寒地粳稻種質苗期耐堿鑒定與評價

王 英 張國民 馬軍韜 王永力 張麗艷 鄧凌偉

（中國科學院北方粳稻分子育種聯合研究中心/黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所，哈爾濱 150086）

寒地粳稻種質苗期耐堿鑒定與評價

王 英 張國民 馬軍韜 王永力 張麗艷 鄧凌偉

（中國科學院北方粳稻分子育種聯合研究中心/黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所，哈爾濱 150086）

對于水稻來說，鹽堿危害是最典型和涉及面最廣的非生物脅迫之一。位于東北糧食主產區的蘇打鹽堿地面積廣闊，同時，由于耐堿水稻品種匱乏，嚴重限制糧食總產量的提高，篩選、鑒定適合鹽堿地種植的耐堿粳稻種質資源迫在眉睫。利用水培篩選方法，對190份寒地粳稻種質資源進行苗期耐堿性鑒定與評價，篩選出苗期耐堿粳稻種質5份，為耐堿粳稻新品種的培育奠定基礎。其中地方品種、推廣品種和外引品種的苗期耐堿性存在一定差異，糯稻以及我國寒地粳稻地方種質的耐堿性不應忽視。

水稻；苗期；耐堿性；鑒定

全球約有9億hm2土地遭受到鹽堿危害，占世界總耕地面積的20%[1]。我國近1/5的耕地也發生了不同程度的鹽堿化[2]。位于東北糧食主產區的蘇打鹽堿地面積高達765．7萬hm2，約占全國鹽堿地總面積的7．7%[3]，嚴重限制了糧食產量的增加。由于蘇打鹽堿地特殊的理化性質，多數不適宜發展旱地農業[4]。雖然水稻屬于鹽堿中等敏感的作物[5]，即非鹽生植物，但科學研究和生產實踐證明，水稻生長的特殊水環境，對土體可溶性鹽堿的淋溶作用能夠淡化土壤表層鹽堿度、改良劣質土壤，其根系具有分泌有機酸和吸收鹽分的作用，也能降低土壤鹽堿性。所以，水稻成為改良鹽堿地的首選作物[6]，同時，鹽堿地也成為擴大水稻種植面積最重要的后備土地資源，這種“變廢為寶”的做法保障了國家糧食安全[7]。

然而，由于耐堿水稻品種的匱乏，導致現有堿地水稻品種產量低、品質差，不能滿足于生產實踐。因此，篩選、鑒定適合松嫩蘇打鹽堿地的耐堿粳稻種質資源尤為重要。本研究以190份寒地粳稻品種為試驗材料，通過苗期耐堿脅迫處理，進行耐堿性鑒定和評價，獲得了不同耐堿類型的基礎種質，以指導耐堿親本組配，為培育耐堿品種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料選取190份寒地粳稻種質資源（包括地方品種5份、推廣品種151份和外引品種34份）進行苗期耐堿性鑒定。

1.2 方法從190份粳稻種質資源中挑選50粒飽滿的種子，于50℃烘3d打破休眠，用1%的次氯酸鈉進行表面消毒10min，清洗后在28℃下催芽2d，選取露白且發芽一致的種子，播種于底部帶有尼龍網的泡沫盤小孔中，每個泡沫盤共13排，每排10孔，每個品種播1排，每孔2粒種子，置于20L盛有水的塑料盆中，用pH值5．5左右的清水培養至2葉1心期，將清水換成0．05% Na2CO3的Yoshida營養液預處理4d后將Na2CO3濃度提高到0．15%，并調節pH值至9．0，每周更換1次營養液。溫室晝夜溫度保持在30℃/25℃，濕度為60%左右。調查項目為存活天數和葉片堿害級別（表1）。

表1國際水稻所制定的鹽/堿危害癥狀目測法分級標準

2 結果與分析

2.1 堿脅迫對水稻苗期的影響對190份粳稻種質資源進行耐堿脅迫發現，水稻幼苗地下部和地上部都會受到堿脅迫的影響，具體危害如下：總體上，堿脅迫對水稻幼苗地下部的主要危害表現為根系變黃、變軟；而針對地上部的葉片來說，首先受到影響的是下部葉片，然后從下到上依次受到危害，直至最后的新葉生長受到抑制；就相鄰葉片來說，下部葉片沒有完全枯死時，上部葉片已經遭受堿害，正是由于堿害的發生是一個持續的過程，所以本試驗也發現，對受到堿危害的植株更換正常營養液后，在一段時間內，堿危害癥狀仍會加劇；如果只就1片葉子，堿害從葉尖和邊緣開始蔓延至整個葉片；同時，水稻秧苗的莖稈也會隨著堿害加重而逐漸變軟。

2.2 寒地粳稻種質苗期耐堿性鑒定對190份寒地粳稻種質進行苗期耐堿性鑒定結果表明：平均耐堿級別為7．1級，平均存活天數為7．3d，其耐堿級別和存活天數的相關系數為-0．87，呈極顯著的負相關，也就是說，堿害級別越低，水稻受到的傷害越小，其幼苗存活天數越長，植株的耐堿性越強。190份寒地粳稻種質的耐堿性分別歸屬于3級、5級、7級和9級，其相對應的種質數量分別為1份、4份、174份和11份，平均存活天數分別為12．5d、10．0d、7．3d和5．6d（表2）。共篩選出耐堿性粳稻種質5份，其中，耐堿材料1份，為長白9號，來源于推廣品種；中耐堿性材料4份，分別為無名株（地方品種）、范龍稻（地方品種）、雙豐糯（外引品種）和富士光（外引品種）（表3）。

