外源硅减轻高温引起的杂交水稻结实降低.pdf
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1、外源硅减轻高温引起的杂交水稻结实降低 吴晨阳 姚仪敏 邵平 王燚 汪志威 田小海, , (长江大学 农学院,湖北 荆州 ;教育部长江中游湿地农业工程研究中心, 湖北 荆州 ;通讯联系人,E m a i l:x i a o h a i t s i n a c o m) E x o g e n o u s S i l i c o n A l l e v i a t e s S p i k e l e t F e r t i l i t y R e d u c t i o n o f H y b r i d R i c e I n d u c e db yH i g hT e m p e r a t
2、 u r eu n d e rF i e l dC o n d i t i o n s WUC h e n y a n g ,YAOY i m i n, SHAOP i n g ,WANGY i,WANGZ h i w e i,T I ANX i a o h a i , (C o l l e g eo fA g r i c u l t u r e,Y a n g t z eU n i v e r s i t y,J i n g z h o u ,C h i n a;E n g i n e e r i n gR e s e a r c hC e n t e ro f W e t l a n dA
3、 g r i c u l t u r e i n t h eM i d d l eR e a c h e so ft h eY a n g t z eR i v e r,M i n i s t r yo fE d u c a t i o n,Y a n g t z eU n i v e r s i t y,J i n g z h o u ,C h i n a;C o r r e s p o n d i n g a u t h o r,E m a i l:x i a o h a i t s i n ac o m) WUC h e n y a n g,YAOY i m i n,S HAOP i n
4、 g,e t a l E x o g e n o u ss i l i c o na l l e v i a t e ss p i k e l e t f e r t i l i t yr e d u c t i o no fh y b r i dr i c e i n d u c e db yh i g ht e m p e r a t u r eu n d e r f i e l dc o n d i t i o n s C h i nJR i c eS c i, , () : A b s t r a c t:E f f e c t so f e x o g e n o u ss i l
5、i c o no ns p i k e l e t f e r t i l i t yo fh y b r i dr i c ew e r e i n v e s t i g a t e da tn a t u r a lh i g ha n dn o r m a l t e m p e r a t u r e sd u r i n ga n t h e s i su n d e r f i e l dc o n d i t i o n sw i t ht w oh y b r i d s,h i g h t e m p e r a t u r es e n s i t i v eJ i n
6、y o u a n dh i g h t e m p e r a t u r et o l e r a n tS h a n y o u a sm a t e r i a l T h ee x o g e n o u ss i l i c o nv i af e r t i l i z e ra p p l i c a t i o n,i nt h ef o r mo fs o d i u m s i l i c o n(N aS i O HO) ,w a sc o n s e c u t i v e l ys p a y e d f o r t h r e e t i m e s a t j
7、 o i n t i n gs t a g ea t f o u r c o n c e n t r a t i o n s,mm o l/L (T C K) , mm o l/L(T ) , mm o l/L(T ) ,a n d mm o l/L(T ) V a r i e t a l r e s p o n s e s i n t e r m so f p o l l i n a t i o np r o p e r t i e s,a n t h e rd e h i s c e n c ea n ds p i k e l e tp o l l i n a t i o nr a t e
8、w e r ee x a m i n e dt oe s t a b l i s haf e a s i b l es c r e e n i n g s c h e m eo f t h em o s ta p p r o p r i a t es o d i u ms i l i c a t ea p p l i c a t i o nl e v e l i nr i c em a n a g e m e n tp r a c t i c e s R e s u l t ss h o w e dt h a t, s o d i u ms i l i c a t ea p p l i c a
9、 t i o n sa tt h ec o n c e n t r a t i o no f mm o l/L, mm o l/L o r mm o l/L u n d e rh i g h t e m p e r a t u r e i nf i e l de n v i r o n m e n t se f f e c t i v e l y i n c r e a s e dt h eg e r m i n a t e dp o l l e nn u m b e rp e r s t i g m ab y a n d f o r t h eh e a t s e n s i t i v
10、eJ i n y o u a n dh e a t t o l e r a n tS h a n y o u ,r e s p e c t i v e l y T h en u m b e ro fp o l l e ng r a i n sp e rs t i g m a i n c r e a s e db y a n d ,r e s p e c t i v e l y T h ep o l l e ng e r m i n a t i o nr a t er o s eb y a n dp e r c e n t a g ep o i n t s, r e s p e c t i v
