PEG胁迫作用下水稻的抗旱性研究.docx

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PEG胁迫作用下水稻的抗旱性研究

昆明学院

2012届毕业设计（论文）

设计（论文）题目PEG胁迫作用下水稻的抗旱性鉴定研究

子课题题目

姓名郭彩伟

学号20091403103

所属系生命科学与技术系

专业年级2009级生物技术及应用班

指导教师程霞

2012年5月

摘要

水稻芽期抗旱性研究，用20%（w/v）PEG-6000渗透液模拟干旱条件,研究了100份云南地方核心水稻品种（系）在高渗透液下的萌发情况，并结合通过统计分析发芽率、芽长、根长、芽鞘长、根及芽的干重等性状对这100份水稻材料进行了抗旱性的鉴定评价。

结果得到4种抗旱性较强的水稻品种。

关键词:

水稻;芽期;PEG-6000胁迫;抗旱性

Abstract

Riceshootsdroughtresistanceofstudy,withthe20%（w/v）PEG-6000penetrationfluidsimulationdroughtconditions,theresearchof100yunnanlocalricevarieties（strains）coreinhighpermeabilityunderthegerminationofliquid,andcombinedwiththroughthestatisticalanalysisofgerminationrate,buds,longrootlength,buds,rootandshootscabbardlongdryweightandcharacterstothe100aricematerialsofdroughtresistanceoftheidentificationandevaluation.Resultfourdroughtresistancestrongricevarieties

Keywords:

Rice;Budperiod;PEG-6000stress;Droughtresistanceidentification

目录

第一章绪论….…………………………………………………………………….5

1.1研究水稻抗旱性的目的及意义.…………………………………………………………….5

1.2作物抗旱鉴定方法….………………………………………………………….5

1.2.1田间直接鉴定法….………………………………………………………….5

1.2.2干早棚或温室法….………………………………………………………….5

1.2.3人工气候室法….…………………………………………………………...5

1.2.4盆栽鉴定法….……………………………………………………………...5

1.2.5分子生物学方法….………………………………………………………….6

1.2.6实验室鉴定法….…………………………………………………………….6

第二章渗透胁迫下水稻芽期抗旱性鉴定方法及干旱鉴定….…………………...6

2.1材料与方法….………………………………………………………………….6

2.1.1实验材料….………………………………………………………………...6

2.1.2实验设计及操作方法….…………………………………………………….9

第三章结果与分析….……………………………………………………………11

3.1芽鞘长….………………………………………………………………………11

3.2芽长….…………………………………………………………………………11

3.3根数….………………………………………………………………………..11

3.4根长….…………………………………………………………………………11

3.5发芽率….………………………………………………………………………11

3.6根干重….………………………………………………………………………17

3.7芽干重….……………………………………………………………………..17

3.8抗旱性的综合评价….…………………………………………………….….17

第四章讨　论….…………………………………………………………..….17

4.1水稻发芽期抗旱性鉴定综合指标及其评价….…………………….……….17

参考文献….……………………………………………………………………….19

谢辞….…………………………………………………………………………….20

第一章绪论

1.1研究水稻抗旱性的目的及意义

干旱是个世界性问题，干旱使作物收成受到了严重的影响。

找到抗旱性效果好的作物势在必行。

我国农业发展很大程度上受到水资源的制约。

所以要通过实验找到抗旱效果好的水稻品种。

1.2作物抗旱鉴定方法

1.2.1田间直接鉴定法

将供试作物品种直接种在旱地上以自然条件干旱控制土壤含水比例，使作物经受不同的干旱条件，对比作物水分充足条件下和干旱条件下形态和产量的不同。

通过对比得到抗旱效果好的作物。

此法环境条件很难控制工作量大浪费时间，同一地方年际间降水量不一定相同干旱条件难以控制，使作物抗旱鉴定实验的结果难以重复，实验需要花费好几年时间才会得到相对抗旱性明显的作物品种。

因此实验花费时间长，工作量巨大，但实验方法简单，能从作物全程生活史中看到抗旱效果。

1.2.2干旱棚或温室法

在人工条件下通过将作物栽种在干旱棚或温室内控制土壤的水分来研究作物的抗旱性，此法在抗旱研究中广泛应用。

但人工温室条件好控制和大田条件下的实验结果会有误差，所以建议此法应因适当使用。

1.2.3人工气候室法

把作物栽种在人工气候室内，根据条件分不同梯度控制温度、湿度和光照以研究不同生长阶段干旱条件对作物生长发育、生理过程的影响把田间自然条件设为对照，比较作物形态生理特征和产量来研究作物抗旱性。

