低溫脅迫對(duì)不同粳稻品種苗期耐冷性及生理指標(biāo)的影響研究

楊祥波，方永勝，孫永勝，李 蕾，包 巖

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院，吉林 吉林 132101）

據(jù)研究表明，我國(guó)每年因冷害損失稻谷30億～50億kg。水稻冷害是目前水稻育種和生產(chǎn)上的一大普遍難題，在我國(guó)北方水稻一生中多個(gè)時(shí)期都有可能遇到低溫冷害[1]。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，水稻品種不同其抗冷性也不盡相同，其原因主要與該品種最初生產(chǎn)地的氣溫和是本身的生理生化特性有重要聯(lián)系[2]。水稻耐冷性會(huì)因研究材料的差異，致使研究方法和評(píng)估指標(biāo)存在差別，因此不同專家所得結(jié)果也存在分歧。為此要提高水稻耐冷性及生理指標(biāo)的研究，為增強(qiáng)水稻抗冷能力打下堅(jiān)實(shí)的根基。

本研究以東北中部黑土稻區(qū)粳稻品種為材料，采用冷水灌溉的方式來(lái)研究低溫脅迫對(duì)苗期、返青分蘗期、穎花分化期與成熟灌漿期4個(gè)重要時(shí)期，對(duì)水稻葉片葉綠素含量、游離脯氨酸（Pro）含量與可溶性糖含量指標(biāo)進(jìn)行研究分析，選出耐冷性品種供給種植，以盡量克服凍害帶來(lái)的減產(chǎn)問(wèn)題，為水稻未來(lái)的栽培提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

從東北中部黑土稻地區(qū)的自然天氣條件以及東北中部黑土稻地區(qū)水稻生產(chǎn)條件出發(fā)，以及從不同粳稻品種自身的生理特性出發(fā)，選用優(yōu)質(zhì)品種（GB1354-2009所規(guī)定的3級(jí)米質(zhì)及以上）、食味性好、市場(chǎng)有前景的如吉粳87、吉粳809、吉粳511、吉宏9、通禾66、秋田小町、秋光、吉農(nóng)大859等26個(gè)生產(chǎn)主栽水稻品種為供試材料。

1.2 生理指標(biāo)及其測(cè)定方法

1.2.1 游離脯氨酸含量的測(cè)定方法[3]

橫坐標(biāo)用游離脯氨酸的含量表示，縱坐標(biāo)用光密度值做標(biāo)準(zhǔn)曲線。據(jù)公式計(jì)算脯氨酸含量：根據(jù)公式計(jì)算脯氨酸含量：

式中：C——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得脯氨 酸 的 質(zhì)量，μg

VT——提取液總體積，ml；

V1——測(cè)定液體積，ml；

W——樣品質(zhì)量，g。

表1 -1 脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.2.2 葉綠素含量的測(cè)定方法[4]

葉綠體色素含量（mg/g）=色素的濃度（C）×提取稀釋體積×稀釋倍數(shù)/樣品鮮重

1.2.3 可溶性糖含量的測(cè)定方法[5]

可溶性糖含量作為作物體內(nèi)碳水化合物產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的代表，本實(shí)驗(yàn)利用蒽酮法測(cè)定芽期葉片中可溶性糖含量，樣品含糖量（g/100g鮮重））

式中：C——在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出的糖含量

D——稀釋倍數(shù)

W——樣品重量

表1 -2 可溶性糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2 結(jié)果與分析

2.1 葉綠素含量與水稻耐冷關(guān)系的研究

由數(shù)據(jù)表明，在苗期冷水脅迫下葉綠素的含量比常溫下葉綠素的含量平均降低15%，如圖1所示，其中吉粳306、吉粳507、吉粳515、吉粳809、宏科8、通禾77、宏科57、宏科87、吉香6、吉宏9、秋田小町、秋光與吉農(nóng)大521這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

