论文部分内容阅读
野生稻是国家二级保护的濒危植物种，广东高州普通野生稻是本世纪初我国重新发现、目前面积最大的野生稻分布点之一，合理保护和开发利用高州普通野生稻资源有着重要的意义。为进一步了解高州普通野生稻的生态学特性，探讨其对各种环境因子的适应性和可能存在优良的抗逆特性，本文以高州普通野生稻为主要试验对象，实验研究了高州普通野生稻、优交水稻博优桂94和常规水稻航恢7号等三种稻属植物对重金属铅、光照、温度和水分等环境胁迫的适应性，比较了植株形态、生物量、水分利用效率、叶片叶绿素含量、光合特性及可溶性糖、脯氨酸和丙二醛的含量等生理生态指标变化；还实验比较了高州普通野生稻和国内主要的野生稻居群包括东乡野生稻、海南岛野生稻、博罗野生稻、遂溪野生稻和增城野生稻等不同地方的野生稻居群对干旱胁迫下的形态特征和水分利用效率。主要研究结果如下：
(1)盆栽研究了土壤中不同浓度的醋酸铅胁迫对高州普通野生稻的影响。实验设对照CK、500mg·kg-1、1000mg·kg-1、2000mg·kg-1、3000mg·kg-1和4000mg·kg-1共6种处理，结果表明：高州普通野生稻具有较强的耐醋酸铅能力，土壤中铅浓度≤3000mg·kg-1时，处理组的叶色及生长势与对照相比差异不显著，高州普通野生稻在4000mg·kg-1仍不死亡，但当铅胁迫浓度≥2000mg·kg-1时，高州野生稻生物量急剧下降。铅胁迫抑制根长的增长，各处理间根长差异达到显著水平；野生稻叶片中的SOD活性随铅浓度增加先升高后降低，与对照差异显著，在浓度为1000mg·kg-1时达到最高，然后随浓度增加而降低；叶片脯氨酸含量随铅胁迫浓度的增加而增加，在铅浓度≤2000mg·kg-1时，各处理间差异不显著，但当铅胁迫浓度为4000mg·kg-1时，脯氨酸含量急剧升高，且与对照及各处理差异达到显著水平。高州野生稻吸附的铅主要固定在根部，迁移到地上茎叶的Pb少于吸收总量的10％。
(2)采用长期保持土壤饱和水势和保持土壤水势为饱和水势的60％，共2种处理，实验研究了长期水分胁迫对高州野生稻、博优桂94和航恢7号生理生态特性的响应。结果表明：长期的水分胁迫抑制了生物量积累、降低了叶片叶绿素含量，对光合作用、蒸腾作用和气孔导度也有不同程度的抑制作用，对植株渗透调节物质、可溶性糖脯和脯氨酸有促进作用，对叶片丙二醛的含量有降低作用。长期水分胁迫对高州普通野生稻、博优桂94和航恢7号的影响程度，以高州野生稻为最，但高州野生稻体内的渗透调节物质含量最高，生理抗旱潜力较大。对我国几种典型普通野生稻居群的干旱胁迫比较实验表明：不同居群野生稻以东乡野生稻的水分利用效率最高。根据水分利用率、耗水指数和萎焉系数，6种野生稻居群的生理抗旱性大小依次是东乡野生稻＞海南岛琼中野生稻＞博罗野生稻＞遂溪野生稻＞高州野生稻＞增城野生稻。
(3)在人工气候箱采用6℃、12℃、20℃三种处理，实验研究了高州野生稻对低温胁迫的响应。结果表明：高州野生稻有较强的耐低温能力，6℃处理6天，解除低温胁迫后仍有8％植株能够生还；经12℃处理6天，解除低温胁迫后，成活率仍达40％。
(4)采用自然光照、透光率为自然光照的50％和透光率为自然光照的30％三个梯度处理研究了高州野生稻、博优桂94和航恢7号对弱光照胁迫的生理生态响应。结果表明：长期的弱光照胁迫降低了稻株生物量的积累，对叶片叶绿素含量和作物的株高有增加作用，50％的弱光照对光合作用有促进作用、30％的弱光照对光合速率有抑制作用，差异不显著。渗透调节物质、可溶性糖含量和丙二醛含量随着光照强度的降低而降低，脯氨酸的含量的影响则因高州野生稻博优桂94和航恢7号的不同而有差别。弱光照对野生稻生物量和株高分蘖数的影响远大于博优桂94和航恢7号。
总之，高州普通野生稻生长受干旱和弱光胁迫影响较大，但干旱胁迫后植株体内渗透调节物质含量高，说明其具有一定的生理抗干旱潜力。同时，高州普通野生稻具有较强的耐低温和耐重金属铅的能力，上述研究结果可为高州普通野生稻保护区的建设管理，以及利用其抗逆性为水稻育种服务提供科学依据。