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1、水稻抗旱性遺傳生理機(jī)制及育種研究進(jìn)展摘要:隨著農(nóng)業(yè)用水資源的短缺,水稻種植模式的轉(zhuǎn)變以及人們對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),具有干旱抗性的水稻品種越來(lái)越受到人們的重視。該文綜述了水稻生長(zhǎng)生態(tài)系統(tǒng)、抗旱性遺傳生理機(jī)制以及水稻抗旱性育種選擇策略。關(guān)鍵詞:水稻;干旱;抗旱性;育種;次級(jí)性狀中圖分類(lèi)號(hào)S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007-7731(2016)22-0010-05Abstract:Withthedeficiencyofagriculturalwaterresourceandthechangingofricecultiva
2、tionmodel,aswell,consciousnessenhancingontheconservationoftheagriculturalfieldecologicalsystem,ricevarietieswithdroughtresistancewasincreasinglyimportantforhuman.Thispaperreviewedthericeecosystemandmainphysiologicalmechanismcontributingtoyieldmaintenanceduringdroug
3、htconditions,aswell,thebreedingmethodologiesavailableforricebreedersaimingtoimprovedroughtresistance.Keywords:Rice(OryzasativaL.);Drought;Droughtresistance;Breeding;Secondarytraits水稻(OryzasativaL.)是重要的糧食作物,全球超過(guò)半數(shù)人口以其為主食,具有很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在非生物脅迫因素中,干旱被認(rèn)為是水稻生產(chǎn)中最重要的限制因素。在谷類(lèi)
4、作物中,水稻是對(duì)干旱脅迫最為敏感的作物,尤其是在生殖生長(zhǎng)期,即使是在溫和的干旱脅迫條件下,也會(huì)導(dǎo)致不同程度的不育,造成嚴(yán)重的減產(chǎn)[1,2]。雨養(yǎng)稻,包括雨養(yǎng)洼地稻和雨養(yǎng)陸地稻,約占世界水稻種植總面積的1/3,每年因干旱導(dǎo)致其減產(chǎn)13%?35%[3]。在我國(guó)水稻生產(chǎn)以灌溉稲為主,農(nóng)田用水消耗掉大量的淡資源,化肥、農(nóng)藥隨著農(nóng)田用水的流動(dòng),也給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。再者,水稻旱直播作為一項(xiàng)新型節(jié)水、高效的栽培技術(shù)取代傳統(tǒng)的播種-移栽模式趨勢(shì)不可避免,而旱直播栽培模式很重要的一點(diǎn)是水稻品種能夠抗旱。因此,廣泛深入地研究水稻的抗旱
5、性遺傳生理機(jī)制,制定出能夠客觀反映不同水稻材料抗旱性的標(biāo)準(zhǔn)或指數(shù),對(duì)培育節(jié)水抗旱水稻新品種具有重要的實(shí)踐意義。本文綜述了在干旱條件下水稻品種保持產(chǎn)量的生理機(jī)制,以及旨在提高水稻品種抗旱性的選育方法。1水稻生長(zhǎng)生態(tài)系統(tǒng)水稻是半水生植物,根據(jù)其生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境系?y,可以分為灌溉稻、深水稻、雨養(yǎng)洼地稲和雨養(yǎng)陸地稻4類(lèi)。灌溉稻是最常見(jiàn)的,最具有產(chǎn)量潛力的生態(tài)系統(tǒng),也是綠色革命關(guān)注的重點(diǎn),占全球水稻生產(chǎn)總面積的55%,產(chǎn)量占水稻總產(chǎn)量的75%。灌溉稻生態(tài)系統(tǒng)排水灌溉條件優(yōu)越,因干旱或水淹而導(dǎo)致的水稻減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)低,因而相對(duì)于其他生態(tài)系統(tǒng)
6、,農(nóng)民傾向于高水平投入以獲得高產(chǎn)[4]。深水稻約占全球水稻生產(chǎn)總面積的8%[4],種植區(qū)域主耍位于印度和孟加拉的恒河至雅魯藏布江,越南和柬埔寨的湄公河,緬甸境內(nèi)的洛瓦底江,泰國(guó)境內(nèi)的昭披耶河,這幾支河流所形成的三角洲。在雨季,降雨使得這些地區(qū)稻田水深達(dá)到50cm以上。在大多數(shù)深水田中,水稻種子在雨季來(lái)臨前幾個(gè)星期播下,植株在生長(zhǎng)發(fā)育早期需耐受干旱,一旦雨季來(lái)臨,稻田水平血升高并保持一定高度直至水稻生長(zhǎng)季末期,植株莖稈隨著水深的增加而延伸,有時(shí)可達(dá)到3m。雨養(yǎng)洼地稻是僅次子灌溉稻的重耍的水稻生態(tài)系統(tǒng),占全球水稲生產(chǎn)總面積的25
7、%。其特點(diǎn)是:⑴稻田不需要灌溉,完全依賴于降雨或從更高田塊排水、滲流和滲漏;⑵稻田周?chē)杏糜谛钏K嫩?;⑶稻田表層有可?jiàn)水,土壤呈泥漿狀:⑷栽培模式是播種移栽;⑸水稻在厭氧條件下生長(zhǎng)。由于雨養(yǎng)洼地稻田所處的位置,田塊之間可利用的水條件差異很大。例如,位于上方的田塊由于不能通過(guò)其臨近的田塊排水、滲流和滲透而獲得水分,因而可用水條件相對(duì)差一些。農(nóng)民在下雨或稻田土壤呈泥漿狀時(shí)犁田,使得土表下方形成硬盤(pán),這樣可以減少水分滲流和滲透,有助于田間蓄水。但是,這種犁田方式也限制了水稻根向下生長(zhǎng),并且不利于下方m塊獲得水分[5]。雨養(yǎng)陸地
8、稻是最低產(chǎn)的水稻生長(zhǎng)生態(tài)系統(tǒng),占全球水稻種植總面積的12%。其特點(diǎn)是:(1)稻田不需要灌溉,完全依賴于降雨;(2)稻田周?chē)鷽](méi)有用于蓄水的圩,地表面高低不平,排水系統(tǒng)好,稻田表層無(wú)可見(jiàn)水,土壤呈水不飽和狀態(tài);(3)栽培模式是直播;(4)不用或僅用少量的化肥;(5)水稻在有氧條件下生長(zhǎng)。傳統(tǒng)的