抗旱，其中莖長、最長根長、根干質(zhì)量、根鮮質(zhì)量及根系相對含水量對水稻苗期抗旱性影響更大[11]。付學(xué)琴等也對東野滲入系苗期抗旱遺傳及生理機制進行初步分析[12]。這些研究主要還是對水稻（野生稻滲入系等）進行耐旱鑒定，對單純野生稻耐旱鑒定研究較少。應(yīng)用的指標(biāo)多采用單株有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)、千粒質(zhì)量、莖根等，而本研究純粹是針對普通野生稻開展鑒定，指標(biāo)也是采用野生稻特有的葉片、葉色、存活率等耐旱指標(biāo)。耐鹽性研究方面，Brar等對野生稻后代材料進行了苗期的耐鹽性鑒定[18-19]，與本研究的對象和所用指標(biāo)完全不同。

3.2 海南普通野生稻所在地環(huán)境條件與耐旱性、耐鹽性的關(guān)系

耐旱資源最多的9號居群位于海口市河溝，經(jīng)常受到干旱的影響，生長習(xí)性為半匍匐狀態(tài)；耐旱資源次多的24號居群位于海口市荒野，生長習(xí)性為半匍匐狀態(tài)；耐旱資源同樣次多的52號居群資源位于?？谑邢?，生長習(xí)性為半匍匐狀態(tài)。耐鹽資源最多的5號居群位于?？谑刑镅?，比較靠近海邊，生長習(xí)性為半匍匐狀態(tài)。耐鹽資源次多的45號居群位于澄邁縣永發(fā)鎮(zhèn)，南渡江附近，生長習(xí)性為直立狀態(tài)。表現(xiàn)出耐鹽、耐旱雙重特性的5、11、13、22、51、52號來自?？谑?，17、34號居群來自文昌市，都是濱海地區(qū)，但有些地況又比較干旱，所以表現(xiàn)出雙重耐性。在海南鹽堿地面積逐漸擴大、干旱發(fā)生較重的情況下，這些材料為開展耐鹽耐旱水稻新品種（組合）的選育提供了較好的資源，促進了海南水稻育種的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 通過選育耐鹽水稻新種質(zhì)改良利用鹽堿地

國內(nèi)外有關(guān)耐鹽植物和鹽土農(nóng)業(yè)的研究主要集中在2個方面：一是對具有經(jīng)濟價值的野生耐鹽植物進行篩選、馴化，使其逐步達到能被作物化生產(chǎn)利用的目的；二是借助常規(guī)雜交育種和現(xiàn)代生物技術(shù)，改良現(xiàn)有農(nóng)作物栽培種的耐鹽性，培育耐鹽作物新品種。2013年4月，國際水稻研究所Gregorio等利用1份水稻育種材料與在鹽水中發(fā)現(xiàn)的野生稻雜交，已經(jīng)培育出1個可在海水侵蝕的濱海土地種植的耐鹽水稻新品系[20]。我國水稻耐鹽堿品種的選育主要通過對各地現(xiàn)有的種質(zhì)材料進行耐鹽堿性鑒定，以選擇耐鹽性強的材料用于雜交[21-22]。本研究通過對海南普通野生稻進行耐鹽鑒定，篩選出耐鹽材料，進而通過雜交回交手段，獲得耐鹽水稻材料。下一步主要研究重點應(yīng)該在選育生育期適中、產(chǎn)量中等且適合海南生態(tài)區(qū)域灘涂種植的耐鹽水稻新種質(zhì)。

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