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干旱已成为阻碍水稻生产的首要非生物胁迫因素,开展水稻节水抗旱意义重大。其中,最有效的途径就是水稻抗旱品种培育和利用布局,这就需要进行水稻抗旱性的精准鉴定和科学评价。本研究开展了水稻川香29B近等基因导入系（NIILs）和主推品种芽期在5%、10%、15%、20%浓度PEG模拟干旱鉴定试验,川香29BNIILs苗期反复干旱胁迫试验,主推品种分蘖期和穗分化期大田抗旱性鉴定试验,川香29BNIILs、育种亲本、杂交稻组合和主推品种全生育期（移栽返青至收获）在不同干旱胁迫下控制性盆栽试验,通过多指标测定,明确了干旱对水稻的胁迫效应并初步建立了抗旱性鉴定指标体系,研究了抗旱性鉴定评价新方法,筛选了抗旱材料并建立了抗旱性预测模型。主要研究结果如下:1.水稻抗旱性鉴定指标筛选与指标体系构建1.1水稻芽期抗旱性鉴定指标筛选与分级。15%～20%PEG浓度干旱胁迫显著降低了最长根长、根系活力、根数、根干重、芽长、芽干重,种子萌发抗旱系数、发芽指数、活力指数、储藏物质转化率,α-淀粉酶活性、生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）含量;显著增加了剩余种子干重,提高了过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、总淀粉酶、β-淀粉酶活性和可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛（MDA）、脱落酸（ABA）、乙烯（ETH）含量。主成分分析表明,决定第一主成分的主要指标为储藏物质转化率、发芽势、活力指数、芽长、芽干重、萌发抗旱系数、发芽率、发芽指数等。相关分析表明,川香29BNIILs芽期隶属函数综合值与发芽势、剩余种子干重、可溶性蛋白质含量显著负相关,与POD显著正相关,但与发芽率关系不显著;主推品种芽期隶属综合值与发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发抗旱系数、芽长、最长根长、芽干重、根干重、储藏物质转化率、幼苗相对含水量、α-淀粉酶、总淀粉酶、β-淀粉酶显著正相关,与脯氨酸显著负相关。综上,储藏物质转化率反映了种子萌发阶段物质转化利用状况,可以作为芽期抗旱鉴定一级指标;芽长、最长根长、芽干重、萌发抗旱系数、活力指数、发芽指数和隶属函数综合值可作为二级指标;可溶性蛋白质含量、POD、β-淀粉酶等生理指标可作为三级指标。1.2水稻苗期抗旱性鉴定指标筛选与分级。干旱胁迫降低了幼苗干旱存活率、地上部干物质积累量,SPAD值、叶绿素a、叶绿素b和可溶性糖、氨基酸、Vc以及IAA、CTK、GA含量;增加了根系干重、根冠比和可溶性蛋白、脯氨酸、MDA含量,提高了POD、超氧化物歧化酶（SOD）、CAT、吡咯碄-5-羧酸合成酶以及ABA、ETH含量。隶属函数分析表明,CAT、根表面积、叶绿素b、脯氨酸脱氢酶所占权重较高。相关分析表明,与反复干旱存活率显著相关的指标有根表面积、根粗、可溶性糖、ABA、POD;与隶属综合值显著相关的有根表面积、可溶性糖、CTK;反复干旱存活率与隶属函数综合值显著正相关（r=0.886*）。反复干旱存活率已被大家广泛用于苗期鉴定,因此,反复干旱存活率可作为苗期抗旱性鉴定的一级指标;根表面积、根粗和隶属函数综合值可作为二级指标;可溶性糖、POD、CAT、ABA含量等生理指标可作为三级指标。1.3水稻分蘖期和穗分化期抗旱性鉴定指标筛选与分级。有效穗在分蘖期干旱下增加,在穗分化期干旱下降低;穗总粒数则与之相反。结实率、千粒重和发根力在两个时期均降低,粒叶比和伤流量则均增加,千粒重对干旱胁迫最不敏感,发根力变异度大于伤流量。主成分分析表明,决定分蘖期主要因子的指标有粒叶比、有效穗、穗总粒数、叶面积指数,穗分化期的有粒叶比、结实率、叶面积指数和穗总粒数。