圖1 低溫脅迫下苗期葉綠素含量的變化

圖2 低溫脅迫下返青分蘗期葉綠素含量的變化

由數(shù)據(jù)表明，在返青分蘗期冷水脅迫下葉綠素的含量比常溫下葉綠素的含量平均降低8%，如圖2所示，其中吉粳95、吉粳306、宏科79、吉粳507、吉粳511、宏科57、吉粳515、吉粳809、輝粳7、通禾66、吉宏9、宏科67、宏科87與宏科8這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

圖3 低溫脅迫下穎花分化期葉綠素含量的變化

由數(shù)據(jù)表明，在穎花分化期冷水脅迫下葉綠素的含量比常溫下葉綠素的含量平均降低15%，如圖3所示，其中吉粳95、廩實(shí)698、宏科87、吉宏9與秋田小町這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

圖4 低溫脅迫下灌漿成熟期葉綠素含量的變化

由數(shù)據(jù)表明，在灌漿成熟期冷水脅迫下葉綠素的含量比常溫下葉綠素的含量平均降低46%，如圖4所示，其中吉粳95、吉粳809、宏科79與秋田小町這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

綜上所述，可以看出不同生育時(shí)期的冷水處理下葉綠素含量隨著冷水處理時(shí)間延長(zhǎng)，吉粳95、吉粳809、宏科79與秋田小町這些品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

2.2 游離脯氨酸含量與水稻耐冷關(guān)系的研究

由數(shù)據(jù)表明，在苗期冷水脅迫下Pro的含量比常溫下Pro的含量平均升高14%，如圖5所示，其中吉粳95、吉粳511與秋田小町這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

由數(shù)據(jù)表明，在返青分蘗期冷水脅迫下Pro的含量比常溫下Pro的含量平均升高10%，如圖6所示，其中吉粳95、吉粳306、吉粳511、吉粳515、通禾66、廩實(shí)698、宏科57、宏科87、吉香6、吉宏9與秋田小町這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

圖5 低溫脅迫下苗期游離脯氨酸含量的變化

圖6 返青分蘗期Pro含量變化

圖7 穎花分化期Pro含量變化

由數(shù)據(jù)表明，在穎花分化期冷水脅迫下Pro的含量比常溫下Pro的含量平均升高38%，如圖7所示，其中吉粳306、吉粳507、吉粳511、吉粳809、輝粳7、通禾77、廩實(shí)428、宏科57、宏科67、宏科87、吉宏9與秋田小町這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

由數(shù)據(jù)表明，在返青分蘗期冷水脅迫下Pro的含量比常溫下Pro的含量平均升高47%，如圖8所示，其中吉粳306、吉粳809、吉粳515、通禾77、秋田小町、廩實(shí)698、宏科8、宏科67、宏科79與輝粳7這些品種相較于其他品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

綜上所述，可以看出不同生育時(shí)期的冷水處理下Pro含量隨著冷水處理時(shí)間延長(zhǎng)，吉粳306、吉粳511與秋田小町這些品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。

圖8 成熟灌漿期Pro含量變化3 討論

不同生育時(shí)期的冷水處理下葉綠素含量隨著冷水處理時(shí)間延長(zhǎng)，吉粳95、吉粳809、宏科79與秋田小町這些品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)；從不同生育時(shí)期的冷水處理下游離脯氨酸含量隨著冷水處理時(shí)間延長(zhǎng)，吉粳306、吉粳511與秋田小町這些品種變化幅度更穩(wěn)定，生長(zhǎng)較好，耐冷性較強(qiáng)。在冷水脅迫下水稻中的葉綠素含量要低于常溫種植下水稻中的葉綠素含量；在冷水脅迫下水稻中的Pro含量要高于常溫種植下水稻中的Pro含量。除此之外，經(jīng)過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)分析，得到吉粳809、秋田小町兩個(gè)品種耐冷性更強(qiáng)，并在葉綠素含量與Pro含量上表現(xiàn)更為穩(wěn)定，更適合東北地區(qū)種植。