鹽脅迫下 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻的主要農(nóng)藝性狀分析

楚樂樂，羅成科，路旭平，李芳蘭，馬天利，李培富

(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏優(yōu)勢(shì)特色作物現(xiàn)代分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750021)

水稻是中國(guó)的主要糧食作物，也是功能基因組研究的模式作物。近年來由于人類活動(dòng)的影響，土壤鹽堿化程度加劇，耕地面積減少，致使包括西北地區(qū)在內(nèi)的同類水稻產(chǎn)區(qū)的種植面積和產(chǎn)量受到限制，嚴(yán)重影響著農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，充分挖掘并克隆耐鹽相關(guān)基因，進(jìn)一步利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育耐鹽水稻品種，提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，成為主要育種手段 之一。

Nakashima等[2]研究認(rèn)為OsNAC6(與SNAC2為同一基因)過表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻雖增強(qiáng)了耐鹽性，但轉(zhuǎn)基因水稻生長(zhǎng)滯后且產(chǎn)量下降。He等[3]研究證實(shí)可溶性無(wú)機(jī)焦磷酸酶基因ThPP1通過上調(diào)差異表達(dá)基因調(diào)節(jié)磷酸鹽和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，進(jìn)而增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因水稻植株的耐鹽堿性。Guo等[4]和Guan等[5-6]先后報(bào)道ALT1、OsLOL5和OsCu/Zn-SOD基因參與水稻對(duì)鹽堿脅迫的應(yīng)答。Zou等[7]研究發(fā)現(xiàn)OsABI5是一個(gè)水稻耐鹽的負(fù)調(diào)節(jié)子，OsABI5的抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻顯示出較強(qiáng)的抗逆性。Tao等[8]和Liu等[9]研究表明OsWRKY45-2和OsERF922負(fù)調(diào)控對(duì)鹽脅迫具有一定耐受性。近年來，關(guān)于正向調(diào)控水稻響應(yīng)鹽脅迫基因的研究較多，關(guān)于負(fù)向調(diào)控水稻響應(yīng)鹽脅迫基因的研究相對(duì)較少，鹽脅迫下基因抑制表達(dá)后對(duì)水稻主要農(nóng)藝性狀調(diào)控的研究更少，而本試驗(yàn)中OsDSR2(LOC_Os01g62200, DUF966-stress repressive gene2inOryzasativa)是一個(gè)多脅迫抑制基因，該基因參與水稻逆境脅迫應(yīng)答，OsDSR2基因的超量表達(dá)增加了轉(zhuǎn)基因水稻植株對(duì)鹽脅迫的敏感性，暗示OsDSR2可能負(fù)調(diào)控水稻對(duì)鹽脅迫的耐受性[10]。

實(shí)驗(yàn)室前期構(gòu)建了OsDSR2RNAi抑制表達(dá)載體，獲得了抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻植株，并進(jìn)一步對(duì)T3代OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因水稻四葉期的植株進(jìn)行了表型鑒定和逆境生理指標(biāo)(脯氨酸、可溶性糖、細(xì)胞膜透性、丙二醛、抗氧化酶活性、Na+、K+含量等)的測(cè)定。結(jié)果表明，OsDSR2RNAi抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻在表型上表現(xiàn)出一定的耐鹽性，在生理層面上，主要通過降低細(xì)胞膜透性、丙二醛(MDA)含量和Na+/K+，增加脯氨酸(Pro)和過氧化物酶(POD)活性來提高苗期水稻植株的耐鹽性。在此基礎(chǔ)上，開展鹽脅迫下OsDSR2RNAi抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的農(nóng)藝性狀特性的研究，旨在揭示鹽脅迫下OsDSR2抑制表達(dá)后對(duì)主要農(nóng)藝性狀的影響，闡明OsDSR2參與調(diào)控水稻耐鹽機(jī)制，為進(jìn)一步闡明OsDSR2參與調(diào)控水稻耐鹽性作用機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)所用的水稻材料為野生型中花11(ZH11)和T2代OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因水稻的兩個(gè)不同株系(DR14和DR20)。其中，ZH11為對(duì)照(CK)，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株作為研究材料。 該材料是根據(jù)OsDSR2的cDNA序列及其蛋白質(zhì)的保守結(jié)構(gòu)域，通過擴(kuò)增OsDSR2基因的RNAi目標(biāo)片段(約300 bp)，將其構(gòu)建到干擾載體上，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法獲得，并對(duì)目的基因片段及其表達(dá)量進(jìn)行了檢測(cè)，篩選出陽(yáng)性植株，最終選擇干擾表達(dá)最為明顯的兩個(gè)株系(DR14和DR20)作為后續(xù)研究材料。

