黑龙江省水稻品种芽期抗旱性及形态指标筛选研究
34（4）：641－645江西农业大学学报2012，
ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensis
http：//xuebao．jxau．edu．cnE－mail：ndxb7775@sina．com
黑龙江省水稻品种芽期抗旱性
及形态指标筛选研究
112
王秋菊，李明贤，王贵森
（1．黑龙江省农科院耕作栽培研究所，黑龙江哈尔滨150086；2．黑龙江省虎林市八五四农场，黑龙江哈尔滨158403）摘要：以150g/L的PEG－6000溶液为渗透介质，采用渗透胁迫的方法研究水分胁迫对黑龙江省水稻品种芽期形态指标的影响。研究结果表明：水分胁迫降低了水稻的发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、芽干质量，根干质量和芽鞘长不同品种表现不一致，东农425、哈04－29、龙粳21抗旱性较强，水稻芽长、根长、芽干质量、发芽率、芽鞘长可以作为评定水稻芽期抗旱性的主要指标。关键词：水稻；芽期；形态指标；抗旱性中图分类号：S511；S503．4
文献标志码：A
文章编号：1000－2286（2012）04－0641－05
AStudyonDroughtResistanceandScreeningofMorphological
IndicatorsatGerminatingStageofRiceinHeilongjiangProvince
WANGQiu-ju1，LIMing-xian1，WANGGui-sen2
（1．InstituteofTillageandCultivation，HeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences，Harbin150086，China；2．854Farm，HulinCity，HeilongjiangProvince，Harbin158403，China）
Abstract：150g/LPEG－6000wasusedtoinducewaterstress，andtheeffectofwaterstressonmorpho-logicalindicatorsatgerminatingstageofriceinHeiLongJiangProvincewasstudied．Theresultsshowedthatthegerminationpower，germinationrate，seedlinglength，rootlength，rootnumber，dryseedlingweightofricedecreasedunderwaterstress，thedryrootweightandcoleoptilelengthshowedinconsistentperformanceindif-ferentvarieties，Dongnong425，Ha04－29，Longjing21hadstrongdroughtresistance．Theseedlinglength，rootlengt，dryseedlingweight，germinationrate，coleoptilelengthcouldbeusedasthemainindicatorsofaccessofdrougthresistanceatthegerminatingstageofrice．
Keywords：rice；germinationstage；morphologicalindicators；droughtresistance
［1］［2］
干旱胁迫常常影响作物的生长发育，造成作物减产。符冠富、张瑞珍认为，水稻花期干旱胁迫
［3］［4］
会降低籽粒的结实率，陶龙兴等认为水稻孕穗期干旱胁迫会降低籽粒的结实率；冯利平认为双季稻在开花期前后干旱胁迫对生物量和产量影响大。干旱对农作物造成的损失在所有非生物胁迫中占首
位。水稻是我国主要粮食作物，其一生大部分时间田间持水量在90%以上，消耗了大量生产用水。黑
2010年达到276．8万hm2。水田用水浪费，龙江省近几年来，水稻生产面积迅速猛增，水资源地区分布不均，均加剧了黑龙江省农业上水资源缺乏的矛盾以及农业用水与工业、生活等方面用水的矛盾。因
此，减少农业用水，尤其是减少水田用水是缓解水资源危机的主要途径。在生产中，筛选耐旱、抗旱水稻
收稿日期：2012－03－06修回日期：2012－04－19
基金项目：黑龙江省省长基金（2009HSJ－A－2）和哈尔滨市创新工程（2010RFQYN112）
