寒地粳稻种质苗期耐碱鉴定与评价

王 英 张国民 马军韬 王永力 张丽艳 邓凌伟

（中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心/黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所，哈尔滨 150086）

寒地粳稻种质苗期耐碱鉴定与评价

王 英 张国民 马军韬 王永力 张丽艳 邓凌伟

（中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心/黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所，哈尔滨 150086）

对于水稻来说，盐碱危害是最典型和涉及面最广的非生物胁迫之一。位于东北粮食主产区的苏打盐碱地面积广阔，同时，由于耐碱水稻品种匮乏，严重限制粮食总产量的提高，筛选、鉴定适合盐碱地种植的耐碱粳稻种质资源迫在眉睫。利用水培筛选方法，对190份寒地粳稻种质资源进行苗期耐碱性鉴定与评价，筛选出苗期耐碱粳稻种质5份，为耐碱粳稻新品种的培育奠定基础。其中地方品种、推广品种和外引品种的苗期耐碱性存在一定差异，糯稻以及我国寒地粳稻地方种质的耐碱性不应忽视。

水稻；苗期；耐碱性；鉴定

全球约有9亿hm2土地遭受到盐碱危害，占世界总耕地面积的20%[1]。我国近1/5的耕地也发生了不同程度的盐碱化[2]。位于东北粮食主产区的苏打盐碱地面积高达765．7万hm2，约占全国盐碱地总面积的7．7%[3]，严重限制了粮食产量的增加。由于苏打盐碱地特殊的理化性质，多数不适宜发展旱地农业[4]。虽然水稻属于盐碱中等敏感的作物[5]，即非盐生植物，但科学研究和生产实践证明，水稻生长的特殊水环境，对土体可溶性盐碱的淋溶作用能够淡化土壤表层盐碱度、改良劣质土壤，其根系具有分泌有机酸和吸收盐分的作用，也能降低土壤盐碱性。所以，水稻成为改良盐碱地的首选作物[6]，同时，盐碱地也成为扩大水稻种植面积最重要的后备土地资源，这种“变废为宝”的做法保障了国家粮食安全[7]。

然而，由于耐碱水稻品种的匮乏，导致现有碱地水稻品种产量低、品质差，不能满足于生产实践。因此，筛选、鉴定适合松嫩苏打盐碱地的耐碱粳稻种质资源尤为重要。本研究以190份寒地粳稻品种为试验材料，通过苗期耐碱胁迫处理，进行耐碱性鉴定和评价，获得了不同耐碱类型的基础种质，以指导耐碱亲本组配，为培育耐碱品种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料选取190份寒地粳稻种质资源（包括地方品种5份、推广品种151份和外引品种34份）进行苗期耐碱性鉴定。

1.2 方法从190份粳稻种质资源中挑选50粒饱满的种子，于50℃烘3d打破休眠，用1%的次氯酸钠进行表面消毒10min，清洗后在28℃下催芽2d，选取露白且发芽一致的种子，播种于底部带有尼龙网的泡沫盘小孔中，每个泡沫盘共13排，每排10孔，每个品种播1排，每孔2粒种子，置于20L盛有水的塑料盆中，用pH值5．5左右的清水培养至2叶1心期，将清水换成0．05% Na2CO3的Yoshida营养液预处理4d后将Na2CO3浓度提高到0．15%，并调节pH值至9．0，每周更换1次营养液。温室昼夜温度保持在30℃/25℃，湿度为60%左右。调查项目为存活天数和叶片碱害级别（表1）。

表1国际水稻所制定的盐/碱危害症状目测法分级标准

2 结果与分析

2.1 碱胁迫对水稻苗期的影响对190份粳稻种质资源进行耐碱胁迫发现，水稻幼苗地下部和地上部都会受到碱胁迫的影响，具体危害如下：总体上，碱胁迫对水稻幼苗地下部的主要危害表现为根系变黄、变软；而针对地上部的叶片来说，首先受到影响的是下部叶片，然后从下到上依次受到危害，直至最后的新叶生长受到抑制；就相邻叶片来说，下部叶片没有完全枯死时，上部叶片已经遭受碱害，正是由于碱害的发生是一个持续的过程，所以本试验也发现，对受到碱危害的植株更换正常营养液后，在一段时间内，碱危害症状仍会加剧；如果只就1片叶子，碱害从叶尖和边缘开始蔓延至整个叶片；同时，水稻秧苗的茎秆也会随着碱害加重而逐渐变软。