11、e l y;t h ep e r c e n t a g eo ff l o r e t sw i t h m o r et h a n g e r m i n a t e dp o l l e ng r a i n sw a si n c r e a s e db y a n d p e r c e n t a g ep o i n t s,r e s p e c t i v e l y;w h i l e t h ep e r c e n t a g eo f f l o r e t sw i t hf e w e rt h a n p o l l e ng r a i n sw a sr
12、 e d u c e db y a n dp e r c e n t a g ep o i n t s,r e s p e c t i v e l y A p p l i c a t i o no f t h e s i l i c o n f e r t i l i z e r a l s o i n c r e a s e da n t h e rb a s a l d e h i s c e n c ew i d t h b yr e l a t i v ev a l u e so f a n d ,r e s p e c t i v e l y,w h i l e i t i m p
13、r o v e ds p i k e l e tp o l l i n a t i o nr a t eb ya b s o l u t ev a l u e so f a n dp e r c e n t a g ep o i n t s i nt h es e n s i t i v ea n dt o l e r a n th y b r i d s,r e s p e c t i v e l y T h e s er e s u l t ss h o w e dt h a t t h ee f f e c t o f s i l i c o n i na l l e v i a t i
14、 n g f e r t i l i t y r e d u c t i o nm a yb em a i n l ya t t r i b u t e d t o t h ep o l l e nq u a l i t y i m p r o v e m e n t,b u t n o t t h ep o l l e n q u a n t i t yo r t h e a n t h e r d e h i s c e n c e E x o g e n o u s s i l i c o nw a sm o r e e f f e c t i v e f o rh i g h t e
15、m p e r a t u r e s e n s i t i v e c o m b i n a t i o n t h a n t h a t f o r t h e t o l e r a n t a n dt h em o s t e f f e c t i v ed o s a g ew a sa t t h ec o n c e n t r a t i o no f mm o l/L K e yw o r d s:e x o g e n o u ss i l i c o n;h i g ht e m p e r a t u r e;h y b r i dr i c e;s e e
16、ds e t t i n g 吴晨阳,姚仪敏,邵平,等外源硅减轻高温引起的杂交水稻结实降低中国水稻科学, , () : 摘 要:选用硅酸钠(N a S i O HO) 为硅源, 于大田条件下对耐热性不同的个杂交水稻组合在拔节期连续次喷施 个浓度水平(T C K,mm o l/L;T , mm o l/L;T , mm o l/L;T , mm o l/L) 的外源硅, 研究施硅对 花期自然高温和自然常温下杂交水稻柱头授粉性能、 花药开裂性能和受精率的影响, 并筛选适宜浓度的硅酸钠施用方案. 结果表明, 在田间高温条件下, 与T C K相比, 施硅处理(T 、T 和T ) 使热敏感组合金优 和耐
17、热组合汕优 的颖花受精率分别提高 和百分点( 绝对值) ; 花药基部开裂宽度分别增加 和 ( 相对值) ; 每柱头花粉萌 发数增加 和 ;授粉总数分别增加 和 ; 花粉萌发率上升 和 百分点;花粉萌发数大于 粒的小花的占比上升 和 百分点; 花粉总数小于 粒的小花占比下降 和 百分点( 相对值) .经对两个组合 在常温和高温下施硅的花药发育及授粉特性的解析, 初步认为外源硅对水稻授粉性能有综合提高作用, 但比较而言, 其作用 可能主要与提高花粉发育质量有关, 而提高授粉总数和改善花药裂药性能也有一定的辅助作用.此外, 外源硅施用对高温 敏感组合效果更佳, 其适宜的喷施浓度为 mm o l/L.
18、 关键词:外源硅;高温;杂交水稻;结实 中图分类号:Q ;S ; S 文献标识码:A 文章编号: ( ) 收稿日期: ;修改稿收到日期: . 基金项目:国家自然科学基金资助项目( ) ; 国家公益性行业( 农业) 计划资助项目( ) ; 科技部国际合作资助项目 ( D F G ) ; 国家大学生创新性实验计划资助项目( ) . 中国水稻科学(C h i nJR i c eS c i) , , ( ) : h t t p: / /w w w r i c e s c i c n D O I: /j i s s n 近年来, 在全球气候变暖背景下, 作物遭受高 温伤害严重减产或绝收事件愈来愈频发 ,
19、.如何 破解高温危害影响, 提高作物自身抗热性已成为作 物学科研究热点 .植物在受到外界物理、 化学或 者生物等因素侵袭时就会产生一种获得性抗性, 诱 导抗性使植物潜在的抗性基因表达为抗性表型, 这 种系统诱导抗性也称为系统获得抗性 .诸多研究 结果已经验证, 利用外源物质诱导作物产生获得性 抗热性可能是作物耐热对策的一个重要突破口.补 充Z n营养能够减轻热胁迫对面包小麦的不利影 响 ; 施用生长素可以扭转由高温引起的作物雄性 不育 ; 外源氨基酸、 细胞分裂素( Z R) 可以减轻草 坪草的热胁迫伤害 ,; 油菜素内酯( B R) 能提高水 稻秧苗的耐热性 ; 过氧化氢( HO) 和一氧化
20、氮 (NO) 能提高水稻秧苗抗盐抗热能力 ; 生育酚 ( t o c o p h e r o l,v i t a m i nE) 、 甜 菜 碱 (G B) 、 水 杨 酸 ( S A) 在高温处理前喷施水稻叶片, 可有效减轻水稻 夜间高温危害, 且S A效果最好 . 生产实践表明, 硅肥作为大田基肥可显著提高 水稻产量, 增产原因在于有效穗数和每穗实粒数的 提高 , 且在水稻关键生殖生长期遭遇高温时, 施 硅田块减产较轻 .前人研究表明, 硅能提高作物 对多种非生物逆境胁迫的耐性, 但目前世界上关于 硅对高温胁迫下水稻的影响的研究甚少 .仅有 的研究表明, 施硅能降低高温胁迫下水稻叶片的电
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