E－mail：bqjwang@126．com。作者简介：王秋菊（1978—），女，助理研究员，博士生，主要从事水稻耕作栽培研究，
·642·
江西农业大学学报
第34卷
品种是节约农业用水，降低旱灾给农业生产带来危害的有效的、最经济的途径。本研究以黑龙江省近几年水稻品种为供试材料，初步探讨芽期水分胁迫对水稻的影响。
1
1．1
材料与方法
供试材料
供试材料为黑龙江省10个水稻品种，分别为：哈04－29、龙粳15、龙粳16、龙粳18、龙盾105、龙粳21、东农425、东农426、松粳9和松粳12。1．2
试验方法
100，150，200g/LPEG溶液，采用PEG溶液对水稻种子进行发芽胁迫试验，分设50，以蒸馏水为对
28℃下浸种36h后将种子取出，照（CK）。处理方法，将干种子加入尼龙小网袋，浸没于蒸馏水中，用
2次重每皿放种子100粒，滤纸将种子表面的水吸干。在直径为90mm的培养皿底部垫上圆形滤纸，
复。处理为加不同浓度的PEG溶液20mL，对照为等量的蒸馏水，加盖盖好，放入温度为30℃的恒温
箱中。各培养皿每隔24h各处理换一次对应浓度的溶液，对照更换蒸馏水。所用PEG（聚乙二醇）分子量为6000，其溶液质量浓度按质量体积比配制（w/v）。1．3调查项目与方法
分别于处理后第3天和第7天调查发芽势和发芽率，于处理后第10天测定幼芽长度、根数、胚根
80℃烘干后称取干质量［5］。各性状抗旱性以相长，分别取下根、芽、剩余种子在105℃烘箱内杀青1h，对值表示：
［6］
相对值=（胁迫测定值/对照测定值）×100%
（1）
1．4
数据处理
采用DPS和Excel软件进行数据处理与分析。
2
2．1
结果与分析
PEG质量浓度的确定
100g/L的PEG处理后，从本试验的研究结果来看，品种间差异不显著，品种与对照间差异也不显
200g/LPEG处理后，150g/LPEG著，品种受到严重干旱，生长受到抑制，不能很好地反应品种间的抗旱性，F0．01=3．45；各品种与对照间F≥114．74，处理后，与对照间差异达到极显著水平（品种间F=92．78，F0．01=21．19）。因此，本研究选用150g/LPEG处理。2．2
渗透胁迫对水稻种子发芽势、发芽率的影响
［7］
水分胁迫对种子发芽势、发芽率均有不同程度的影响，水稻发芽势、发芽率下降，与郁飞燕等研
究结果一致。从表1水稻种子发芽势、发芽率的相对值来看，水分胁迫对种子发芽势影响更大，水稻种
＊
），子发芽势与发芽率之间呈极显著正相关关系（r=0．873＊水稻初期发芽势的高低决定着种子后期的发芽率。按照表2水稻芽期各形态指标抗旱分级分级标准将水稻芽期性状进行相对分级，得出表3
水稻芽期各性状的级别。从表3看出，东农425、哈04－29、龙粳21、松粳9、龙粳16和龙粳18这6个品种的发芽率抗旱级别为2级，松粳12、龙粳15、龙盾105和东农426这4个品种发芽率抗旱级别为3级。各品种发芽率抗旱级别与总抗旱级别的相关性达到显著水平（表4）。2．3
渗透胁迫对根、芽的影响
［2］
王贺正等研究认为：在水分胁迫下，胚芽鞘长度高于水作条件是水稻抗旱性的侧面反映，胚芽鞘
［2］
相对值越高，表明水稻品种抗旱性越强。从表1看出，水分胁迫处理水稻芽鞘长相对值较高，胚芽鞘相对值越高，其对应的水稻抗旱级别越高，胚芽鞘抗旱性与水稻总抗旱级别的相关性也达到了显著水平。水稻芽长受水分胁迫影响较大，从其相对值来看，供试品种的水稻芽长相对值均在33．9%以下，东农425和哈04－29芽长抗旱级别为2级，龙粳21为3级，其余7个为4级，芽长抗旱性级别与抗旱总级别的相关性达到极显著水平。水分胁迫下水稻根数下降，但根数抗旱级别与总级别的相关性很小，水稻根数作为抗旱指标来评价水稻芽期抗旱性具有不确定性。水分胁迫下，水稻根长下降，抗旱性越弱的品种，根长的相对值越小，根长抗旱性分级与抗旱总级别相关性达到极显著水平。水分胁迫下，根干质量
第4期王秋菊等：黑龙江省水稻品种芽期抗旱性及形态指标筛选研究·643·
相对值有升有降，根干质量的抗旱级别与总级别相关性不显著。芽干质量受水分胁迫影响程度较大，水分胁迫下水稻芽干质量下降，芽干质量越高，水稻抗旱性越强，水稻芽干质量抗旱性与水稻的总级别相关性达到极显著水平，相关系数在各项指标中最高。
表1
Tab．1
品种Varieties东农425Dongnong425哈04－29Ha04－29龙粳21Longjing21松粳9Songjing9龙粳16Longjing16龙粳18Longjing18松粳12Songjing12龙粳15Longjing15龙盾105Longdong105东农426Dongnong426
