水稻孕穗期干旱-高温交叉胁迫的生理适应机制

【目的】关于干旱和高温对水稻生长影响的研究多限于单一逆境或复合,且水稻对干旱高温交叉逆境响应的机理尚未明确,植物逆境交叉适应性的普遍存在为这一研究提供新的切入点,因此加强水稻干旱高温交叉逆境胁迫效应研究,探讨干旱高温交叉逆境影响水稻生长发育的机制,为水稻耐热抗旱的种质资源选育与抗逆栽培供新的理论依据.【方法】以水稻‘N22’为供试品种,设置水稻孕穗期正常生长(CK)、单一高温胁迫(H)、单一干旱胁迫(D)以及干旱-高温交叉胁迫(DH)的水培盆栽试验,研究孕穗期水稻对干旱-高温交叉胁迫的适应生理机制.【结果】H、D及DH处理下,孕穗期水稻剑叶可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均显著高于CK;其中DH处理下各含量积累最多,且显著高于H.H、D和DH处理下,抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均高于CK;其中DH处理下,各酶活性增加的最多,且显著高于H.不同胁迫处理下,促进型激素ZR、GA和IAA含量均显著低于CK,但DH处理与其他处理相比,下降幅度减少;而抑制型激素ABA和SA,相比CK都显著积累,且DH处理积累最多.H和D处理和CK相比下,水稻花药开裂很少;且DH处理,花药开裂程度比H处理的大.H、D、和DH处理下,水稻穗粒数和结实率均显著低于CK,而DH处理减少的最少,分别为8.5%和4.1%,且DH处理显著高于H处理.【结论】在水稻孕穗期干旱锻炼可提高孕穗期水稻抗高温的能力.

干旱-高温交叉胁迫对水稻幼苗光合特性的影响

以水稻品种‘N22’为试材,设置水稻幼苗正常生长(CK)、单一高温处理(H)以及干旱-高温交叉处理(DH)的水培试验,测定其叶片叶绿素含量、光合参数及叶绿素荧光参数,观察表皮气孔和叶肉细胞形态、叶绿体结构。结果表明,与CK相比,H处理水稻幼苗的叶绿素a、b含量、净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))和实际光能转化效率[Y(Ⅱ)]显著降低,下降的幅度分别为82.15%、66.82%、64.83%、8.23%、66.20%和27.51%。DH处理下水稻幼苗叶绿素a、b含量、P_(n)、G_(s)、C_(i)、T_(r)及Y(Ⅱ)与CK差异不显著,而显著高于H处理,分别是H处理下的4.35、2.67、3.20、1.17、3.46和1.23倍。干旱预处理的水稻幼苗,通过维持正常的叶绿素含量、稳定的叶肉细胞及叶绿体结构和适度的气孔开度,可在一定程度上缓解后期高温胁迫对水稻幼苗光合作用的不利影响,从而减小高温对水稻幼苗生长的伤害,提高了水稻幼苗的耐热性。