表2粳稻種質資源苗期耐堿相關性狀表現

表3耐堿種質資源耐堿表現

2.3 不同類型粳稻材料的耐堿性差異由表4可以看出，151份推廣品種中耐堿品種1份，其耐堿等級為3級；地方品種中耐堿品種2份，耐堿等級均為5級；國外品種中耐堿品種2份，耐堿等級均為5級。絕大多數粳稻種質屬于不耐堿材料，其中150份來源于推廣品種，3份來源于地方品種，32份來源于國外品種。按照粘糯類型分，172份粘稻品種的平均耐堿級別為7．1級，平均存活天數為7．2d，篩選出的耐堿品種數量為4個；18份糯稻種質的平均耐堿級別為6．8級，平均存活天數為7．6d，其中4份國外糯稻品種平均耐堿級別為6．5級，平均存活天數為7．9d，篩選出1份耐堿品種，14份國內糯稻推廣品種平均耐堿級別為7級，平均存活天數為7．3d。

表4不同來源種質耐堿性比較

3 討論與結論

堿脅迫對水稻危害較大，其主要表現為發芽率低、葉片失水卷曲直至枯黃死亡。水稻育秧移栽的栽培方式成功避免了發芽期堿害，相對于水稻的生殖生長來說，水稻苗期對鹽堿危害更加敏感，特別是2葉1心期是水稻苗期最敏感時期[8]。如果水稻苗期經受不住鹽堿脅迫，不可能完成隨后的生殖生長階段，更談不上最終產量的獲得，所以，對于水稻這種插秧方式的作物來說，水稻苗期耐堿性的研究格外重要，是培育耐堿水稻品種的第1步。

從堿脅迫對水稻苗期危害表現可以看出，堿脅迫是一個持續的發展過程，所以進行耐堿苗期篩選，特別對F2群體的苗期耐堿篩選并需要保留耐堿株系時，必須保證植株有一定量的健壯葉片時更換正常營養液，否則保苗不宜成功。

本試驗表明，不同類型寒地粳稻種質的耐堿性存在差異。推廣品種中絕大多數為不耐堿品種，長白9號是黑龍江省從吉林省引進的品種，其耐堿性表現強勢；而地方品種和國外品種中耐堿資源所占比例相對較高。由于本試驗中，國外品種，特別是地方品種數量相對較少，得出以上結論并不能完全具有代表性，但可以看出，地方品種和國外品種中存在一定的耐堿資源，因此，不要忽視對地方粳稻種質的耐堿性評價和利用。由于篩選出的糯稻耐堿品種來源于國外品種，導致國外糯稻品種比國內推廣的糯稻品種的耐堿性好，其主要原因是我國推廣的粳糯水稻材料較少，從20世紀90年代至今的26年間，黑龍江省審定推廣的糯稻品種僅有14個[9]，相對粘稻來說，糯稻育種明顯落后，導致糯稻推廣材料數量較少，相關研究也相對滯后。但前期研究表明，糯稻在耐蔭、耐寒、耐瘠方面比粘稻強[10]；從本試驗結果表明，糯稻耐堿性優于粘稻，但需要更多的糯稻，尤其是粳糯種質進行驗證，同時，糯稻耐堿機理的研究也有待開展。

[1] Flowers T J．Improving crop salt tolerance[J]．J Exp Bot，2004，55（396）：307-319

[2] 周和平，張立新，禹鋒，等．我國鹽堿地改良技術綜述及展望[J]．現代農業科技，2007（11）：159-164

[3] 王春裕，武志杰，石元亮，等．中國東北地區的鹽漬土資源[J]．土壤通報，2004，35（5）：643-647

[4] 王紹倫．花生耐鹽堿品種篩選試驗與省區域試驗的比較[J]．中國種業，2013（S1）：7-12

[5] 祁棟靈，郭桂珍，李明哲，等．水稻耐鹽堿性生理和遺傳研究進展[J]．植物遺傳資源學報，2007，8（4）：486-493

[6] 裘善文．松嫩平原鹽堿地與風沙地農業綜合發展研究[M]．北京：科學出版社，1997

[7] 張瑞珍，邵璽文，童淑媛，等．鹽堿脅迫對水稻源庫與產量的影響[J]．中國水稻科學，2006，20（1）：116-118

[8] Flowers T J，Yeo A R．Variability in the resistance of sodium chloride salinity within rice（Oryza sativa L．）varieties[J]．New Phytol，1981，88（2）：363-373

[9] 劉宇強，劉晴，高世偉，等．黑龍江省主栽糯稻遺傳背景研究[J]．中國稻米，2016，22（1）：22-24

[10] 熊華．糯稻的抗病性與主要病害的防治研究[J]．湖北植保，2015（6）：42-44

2016-10-31）

黑龍江省農業科技創新工程（2014QN022）；黑龍江省農業科學院引進博士人員科研啟動金項目（201507-15）；黑龍江省院科技合作項目（YS16B10）