2.2 寒地粳稻种质苗期耐碱性鉴定对190份寒地粳稻种质进行苗期耐碱性鉴定结果表明：平均耐碱级别为7．1级，平均存活天数为7．3d，其耐碱级别和存活天数的相关系数为-0．87，呈极显著的负相关，也就是说，碱害级别越低，水稻受到的伤害越小，其幼苗存活天数越长，植株的耐碱性越强。190份寒地粳稻种质的耐碱性分别归属于3级、5级、7级和9级，其相对应的种质数量分别为1份、4份、174份和11份，平均存活天数分别为12．5d、10．0d、7．3d和5．6d（表2）。共筛选出耐碱性粳稻种质5份，其中，耐碱材料1份，为长白9号，来源于推广品种；中耐碱性材料4份，分别为无名株（地方品种）、范龙稻（地方品种）、双丰糯（外引品种）和富士光（外引品种）（表3）。

表2粳稻种质资源苗期耐碱相关性状表现

表3耐碱种质资源耐碱表现

2.3 不同类型粳稻材料的耐碱性差异由表4可以看出，151份推广品种中耐碱品种1份，其耐碱等级为3级；地方品种中耐碱品种2份，耐碱等级均为5级；国外品种中耐碱品种2份，耐碱等级均为5级。绝大多数粳稻种质属于不耐碱材料，其中150份来源于推广品种，3份来源于地方品种，32份来源于国外品种。按照粘糯类型分，172份粘稻品种的平均耐碱级别为7．1级，平均存活天数为7．2d，筛选出的耐碱品种数量为4个；18份糯稻种质的平均耐碱级别为6．8级，平均存活天数为7．6d，其中4份国外糯稻品种平均耐碱级别为6．5级，平均存活天数为7．9d，筛选出1份耐碱品种，14份国内糯稻推广品种平均耐碱级别为7级，平均存活天数为7．3d。

表4不同来源种质耐碱性比较

3 讨论与结论

碱胁迫对水稻危害较大，其主要表现为发芽率低、叶片失水卷曲直至枯黄死亡。水稻育秧移栽的栽培方式成功避免了发芽期碱害，相对于水稻的生殖生长来说，水稻苗期对盐碱危害更加敏感，特别是2叶1心期是水稻苗期最敏感时期[8]。如果水稻苗期经受不住盐碱胁迫，不可能完成随后的生殖生长阶段，更谈不上最终产量的获得，所以，对于水稻这种插秧方式的作物来说，水稻苗期耐碱性的研究格外重要，是培育耐碱水稻品种的第1步。

从碱胁迫对水稻苗期危害表现可以看出，碱胁迫是一个持续的发展过程，所以进行耐碱苗期筛选，特别对F2群体的苗期耐碱筛选并需要保留耐碱株系时，必须保证植株有一定量的健壮叶片时更换正常营养液，否则保苗不宜成功。

本试验表明，不同类型寒地粳稻种质的耐碱性存在差异。推广品种中绝大多数为不耐碱品种，长白9号是黑龙江省从吉林省引进的品种，其耐碱性表现强势；而地方品种和国外品种中耐碱资源所占比例相对较高。由于本试验中，国外品种，特别是地方品种数量相对较少，得出以上结论并不能完全具有代表性，但可以看出，地方品种和国外品种中存在一定的耐碱资源，因此，不要忽视对地方粳稻种质的耐碱性评价和利用。由于筛选出的糯稻耐碱品种来源于国外品种，导致国外糯稻品种比国内推广的糯稻品种的耐碱性好，其主要原因是我国推广的粳糯水稻材料较少，从20世纪90年代至今的26年间，黑龙江省审定推广的糯稻品种仅有14个[9]，相对粘稻来说，糯稻育种明显落后，导致糯稻推广材料数量较少，相关研究也相对滞后。但前期研究表明，糯稻在耐荫、耐寒、耐瘠方面比粘稻强[10]；从本试验结果表明，糯稻耐碱性优于粘稻，但需要更多的糯稻，尤其是粳糯种质进行验证，同时，糯稻耐碱机理的研究也有待开展。

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

[2] 周和平，张立新，禹锋，等．我国盐碱地改良技术综述及展望[J]．现代农业科技，2007（11）：159-164

[3] 王春裕，武志杰，石元亮，等．中国东北地区的盐渍土资源[J]．土壤通报，2004，35（5）：643-647

[4] 王绍伦．花生耐盐碱品种筛选试验与省区域试验的比较[J]．中国种业，2013（S1）：7-12

[5] 祁栋灵，郭桂珍，李明哲，等．水稻耐盐碱性生理和遗传研究进展[J]．植物遗传资源学报，2007，8（4）：486-493

[6] 裘善文．松嫩平原盐碱地与风沙地农业综合发展研究[M]．北京：科学出版社，1997

[7] 张瑞珍，邵玺文，童淑媛，等．盐碱胁迫对水稻源库与产量的影响[J]．中国水稻科学，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] 刘宇强，刘晴，高世伟，等．黑龙江省主栽糯稻遗传背景研究[J]．中国稻米，2016，22（1）：22-24

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

2016-10-31）

黑龙江省农业科技创新工程（2014QN022）；黑龙江省农业科学院引进博士人员科研启动金项目（201507-15）；黑龙江省院科技合作项目（YS16B10）