1.2 處理與方法

ZH11種子置于1/2 MS(Murashige and Skoog)培養(yǎng)基上發(fā)芽，轉(zhuǎn)基因水稻種子在含有潮霉素的1/2 MS培養(yǎng)基上篩選發(fā)芽，待幼苗長(zhǎng)至第3片葉時(shí)進(jìn)行煉苗培養(yǎng)，挑選長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗培養(yǎng)至四葉期，移植于盆栽中(黃土與培養(yǎng)基按體積比為3:2混合而成)，盆栽置于寧夏大學(xué)科教園區(qū)溫棚內(nèi)，轉(zhuǎn)基因材料與其對(duì)應(yīng)的野生型植株分別種10盆，每盆5株。盡量保證轉(zhuǎn)基因植株和野生型植株相鄰種植，試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，隨機(jī)排列，當(dāng)大部分材料進(jìn)入幼穗分化期時(shí)，ZH11和轉(zhuǎn)基因水稻分別隨機(jī)挑選3盆，添加0.15 mol/L NaCl溶液進(jìn)行鹽脅迫處理21 d后，換水恢復(fù)。此外，隨機(jī)挑選3盆不添加NaCl(Normal)即正常條件。待植株成熟后統(tǒng)計(jì)穗長(zhǎng)、千粒質(zhì)量、每穗總粒數(shù)等主要農(nóng)藝性狀。

1.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

采用 SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，最小顯著差異法(LSD)進(jìn)行多重比較，利用OriginPro 2017軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株穗長(zhǎng)與單株穗數(shù)

如圖1所示，鹽脅迫處理前后，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的穗長(zhǎng)與野生型ZH11均有極顯著差異性(P<0.01)。鹽脅迫處理引起兩種不同材料的單株穗數(shù)的減少，在正常條件下，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株(DR14和DR20)的單株穗數(shù)顯著小于ZH11(P<0.05)，均為9.67，但是鹽脅迫條件下，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的單株穗數(shù)分別為5.00和4.33，而ZH11的單株穗數(shù)為3.00。OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的單株穗數(shù)顯著高于ZH11(P<0.05)，說明鹽脅迫下OsDSR2的抑制表達(dá)，可以通過抑制單株穗數(shù)的降低來提高其對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性。

2.2 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株每穗的總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)與結(jié)實(shí)率

如圖2所示，正常條件下，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株與野生型ZH11的每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)均無(wú)顯著差異性。鹽脅迫處理后，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株與野生型ZH11的每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)均有所降低，但兩種材料之間均無(wú)顯著差異性；相比于正常條件下，鹽脅迫處理引起了兩種植株的結(jié)實(shí)率降低，鹽脅迫后ZH11的結(jié)實(shí)率為0.23，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的結(jié)實(shí)率為0.27，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的結(jié)實(shí)率顯著高于ZH11(P<0.05),說明鹽脅迫下OsDSR2的抑制表達(dá)，可以通過抑制結(jié)實(shí)率的降低來提高其對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性。

2.3 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株單株粒質(zhì)量與千粒質(zhì)量

如圖3所示，相比于正常條件下，鹽脅迫處理后OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株與ZH11的千粒質(zhì)量降低，但兩種材料在鹽脅迫處理前后均無(wú)顯著差異性；但轉(zhuǎn)基因植株的千粒質(zhì)量高于ZH11的千粒質(zhì)量。正常條件下，ZH11的單株粒質(zhì)量為38.06 g，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株DR14和DR20的單株粒質(zhì)量為24.42 g，24.49 g，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的單株粒質(zhì)量極顯著低于對(duì)照(P<0.01)，而鹽脅迫處理后兩種材料的單株粒質(zhì)量并無(wú)顯著性差異。說明鹽脅迫下OsDSR2的抑制表達(dá)，可以通過抑制單株粒質(zhì)量的降低來提高其對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性。