发芽势Germination
供试品种芽期性状相对值
%
根干质量Rootdryweight80．8
芽干质量Germdryweight48．4
Relativevalueofgerminationcharactersoftestedvarieties
芽鞘长Budlength120．3
芽长Germinationlength34．7
根数Rootnumber60．97
根长Rootlength64．2
发芽率Germination
rate84．1
74．3
82．579．9122．633．944．8750．3105．944．6
76．378．8114．826．555．0754．487．441．5
34．677．2114．123．865．9752．579．335．7
74．975．2106．321．659．2758．1103．232．3
67．473．7110．220．971．7748．262．332．1
47．567．995．818．257．8743．581．628．7
21．865．2119．617．553．9745．186．524．2
13．561．3105．61751．0738．756．816．1
7．456．591．815．445．9745．272．110．5
表2
Tab．2
级别Grade1234
发芽率Germination
rate90%
芽鞘长Budlength120%以上
水稻芽期性状相对值分级标准
GradingstandarsofRelativevalueofgerminationcharacters
芽长Germinationlength40%
根数Rootnumber70%
根长Rootlength75%
根干质量Rootdryweight130%
芽干质量Germdryweight45%
总级别1Totalgrade111～1314～1718～2122～25
总级别2Totalgrade23～45～78～1011～12
70%～89%90%～119%33%～39%50%～69%58%～74%100%～129%35%～44%51%～69%60%～89%26%～32%30%～49%41%～57%60%～99%25%～34%
50%
59%以下
25%
29%
40%
59%
24%
从水稻芽期性状抗旱性分级与总级别来看，水稻芽鞘长、根长和芽干质量的抗旱级别与总级别间相关性达到极显著水平，将这3项作为抗旱总级别2，总级别2与抗旱总级别1（各单项指标分级值总和的
＊
），分级值）的相关性达到极显著水平（r=0．907＊说明这3项指标可以作为判断水稻芽期抗旱性的主要
［8－9］
，评价指标，这与前人研究结果一致发芽率和芽鞘长也是作为水稻抗旱性评价的主要考察指标。
·644·
表3
Tab．3
品种Varieties东农425Dongnong425哈04－29Ha04－29龙粳21Longjing21松粳9Songjing9龙粳16Longjing16龙粳18Longjing18松粳12Songjing12龙粳15Longjing15龙盾105Longdong105东农426Dongnong426
发芽率Germination
rate2
江西农业大学学报供试品种芽期性状抗旱分级
第34卷
Classificationofdroughtresistanceofvarietiesgerminationcharacters芽鞘长Budlength1
芽长Germinationlength2
根数Rootnumber2
根长Rootlength2
根干质量Rootdryweight3
芽干质量Germdryweight1
总级别1Totalgrade11
总级别2Totalgrade22
212332222
223233223
224233233
224232333
224133333
324233333
324233333
324244444
324333444
表4
Tab．4
各形态指标抗旱级别与总级别相关系数
%芽干质量Germdryweight
＊
0．943＊
Correlationcoefficientbetweendroughtresistancegradeandtotalgrade
芽鞘长Budlength0．746*
芽长Germinationlength
＊
0．854＊
发芽率Germination
rate
抗旱总级别Totaldroughtgrade
0．656*
根数Rootnumber0．043
根长Rootlength
＊
0．769＊