用这种方法做抗旱鉴定要投入大量器械和资源。

实验产生数据较大，研究起来困难，不能大规模进行处理。

实验结果稳定性好，可多次实验，有较好的操作性。

1.2.4盆栽鉴定法

盆栽法顾名思义就是把田间栽种换成盆栽培养不同时期的作物苗，盆中可放入不同的培养土，可以是沙子、水、土壤。

改变实验土培中的含水比例来进行干旱研究，使作物处以缺水干旱胁迫状态下，还要通过改变空气湿度来对作物施加干旱条件，数据分析得到抗旱性不同的作物。

1.2.5分子生物学方法

分子生物学法就是从基因水平进一步研究水稻的抗旱性，通过基因定位技术找出作物中相关抗旱基因，因为基因位点分子紧密的联系在一起，可对大量作物个体进行筛选。

这种实验方法对实验技术、成本资金都要求比较高，但此种方法是最精确的，个体是经过基因选择得到了，有很好的发展前景。

1.2.6实验室鉴定法

实验室鉴定法相比其他方法更快、更高效的进行作物抗旱性鉴定。

可对大批量的作物个体进行生理、形态上研究抗旱性。

实验室鉴定法可分为高渗溶液胁迫法、反复干旱胁迫法、分子生物学标记分析法等。

高渗透液胁迫法将正常生长的作物幼苗培养到PEG、甘露醇C6H14O6、蔗糖C12H22O11、进行脱水处理，测定作物的抗旱恢复力。

通过实验数据统计分析作物的形态学指标、生理学指标来鉴定作物抗旱性。

这种方法只适合作物早期抗旱鉴定，如果作物全区生活史都用实验室鉴定法，培养作物的培养液比较难掌握而且花费时间精力较大。

所以此种方法是对作物种子到幼苗区处理，对作物做一个前期鉴定。

通过测定作物形态指标萌发率、根长、芽长、根数来进行多年重复性实验。

实验条件简单，可大批量重复实验，不受到季节的影响。

本次实验主要采用实验室鉴定方法中的PEG胁迫干旱法。

第二章渗透胁迫下水稻芽期抗旱性鉴定方法及抗旱性评价

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

本次实验所需的水稻种子材料由云南省农业科学院种子库提供，实验的100份水稻种子按1-100进行编号（详见表1），便于实验操作记录。

所用的20%的PEG（聚乙二醇）分子量为6000，是一种亲水性很强的有机物，溶于水后能产生强大的渗透压，其溶液浓度按质量体积比配制。

表1种子编号对应品种

种子编号

种名

品种名称

种子原产地

1

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

家乡糯

永平县

2

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

黑江谷

保山市

3

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

金包银

文山县

4

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

长毛谷

景洪县

5

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

竹丫糯

云龙县

6

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

狗屎糯

文山县

7

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

木西谷

勐海县

8

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

小花谷（红褐壳）

文山县

9

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

海涧糯谷

云龙县

10

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

本地黑谷

云龙县

11

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

黄皮糯

永仁县

12

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

茶山糯

大姚县

13

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

家乡糯

永平县

14

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

小白谷

文山县

15

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

蚂蚱谷

（二）

墨江县

16

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

狗屎糯

文山县

17

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

定良谷

漾鼻县

18

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

黑壳谷

文山县

19

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

麻蚱谷

文山县

20

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

小红谷

文山县

21

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

文新早

广南县

22

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

小白阳谷

广南县

23

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

青秆糯

漾鼻县

24

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

器上谷

广南县

25

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

红秆蚂蚱谷

广南县

26

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

半粘糯

广南县

27

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

大理早籼

大理市

28

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

蚂蚱谷

广南县

29

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

八宝米

广南县

30

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

糯射

广南县

31

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

三月谷

广南县

32

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

小花壳

龙陵县

33

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

黄皮糯

云龙县

34

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

小黑谷

龙陵县

35

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

老来红

龙陵县

36

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

黄壳糯

龙陵县

37

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

米卯谷

龙陵县

38

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

细灰谷

龙陵县

39

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

麻线谷

腾冲县

40

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

金星糯

龙陵县

41

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

牛场谷

龙陵县

42

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

九脚糯

龙陵县

43

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

陇川白

腾冲县

44

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

红麻线谷

腾冲县

45

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

红背糯

腾冲县

46

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

背子糯

永德县

47

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

洛格

绿春县

48

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

长芒谷

易门县

49

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

小白米

易门县

50

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

白节子千千谷

盐津县

51

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

白壳红米

易门县

52

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