*表示P<0.05 的顯著水平，**表示 P<0.01 的顯著水平，下同

圖2 鹽脅迫下 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株中每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率Fig.2 Total grains, filled grains per panicle and filled grain rate in OsDSR2 RNAi transgenic rice plants under salt stress

圖3 鹽脅迫下 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株千粒質(zhì)量和單株粒質(zhì)量Fig.3 Grain mass per plant and 1 000-grain mass in OsDSR2 RNAi transgenic rice plants under salt stress

2.4 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性

在正常條件下(表1)，ZH11的千粒質(zhì)量與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗實(shí)粒率、單株粒質(zhì)量呈正相關(guān)性，與單株穗數(shù)呈負(fù)相關(guān)性，其中與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)性(P<0.01)；單株粒質(zhì)量與每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)性，與結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)性；單株穗數(shù)與每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率呈負(fù)相關(guān)性，其中與結(jié)實(shí)率呈顯著負(fù)相關(guān)性(P< 0.05)；結(jié)實(shí)率與穗長(zhǎng)呈正相關(guān)性，每穗實(shí)粒數(shù)與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)呈正相關(guān)性。

與正常條件下相比，鹽脅迫處理后(表2)，ZH11植株的千粒質(zhì)量與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、單株粒質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)性，而與單株穗數(shù)呈正相關(guān)性，單株粒質(zhì)量與每穗總粒數(shù)變?yōu)槌收嚓P(guān)性，與每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率呈負(fù)相關(guān)性，其中結(jié)實(shí)率呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，單株穗數(shù)與每穗實(shí)粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)性，但二者之間已無(wú)顯著性差異，而與結(jié)實(shí)率變?yōu)槌收嚓P(guān)性，結(jié)實(shí)率與穗長(zhǎng)變?yōu)槌曙@著負(fù)相關(guān)性(P<0.05)，每穗實(shí)粒數(shù)與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)變?yōu)槌守?fù)相關(guān)性。

表1 正常條件下ZH11植株主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性Table 1 Correlation of main agronomic traits in ZH11 plants under normal condition

表2 鹽脅迫后ZH11植株主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性Table 2 Correlation of main agronomic traits in ZH11 plants under salt stress

在正常條件下(表3)，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的千粒質(zhì)量與每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株穗數(shù)、單株粒質(zhì)量呈正相關(guān)性，其中與每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株穗數(shù)呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)；單株粒質(zhì)量與穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)性，與每穗總粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)性，其中與結(jié)實(shí)率呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)；單株穗數(shù)與穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)性，其中與結(jié)實(shí)率呈極顯著正相關(guān)性 (P<0.01)；結(jié)實(shí)率與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)呈正相關(guān)性，其中與穗長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)性(P<0.05)；每穗實(shí)粒數(shù)與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)呈正相關(guān)性，其中與每穗總粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)性(P<0.01)；每穗總粒數(shù)與穗長(zhǎng)呈正相關(guān)性。

鹽脅迫處理后(表4)，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的千粒質(zhì)量與每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)，結(jié)實(shí)率，單株穗數(shù)，單株粒質(zhì)量變?yōu)槌守?fù)相關(guān)性，其中與每穗實(shí)粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.05)。單株粒質(zhì)量與穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率呈負(fù)相關(guān)性，而與每穗總粒數(shù)變?yōu)槌收嚓P(guān)性。單株穗數(shù)與穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率變?yōu)槌守?fù)相關(guān)性。結(jié)實(shí)率與穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)變?yōu)槌守?fù)相關(guān)性。每穗實(shí)粒數(shù)與穗長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)性，與每穗總粒數(shù)呈正相關(guān)性，但無(wú)顯著性差異。每穗總粒數(shù)與穗長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)性,結(jié)實(shí)率與穗長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)性。

表3 正常條件下 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性Table 3 Correlation of main agronomic traits in OsDSR2 RNAi transgenic rice plants under normal condition

表4 鹽脅迫后 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性Table 4 Correlation of main agronomic traits in OsDSR2 RNAi transgenic rice plants after salt stress