根干质量Rootdryweight0．383
*表示相关性达显著水平，＊＊表示相关性达极显著水平。*and＊＊indicatessignificantdifferenceat0．05and0．01level．
3结论与讨论
水稻芽期水份胁迫下，供试的10个水稻品种中，东农425的抗旱性最强，抗旱级别为1级，哈04－29和龙粳21为2级，松粳9、龙粳16、龙粳18、松粳20、龙粳15为3级，龙盾105和东农426抗旱性最弱为4级。不同品种间表现并不一致，安永平对不同来源的粳稻和籼稻共43份进行的芽期抗旱筛选试验
［10］
得出结果，不同品种对水份胁迫表现不同，有的抗旱性强，有的抗旱能力较弱，与品种遗传特性有关。
［11－14］
，对于水稻品种芽期抗旱指标的筛选与评定，前人也有相关研究认为用单一形态指标均不能作为品种抗旱的评价标准，只有对各项指标进行综合评价才能得出比较精确的结果。本研究认为：水稻
芽长、根长、芽干质量、发芽率、芽鞘长可以作为水稻芽期品种抗旱性的主要评价指标，与王贺正、李艳
第4期王秋菊等：黑龙江省水稻品种芽期抗旱性及形态指标筛选研究·645·
等
［5－6，15］
研究结果一致，对于水稻根数和根干重作为品种抗旱性评价指标具有不确定性，有待于进一步
研究。
当然，由于水稻的生长是受多因素的综合作用，相对发芽率或综合抗旱能力能否作为判断水稻苗期
以及与苗期、全生育期抗旱性相关程度还有待进一步研究。乃至全生育期的抗旱性，参考文献：
［1］J］．中国水稻科学，2011，25（6）：613-620．符冠富，陶龙兴，宋健，等．花期干旱胁迫对籼稻近等基因系育性的影响［［2］［J］．吉林农业大学学报，2006，28（17）：1-7．张瑞珍，邵玺文，童淑媛，等．开花期水分胁迫对水稻产量构成及产量的影响［3］．作物学报，2010，36（9）：陶龙兴，符冠富，宋建，等．保持系稻株对孕穗期干旱胁迫伤害的育性响应与补水修复［J］
1568-1577．
［4］J］．中国农业科学，1994，27（6）：15-22．朱庆森，邱泽森，姜长鉴，等．水稻各生育期不同土壤水势对产量的影响［［5］D］．雅安：四川农业大学，2006：16-20．李艳．水稻品种苗期抗旱性及鉴定指标筛选的研究［
［6］J］．西南农业学报，2004，17（5）：594-599．王贺正，马均，李旭毅．水稻种质芽期抗旱性和抗旱性鉴定指标的筛选研究［［7］J］．山东农业科学，2011，8：36-39．郁飞燕，张联合，李友军，等．干旱胁迫对水稻种子萌发的影响［［8］J］．中国农业大学学报，2002，7（3）：7-11．凌祖铭，李自超，余荣，等．水、陆稻根部性状的研究［
［9］PriceAH，TomosAD，VirkDS．Geneticdissectionofrootgrowthinrice（OryzasativaL．）：Ⅰ．Ahydroponicscreen
［J］．TheorApplGenet，1997，95：132-142．
［10］D］．北京：中国农科院作物科学研究所，2006：12-16．安永平．水稻抗旱性指标筛选及主要抗旱性状的遗传分析［［11］J］．西南农业学报，2005，18（3）：250-255．李艳，马均，王贺正．水稻品种苗期抗旱性鉴定指标筛选及其综合评价［［12］YadavR，CourtoisB，HuangN，etal．Mappinggenescon－trollingrootmorphologyandrootdistributioninadouble－
haploidpopulationofrice［J］．TheorApplGenet，1997，94：619-632．
［13］HemamaliniGS，ShashidharHE，HittalmaniS．Molecularmarkerassistedtaggingofmorphologicalandphysiologicaltraits
undertwocontrastingmoistureregimesatpeakvegeta－tivestageinrice（OryzasativaL．）［J］．Euphytica，2000，112：69-78．［14］CourtoisB，ShenL，PetalcorinW，etal．LocatingQTLscontrollingconstitutiveroottraitsinthericepopulationIAC165×
Co39［J］．Euphytica，2003，134：335-345．
［15］J］．作物学报，2007，33（9）：1523-1529．王贺正，李艳，马均，等．水稻苗期抗旱性指标的筛选［