李自红

易门县

53

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

双耳朵红谷

建水县

54

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

毫安丘

勐海县

55

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

早红谷

孟连县

56

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

大黑谷

墨江县

57

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

毫勐鼋

勐海县

58

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

矮脚糯

普洱县

59

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

广场十三

澜沧县

60

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

长毛谷

（一）

澜沧县

61

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

灰皮紫

景洪县

62

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

毫好早（3）

孟连县

63

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

黄皮谷

澜沧县

64

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

冷水谷

墨江县

65

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

拉木加

西盟县

66

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

大黄糯

普洱县

67

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

毫闷

（二）

孟连县

68

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

井谷（检谷）

江城县

69

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

毫秕

孟连县

70

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

白麻线

永德县

71

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

夕黄谷

普洱县

72

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

帕盆

孟连县

73

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

俄拉

孟连县

74

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

香糯

孟连县

75

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

细花谷

普洱县

76

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

蚂炸谷

澜沧县

77

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

鲁打谷

江城县

78

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

雾露谷

江城县

79

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

规车

绿春县

80

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

污咀谷

绿春县

81

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

毫玉昴

勐海县

82

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

勐板糯

永德县

83

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

红早糯

勐海县

84

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

鸟咀罗平

（二）

墨江县

85

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

八月糯

勐海县

86

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

高原粳7号

永胜县

87

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

红毛羊谷

永胜县

88

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

三百棒

大关县

89

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

建南谷

永善县

90

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

毫卡

勐海县

91

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

二黄谷

东川区

92

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

毫荒浪

勐海县

93

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

麻线谷

永德县

94

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

大玉谷

永德县

95

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

麻线谷

永德县

96

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

冷水白谷

永德县

97

OryzasativaL.spp.hsienTing（籼亚种）

二老鼠牙

永德县

98

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

冷水谷

墨江县

99

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

风庆乌咀谷

临翔区

100

OryzasativaL.spp.kengTing（粳亚种）

老楞谷

临翔区

2.1.2实验设计及操作方法

选取水稻籽粒成熟且饱满，大小一致，谷壳完整无破损的水稻种子用于本实验。

每一品种都选择200余粒，分别用清水中浸种，置于28℃培养箱内培养48h，待种子露白，从这些种子中挑选刚刚露白的水稻种子，吸干表面的水分后放进直径为90mm底部垫有滤纸的培养皿中，每皿放30粒，然后倒入10ml20%浓度的PEG-6000胁迫培养液，缓慢摇动培养皿，使水稻种子完成浸于培养液中，对照用蒸馏水替代PEG-6000培养液，实验重复2次，加盖后置于28℃培养箱内培养。

第7天调查水稻在PEG-6000培养液和水对照中测定水稻幼芽长度、芽鞘长度、根数（大于1cm）、根长，并分别取下根、芽在105℃烘箱内杀青1h，80℃烘干后分别称取根、芽的干重。

各性状抗旱性以相对值表示：

相对值=（PEG胁迫测定值/水条件对照测定值）×100%。

各性状相对值的抗旱分级和总级别参照高吉寅等的方法进行划分[8]。

本实验技术路线：

第三章结果与分析

3.1芽鞘长

在PEG-6000胁迫干旱条件下，实验结果PGE条件下的芽鞘长＞水条件下的芽鞘长，那此品种是抗旱性适应较好的。

表2数据看出，芽鞘长受到PEG影响明显，品种间差异性大。

相对值大的是抗旱性强的品种，相对值小的是抗旱性弱的品种[9]。

抗旱性（芽鞘相对值大）

4、7、67、89、100

（用编号代表对应品种）

抗旱性（芽鞘相对值小）

16、26、59、65、99

3.2芽长

水分影响着水稻生长，使其受到生长抑制产生明显的生理效应。

试验结果看出，芽在PEG条件下生长受到抑制，要比在水条件下的根长缩短。

生长速率下降缓慢的是在PEG胁迫条下抗旱效果表现强的。

生长速率下降迅速的是PEG胁迫条件下抗旱效果表现弱的。

抗旱性（芽长相对值大）

4、11、66、67、69

抗旱性（芽长相对值小）

1、5—9、13、14、23、25、29、30、65、97、99

3.3根数

各水稻品种在PEG的胁迫条件下根数都有了不同程度的减少，这间接的看出水稻品种间抗旱性的差异。

抗旱性（根数相对值大）

41、73

抗旱性（根数相对值小）

7、27、39、41、75、83、88、91

最大值为

80%

最小值

17.65%

3.4根长

在PEG胁迫条件下，水稻各品种的根长相比对照组都有所下降，而且根生长的速度比对照组的慢。

抗旱性（根长相对值大）

1、8、71、87、100

抗旱性（根长相对值小）

65、68

3.5发芽率

水稻种子发芽率收到干旱胁迫的影响会降低。

[10]本实验中水稻发芽率的相对值差异很大，水稻各品种的发芽率都下降了。

相对发芽率值大于110%

4、14、84

相对发芽率值小于50%

5、16、64、68、76

3.6根干重

PEG胁迫条件下根干重的相对值变化明显、差异性大。

相对根干重较大

10、36、45、47、57