2.5 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株主要農(nóng)藝性狀主成分分析

對(duì)穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株穗數(shù)、單株粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量等7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，再?gòu)?個(gè)特征根中選取較大的2個(gè)特征根及特征向量,如表5和圖4所示，正常條件下，第一主成分的遺傳方差累積百分率為 61.36%，每穗實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量等特征向量較大，單株穗數(shù)(最大)，在第二主成分中,方差累積百分率為100%,其特征向量中結(jié)實(shí)率和單株粒質(zhì)量較大,每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)較?。幌啾扔谡l件下，鹽脅迫處理后，第一主成分的遺傳方差累積百分率為75.08%，每穗實(shí)粒數(shù)，結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量特征向量變?yōu)樨?fù)值，單株穗數(shù)、單株粒質(zhì)量變?yōu)檎担腴L(zhǎng)的特征向量最大，第二主成分的遺傳方差累積百分率為100%，千粒質(zhì)量的特征向量變?yōu)樽畲?。說明鹽脅迫下，ZH11植株第一主成分中，隨著穗長(zhǎng)、單株粒質(zhì)量、每穗總粒數(shù)的增大，會(huì)使每穗實(shí)粒數(shù)，結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量變小，第二主成分中，隨著單株粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量的增大，每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)減小。

表5 鹽脅迫下ZH11植株特征根和累積百分率Table 5 Selected eigen value and cumulative frequencyin ZH11 plants under salt stress

A.穗長(zhǎng)；B.每穗總粒數(shù)；C.每穗實(shí)粒數(shù)；D.結(jié)實(shí)率；E.單株穗數(shù)；F.單株粒質(zhì)量；G.千粒質(zhì)量；下同

表6和圖5所示，正常條件下，第一主成分的遺傳方差累積百分率為64.48%，7個(gè)指標(biāo)的特征向量均為正值，其中以結(jié)實(shí)率、單株穗數(shù)、千粒質(zhì)量的特征向量最大，在第二主成分中,方差累積百分率為90.64%,其中每穗總粒數(shù)的值和單株粒質(zhì)量的特征向量較高；相比于正常條件下，鹽脅迫處理后，第一主成分的遺傳方差累積百分率為41.42%，結(jié)實(shí)率，千粒質(zhì)量特征向量變?yōu)樨?fù)值，第二主成分的遺傳方差累積百分率為84.31%，單株穗數(shù)、單株粒質(zhì)量特征向量變?yōu)檎担Y(jié)實(shí)率特征向量變?yōu)樽畲?負(fù)值)。說明鹽脅迫下，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株中第一主成分中，隨著每穗實(shí)粒數(shù)和單株粒質(zhì)量的增大，穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量變小。第二主成分中，隨著每穗總粒數(shù)、單株穗數(shù)和千粒質(zhì)量的增大，穗長(zhǎng)和單株粒質(zhì)量增大，每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率減小。

表6 鹽脅迫下 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株特征根和累積百分率Table 6 Selected eigenvalue and cumulative frequency in OsDSR2 RNAi transgenic riceplants under salt stress

圖5 鹽脅迫下 OsDSR2 RNAi轉(zhuǎn)基因水稻植株主成分分析的載荷圖Fig.5 Load diagram of principal component analysis in OsDSR2 RNAitransgenic plants under salt stress

3 討 論

優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)是水稻育種的主要目標(biāo),而高產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)與農(nóng)藝性狀是相輔相成的，穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率等是反應(yīng)稻谷產(chǎn)量重要性狀[11-12]。張秀茹等[13]認(rèn)為水稻產(chǎn)量與穗數(shù)、千粒質(zhì)量、株高等達(dá)到極顯著相關(guān)水平。本試驗(yàn)中通過比較OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株與ZH11鹽脅迫前后的水稻主要農(nóng)藝性狀特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫處理后OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的單株穗數(shù)和結(jié)實(shí)率均顯著高于ZH11，單株粒質(zhì)量由極顯著低于野生型ZH11變?yōu)闊o(wú)顯著性差異，而鹽脅迫處理前后OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株和ZH11的千粒質(zhì)量、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)均無(wú)顯著性變化，說明鹽脅迫后，OsDSR2的抑制表達(dá)可以通過抑制單株穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和單株粒質(zhì)量的降低來穩(wěn)定水稻產(chǎn)量，從而達(dá)到對(duì)于鹽脅迫的適應(yīng)性。

