陈敏, 焦紫岚, 乔承彬, 许昊, 张碧, 马东花, 孔维儒, 王敬文, 宋佳伟, 罗成科, 李培富, 田蕾
【目的】土壤盐渍化严重威胁着水稻生产的发展。综合评价水稻核心种质苗期耐盐性,明确不同亚种水稻响应盐胁迫的形态、生理差异,归纳总结其应对策略,为筛选和培育耐盐水稻品种提供理论依据。【方法】于125 mmol·L-1 NaCl胁迫6 d时测定276份水稻核心种质的耐盐级别(STS)、株高、根长、地上部鲜重、地上部干重、根干重和SPAD,计算地上部含水量(SWC)和除耐盐级别、地上部鲜重外各性状的相对值。通过t检验、差异显著性和相关性分析探索不同亚种水稻响应盐胁迫的形态生理差异;利用主成分分析和逐步线性回归筛选耐盐关键指标;计算综合评价D值,获得典型耐(敏)盐种质,解析不同亚种水稻盐胁迫响应策略与调控模式。【结果】盐胁迫影响了3个亚种水稻幼苗生长。与粳稻相比,籼稻和AUS受盐胁迫的抑制作用较轻,AUS具有更丰富的表型变异。3个亚种水稻种质的STS、相对株高(RSH)、相对根长(RRL)、相对根干重(RRDW)、相对SPAD(RSPAD)和SWC差异不显著,仅籼稻的相对地上部干重(RSDW)显著高于粳稻和AUS,且温带粳稻苗期耐盐性显著高于热带粳稻和混合型粳稻。不同亚种间7个耐盐相关性状的相关性存在一定差异。分别在粳稻、籼稻、AUS中提取到3个主成分,累计贡献率分别为82.587%、80.117%、88.700%。基于此,分别计算各种质的耐盐综合评价D值,筛选耐盐关键参数,发现RSDW是影响水稻苗期耐盐性的共性关键指标,RSH、RRDW为粳稻和AUS所共有,STS是籼稻和AUS共同的关键参数。在3个亚种中分别选取高D值种质和低D值种质分析盐胁迫下的根系特征、离子平衡、活性氧积累和渗透调节物质含量。3类高D值种质的根总数量(RTN)、根尖数量(RN)、根总长度(TRL)和根总表面积(RSA)显著高于3类低D值种质。在3类高D值种质中,籼稻的RTN和RN显著高于粳稻和AUS,籼稻和AUS的根平均直径(RAD)显著高于粳稻,AUS在0.5—1 mm径级根系表面积和体积上显著高于粳稻和籼稻,粳稻的0—0.5 mm径级根系体积显著高于籼稻和AUS。在离子平衡方面,3类高D值种质的地上部Na+含量(SNC)显著低于3类低D值种质;在3类高D值种质之间,AUS的SNC和地上部Na+/K+(SNK)显著低于粳稻,粳稻的根系Na+含量(RNC)显著低于AUS,籼稻的根系K+含量(RKC)显著高于AUS,粳稻和籼稻的根系Na+/K+(RNK)显著低于AUS。在活性氧含量方面,3类高D值种质之间,粳稻的过氧化氢含量显著低于籼稻和AUS。在渗透调节物质含量方面,在3类高D值种质中,籼稻和AUS的可溶性糖含量显著高于粳稻,籼稻的脯氨酸含量显著高于粳稻。【结论】盐胁迫下不同亚种水稻种质的形态生理特性存在较大的差异,RSDW是影响水稻苗期耐盐性的共性关键指标。在应对盐胁迫时,粳稻、籼稻和AUS的耐盐种质在根系特征、离子平衡、活性氧清除和渗透调节4个方面表现出不同的侧重点和差异化的调控策略。