不同水稻材料对光强、干旱和氮素的适应性筛选及品种差异生理研究

论文摘要

水稻是世界上最重要的作物之一。随着水稻育种研究的两次绿色革命,水稻的群体光能利用率和光合效率都得到了提高,使水稻产量有了显著提高。但是在水稻育种中仍然存在着很多问题,如：抗性差、适应性不强等,这就极大地限制了水稻良种的推广。目前水稻对于单一环境胁迫的响应和适应的研究已经有很多的报道,并且一些研究结果在水稻适应性育种中起到了重要的指导作用,但是对多种环境适应性的联合筛选研究尚不多,而且已报道研究都是对于单一环境条件的离体条件下的研究结果,与可直接应用于大田条件下大量水稻材料的适应性筛选还有相当的距离。本文通过不同水稻材料对高、低光强、干旱、以及不同氮素水平的批量筛选,发现水稻材料在不同的环境条件下叶绿素、叶色以及根茎比等生长及生理指标对于其环境适应能力以及抗性有着很好的指示作用,具体表现如下：1、高、低光强筛选及可靠指标的确定：叶绿素含量下降程度与光氧化程度呈现负相关性,光氧化级别与叶绿素含量下降程度的相关系数为-0.609（p=0.000）,Fv/Fm的下降程度与光氧化级别的相关系数为-0.282,均呈极显著负相关；大田叶绿素含量与人工遮阴处理前后干物质下降量的相关系数为-0.329,也存在着显著的正相关2、干旱筛选：按照不同萎蔫程度将水稻材料耐受干旱能力分为四级：1级为全株萎蔫,2级为叶片萎蔫,3级为叶片1/2萎蔫,4级为生长良好。同时按照复水后恢复情况将水稻的生长状况也分成4级：1级为全株死亡,2级为只有茎存活,3级为小于1/2叶面枯萎,4为生长良好。通过对大田条件下开花后生长的水稻材料叶片的SOD、POD、CAT活性以及MDA含量的测定发现大田条件下其各相关生理指标分型不明显。可见,水稻对干旱的响应是个复杂的过程,特别对于耐旱能力中等的材料,不同生育期的生长和生理指标有交叉,需要进一步的生理研究加以阐明。3、不同氮素浓度的筛选：通过对大量水稻材料的不同氮浓度处理（57.2mg/L114.3mg/L、228.6mg/L, NH4NO3）,通过对根茎比、干物质重进行相关性和聚类分析将水稻材料分为6类。在6类中每个选取5个材料进行N-free处理,并在处理前后分别测定了SPAD、NRA.可溶蛋白含量及Rubisco含量等生理指标,结果显示不同环境氮浓度前期处理影响水稻在N-free处理下的响应,同时水稻的SPAD值与Rubisco含量和可溶蛋白含量有显著的相关性。总体而言,虽然不同的环境条件对水稻的影响是不同的,但是其对水稻生长和生理的影响有类似的表现,虽然没有筛选出对各种逆境都有明显广适性的水稻材料,但其中叶片的叶绿素含量、Fv/Fm以及Rubisco含量等指标可作为水稻对高低光强、干旱以及不同氮素适应性筛选的重要指标。本研究对不同水稻组合对不同逆境适应性的筛选有一定的参考意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号及缩略语等的说明
• 第一章 文献综述
• 1.1 中国水稻的种植现状
• 1.2 水稻育种研究现状及存在的问题
• 1.2.1 水稻超高产育种研究现状
• 1.2.2 水稻育种中的问题
• 1.3 非生物胁迫对水稻光合作用影响的研究现状
• 1.3.1 光照条件
• 1.3.2 温度条件
• 1.3.3 水分条件
• 1.3.4 氮素营养
• 1.4 水稻广适应性研究现状
• 1.5 存在的问题和展望
• 第二章 大田条件下不同水稻杂交组合对高低光强适应性的筛选与无损鉴定
• 2.1 前言
• 2.2. 材料和方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.3 数据处理
• 2.3 结果
• 2.3.1 水稻对高光强的适应性鉴定和生理参数的确定
• 2.3.2 水稻对低光强的适应性鉴定
• 第三章 不同水稻组合在干旱胁迫下的生长与生理响应及其聚类分析
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 试验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 不同水稻材料在干旱处理下发芽率的变化
• 3.3.2 不同水稻组合干旱条件下各生长指标的变化和相关性分析
• 3.3.3 不同水稻组合苗期干旱和复水恢复条件下的生长状况
• 3.3.4 不同水稻材料开花后叶片抗氧化能力的比较
• 3.3.5 不同水稻材料各生育期生长和生理指标的聚类分析
• 3.4 讨论
• 第四章 水稻对高低氮响应的批量筛选及品种差异的生理分析
• 4.1 前言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 实验材料及处理方法
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.3 数据处理方法
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 不同环境氮浓度筛选
• 4.3.2 N-free处理后的筛选
• 4.3.3 硝酸还原酶活性、Rubisco含量及可溶蛋白含量的变化
• 4.4 讨论
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 附录
• 附录一:PEG干旱处理方法
• 附录二:IRRI水稻培养液配方
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