水稻產(chǎn)量由每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量等性狀構(gòu)成,不同研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)各性狀之間有著不同的關(guān)系，聶守軍[14]研究發(fā)現(xiàn)穗長(zhǎng)與每穗穗數(shù)存在顯著的正相關(guān)性。高良艷等[15]研究認(rèn)為，單株的產(chǎn)量與結(jié)實(shí)率以及千粒質(zhì)量之間均呈正相關(guān)。李建國(guó)等[16]研究發(fā)現(xiàn)，千粒質(zhì)量對(duì)單株產(chǎn)量影響不明顯，結(jié)實(shí)率與單株產(chǎn)量相關(guān)性較大。而本試驗(yàn)通過對(duì)水稻7個(gè)主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性的分析發(fā)現(xiàn)，正常條件下，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的千粒質(zhì)量與每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株穗數(shù)間呈顯著正相關(guān)性，結(jié)實(shí)率與單株粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)間均呈顯著正相關(guān)性,與單株穗數(shù)間呈極顯著正相關(guān)性,每穗實(shí)粒數(shù)與每穗總粒數(shù)間呈極顯著正相關(guān)性,鹽脅迫處理后,千粒質(zhì)量與每穗實(shí)粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)性。相對(duì)于ZH11鹽脅迫前后變化，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的千粒質(zhì)量受每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和穗數(shù)的共同影響，而其結(jié)實(shí)率也同樣受到單株穗數(shù)、單株粒質(zhì)量和穗長(zhǎng)的共同影響，但OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的結(jié)實(shí)率在鹽脅迫后與單株穗數(shù)呈負(fù)相關(guān)性。綜上說明，鹽脅迫后，OsDSR2的抑制表達(dá)，可以通過影響千粒質(zhì)量與每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、單株穗數(shù)的關(guān)系，以及結(jié)實(shí)率與單株穗數(shù)的關(guān)系，從而影響水稻的產(chǎn)量。

各主成分之間是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，采用主成分分析法對(duì)研究材料的眾多形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析已被廣泛用于作物種質(zhì)資源研究與品種選育,并取得了一定的應(yīng)用效果[17-18]。本試驗(yàn)通過對(duì)水稻ZH11和OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株主要農(nóng)藝性狀的主成分分析發(fā)現(xiàn)，相比于正常條件下，鹽脅迫處理后，第一主成分穗長(zhǎng)的特征向量最大，第二主成分中千粒質(zhì)量的特征向量最大。而OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株第一主成分中單株粒質(zhì)量的特征向量最大，千粒質(zhì)量次之，為主要影響因子。隨著單株粒質(zhì)量和每穗實(shí)粒數(shù)的增大，結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量變小，而鹽脅迫后OsDSR2的抑制表達(dá)，抑制了轉(zhuǎn)基因植株單株粒質(zhì)量的降低，從而使OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量相對(duì)于ZH11有所增大。在第二主成分分析中結(jié)實(shí)率的特征向量最大，為主要影響因子，隨著結(jié)實(shí)率和每穗實(shí)粒數(shù)減小，每穗總粒數(shù)、單株穗數(shù)和千粒質(zhì)量的增大。鹽脅迫后OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株和ZH11的結(jié)實(shí)率均降低，OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株顯著高于ZH11的結(jié)實(shí)率，可能是鹽脅迫下OsDSR2的抑制擾表達(dá)抑制OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的結(jié)實(shí)率降低，從而使OsDSR2RNAi轉(zhuǎn)基因植株的單株穗數(shù)和千粒質(zhì)量的增大，這與孫耀中等[19]在NaCl脅迫下轉(zhuǎn)BADH基因水稻農(nóng)藝性狀的主成分及聚類分析的研究結(jié)果相似，均證明了單株粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量轉(zhuǎn)基因植株適應(yīng)鹽脅迫的質(zhì)量要影響因子，說明OsDSR2的干擾表達(dá)使單株粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率成為影響鹽脅迫下水稻產(chǎn)量重要 因素。

4 結(jié) 論

相比于ZH11植株，鹽脅迫后OsDSR2可以抑制水稻植株的單株穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和單株粒質(zhì)量的降低，協(xié)調(diào)單株粒質(zhì)量與單株穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量的關(guān)系，從而調(diào)控鹽脅迫下水稻的產(chǎn)量。