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水稻耐盐研究与育种进展
张素红,刘立新,刘忠卓
(辽宁省盐碱地利用研究所,辽宁
盘锦
124010
摘
要:培育耐盐品种或通过栽培措施提高水稻的耐盐能力是提高盐碱土地的利用率和经济效益,缓解世界粮食危机的
最佳方案之一,意义重大。本文主要论述了盐胁迫对水稻的生理效应;水稻对盐胁迫的生理反应;水稻耐盐性的分子基础以及提高水稻抗盐性的化控和栽培措施等研究进展,提出提高水稻耐盐性有效研究方法与途径。关键词:水稻;耐盐;育种;进展全世界盐碱地面积约占陆地面积的1/3,占世界总耕地面积的20%。中国盐碱地约为2000万hm2。由于人类活动等诸多因素的影响,土壤盐碱化正不断的吞噬着人类赖以生存的土地,可供耕种的土地面积正日趋减少。水稻是世界第二大粮食作物,世界上约有1/3的人以稻米为主食。在我国水稻是第一大粮食作物。从水资源、气候和生态等方面看,除现有的稻区外,我国还有一些地区很适宜于水稻生产,但由于土壤的盐渍化而未能种植,因此培育耐盐品种或通过栽培措施提高水稻的耐盐能力是提高盐碱土地的利用率和经济效益,缓解世界粮食危机的最佳方案之一,意义重大。
1盐胁迫对水稻的生理效应
水稻是对盐碱中度敏感的作物。水稻耐盐性是指在盐碱环境下水稻忍耐或抵抗盐碱胁迫的能力。水稻的耐盐碱性因品种、生育阶段、器官、土壤盐碱类型等而存在差异。相对而言,水稻在萌发期比较耐盐,但在盐胁迫下会推迟萌发期。水稻的幼苗期是对盐敏感的一个时期。当水稻植株进入完全自养的营养生长阶段,对盐碱的耐性逐渐增强,而在生殖生长期对盐碱胁迫又变得敏感。
盐碱环境对植物产生两种胁迫,即渗透胁迫和离子胁
迫。植物若要在盐碱胁迫的环境中正常生长,就必须具有克服这两种胁迫的能力。作物的耐盐碱能力取决于自身的遗传特性及其所在的环境条件。高等植物的耐盐碱机制主要是聚集盐碱离子和排除盐碱离子。一般非盐生植物多属于后者,而限制盐碱离子进入地上部是决定其耐盐碱能力强弱的一个重要方面。
盐胁迫对植物造成的伤害,主要包括脱水、离子毒害和离子营养不平衡或营养缺乏等。水稻发芽种子受到盐(NaCl胁迫,在生理生化和显微结构上的表现是:细胞膜透性增大,胞内K+、Ca2+等离子外渗量增加,细胞伤害率加大。水稻受到盐胁迫时,在发育和形态上的主要表现是:种子发芽时间延迟,发芽率降低,生育进程受到抑制,幼穗分化受阻,推迟分蘖时间,分蘖数减少,产量降低,品质下降等。
盐胁迫对水稻的伤害有多种机制。第一,过多的盐离子破坏植物细胞质膜的完整性,导致细胞质膜选择透性下降甚至丧失,从而使细胞内Ca2+、K+等营养元素大量外渗,而Na+、Cl-等离子在细胞内大量积累,细胞内离子平衡失调,使细胞膜和细胞器结构破坏、功能下降,叶片的气孔导度、叶肉导度、叶绿素含量、光合速率、核酸含量等下降,核糖核酸酶活力升高等。第二,盐碱胁迫诱导活性氧的产生,同时超氧物歧化酶、过氧化氢酶等体内抗氧化酶防护系统活性明显削弱,致使体内由活性氧引发的膜脂过氧化作用加剧,引发一系列的代谢紊乱,并进一步促进细胞的衰老和死亡。第三,土壤中盐分过多使土壤溶液水势降低,植株吸水困难,造成水分亏缺和细胞离子浓度增大等效应引发
收稿日期:2021-02-16
作者简介:张素红(1967-,女,副研究员,主要从事水稻育
种、组培等研究。
中图分类号:S-03
文献标志码:A
文章编号:1673-6737(202103-0118-04
ResearchAdvantagesofSaltToleranceandBreedinginRice
ZHANGSu-hong,LIULi-xin,LIUZhong-zhuo
(LiaoningSalineorAlkalineLandUtilizationandResearchInstitute,PanjinLiaoning124010,China
Abstract:Inthispaper,theauthorspointedoutthatitisoneofthebestschemestodevelopsalttolerancericevari-etiesandimprovericecultivationmeasurestoincreaselandutilizationefficiency,economicbenefitandsolvethefoodcrisisallovertheworld.Thephysiologicaleffectandreactionofricetosaltstresswasdemonstrated,researchadvantagesofmolecularfoundationofsalttoleranceinriceandchemi