水稻资源海稻86的耐盐特性及其光合生理机制

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为开发利用新的强耐盐水稻资源,以海稻86为材料,以9311、02428(粳稻)、IR36(盐敏感籼稻)和IR46(中度耐盐籼稻)为参照品种,研究了海稻86萌发期和全生长期的耐盐性,并初步揭示其耐盐的光合生理机制。试验结果表明,用0.3%、0.6%和0.9%三种浓度盐溶液浸种(以0%为对照,CK),海稻86种子萌发活力高于其他品种,萌发期最大耐盐浓度可达到0.6%,并且0.3%盐浓度比CK更适合其种子发芽,0.9%盐浓度则抑制其种子发芽。海稻86种子萌发期的耐盐性强于其他水稻品种和中度耐盐品种IR46。从分蘖期开始对海稻86进行0%(CK)、0.4%、0.7%、1%和1.3%的盐浓度处理,处理第9天时,0.4%和0.7%处理的叶片均与CK没有明显差异,而1%处理下部分叶片表现出失水枯黄现象,1.3%盐浓度处理则秧苗全部死亡。当盐处理从分蘖期持续至灌浆期时,0.4%和0.7%处理的海稻86植株仍能继续生长,但是0.7%处理的植株变矮,死株率达到46%,结实率降低(相对)幅度为41.5%,但降幅明显小于其他水稻品种,而千粒重降幅仍然较小(4.7%)。海稻86生长前期和中期耐盐性在0.7%,全生长期耐盐浓度可达到0.4~0.7%,是具有强耐盐性的水稻资源。在0.4%盐浓度下,海稻86的PSⅡ性能和受体侧、能量流动和耗散、OJIP曲线均无明显变化。而当盐浓度达到0.7%时,在PSⅡ性能和受体侧方面,海稻86生长前期PSⅡ的FO升高,受体侧Vi和Vj升高,表明QA-还原速率降低,有少量QA积累,对光合受体有轻微不利影响;在能量流动和耗散方面,海稻86在抽穗期之前的3个生育期,初级光化学量子效率φPO降低,量子产额φEO和捕获的激子将电子传递到QA-以远其他电子受体的概率ψO也下降,用于热耗散的量子比率φDo增加,最终PSⅡ能量捕获和电子流受到轻微损伤,并且单位面积吸收的光能ABS/RC增加,抽穗期叶绿素含量显著降低,能量耗散指标DIO/RC和DIO/CSm均增加,以此保护反应中心,减缓受盐胁迫的伤害;在OJIP曲线方面,海稻86拔节期Fi和Fm降低,抽穗期Fm降低,说明PSⅡ的结构遭受损害,这种变化主要发生在I-P相,I-P相整体下降,表明盐逆境使电子从QA-向QB-传递过程受阻,QA-大量累积,导致快还原型PQ库遭到破坏,质体醌PQs和PS?蛋白复合体失活,可能质体醌PQS和PS?蛋白复合体比PQf和QB蛋白复合体更易受到盐逆境胁迫的影响。在抽穗期,海稻86天线色素活性降低,反应中心遭到破坏,乳熟期和蜡熟期则活性得到恢复,生育后期生长基本正常。本研究从种子萌发期至植株全生长期明确了海稻86是具有强耐盐性的水稻资源,并初步揭示了其耐盐的光合生理机制,可望为海稻86作为耐盐水稻育种资源提供理论和应用依据。
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