分蘖期与产量抗旱指数显著相关的指标有产量、千粒重;穗分化期与之显著相关的有产量、粒叶比。产量抗旱指数同时考虑了材料对环境的敏感性和旱地产量潜力,已被公认作为水稻中后期和全生育期的一级指标。鉴此,产量抗旱指数可作为分蘖期和穗分化期抗旱性评价的一级指标;产量和粒叶比可作为二级指标;发根力可作为三级指标。1.4水稻全生育期抗旱性鉴定指标筛选与分级。干旱胁迫降低了叶片净光合速率、水分利用效率、穗颈节长、一次枝梗数、穗总粒数、穗实粒数、结实率、穗实粒重、千粒重等。与川香29BNIILs产量抗旱指数显著相关的有收获指数、水分利用效率、产量、有效穗、结实率和隶属函数综合值;与杂交稻组合产量抗旱指数显著相关的有穗实粒数、穗总粒重、穗实粒重、结实率、产量和隶属函数综合值。通径分析表明,穗实粒重是第一正向因子,其次是穗总粒重、穗实粒数和有效穗,千粒重为负向直接作用。因此,产量抗旱指数可作为全生育期抗旱性评价的一级指标;产量、结实率、穗实粒数、穗实粒重、穗总粒重、收获指数和隶属函数综合值作为二级指标;净光合速率和水分利用效率等生理指标作为三级指标。2.水稻抗旱性评价方法研究2.1多梯度干旱胁迫下抗旱性综合评价方法。以多梯度量化控水条件下各性状的抗旱指数（DI）作图,将材料（品种）某一性状在各梯度的DI点与横坐标构成的曲线下面积（AUC）视为其对土壤水分条件变化响应的综合效应。结果表明,采用多梯度多性状AUC积、多梯度多性状AUC对数、多梯度多性状AUC隶属综合值进行抗旱性综合评价,Ⅱ-32B、Bala、R17739-1抗旱性较强,而IR64（国际公认的水分敏感品种）抗旱性最弱,评价结果与实际较为相符。多梯度评价方法包含更多的抗旱响应信息,解决了单梯度最适胁迫程度不易确定的难题。2.2引入区试数据抗旱性评价方法。在抗旱性评价中,一般要设置正常水分和干旱胁迫处理。本研究引入了品种区试数据视作抗旱性鉴定中正常水分的值,结果表明:干旱胁迫/正常水分和干旱胁迫/区试下的产量抗旱系数、产量抗旱指数、隶属函数综合值高度正相关,偏相关系数分别为0.970**、0.994**、0.926**。以此来评价20个主推品种抗旱性,二者在三个指标下的评价结果基本一致,其中,品种抗旱性排序完全一致的吻合度超过40%,抗旱性排名前5和后5名的吻合度超过80%,这在不同抗旱性评价方法的比较中显示了较高的吻合度。可见,设置适宜的干旱胁迫,并以区试数据为对照进行品种抗旱性评价具备可行性。3.水稻抗旱性鉴定指标和方法的应用3.1水稻材料（品种）的抗旱性筛选。在育种材料上,通过综合聚类分析,5818和5819的抗旱性较强,可作为抗旱性育种材料加以利用。在水稻亲本上,运用本研究提出的多梯度抗旱性评价方法,R17739-1、Bala和Ⅱ-32B抗旱性较强。在杂交稻组合上,沪旱7A/成旱恢30241、沪旱7A/成恢177、沪旱7A/成旱恢30248等抗旱性较强。在主推品种上,通过芽期干旱鉴定筛选出抗旱性较强的品种有川优6203、冈优99、内6优138等;在分蘖期和穗分化期干旱鉴定中,内香2550、内香2128和宜香1108、乐丰优329等具有较强的抗旱性;在全生育期干旱鉴定中,川香9838、川农优527、德香4103等的抗旱性较强,这些抗旱品种可在品种布局时加以利用。3.2水稻抗旱性预测研究。通过逐步回归建立了多个时期抗旱性预测方程,拟合度高,在应用时可以测定少数几个指标来评价水稻材料（品种）的抗旱性。芽期预测指标主要包括芽长、根芽比、活力指数、储藏物质转运率、MDA等;苗期包括总根长、根表面积、POD、ABA、GA等;分蘖期和穗分化期主要包括产量、穗总粒数、有效穗、结实率、千粒重等;全生育期预测指标包括有效穗、穗总粒数、穗实粒数、千粒重、生物产量和收获指数等。运用主推品种全生育期盆栽干旱胁迫试验预测方程YWGS-YDId/w=-1.74-0.99X5+1.58X6+1.63X14+0.97X15对川香29BNIILs的抗旱性进行预测验证。结果表明,在有效干旱胁迫（中度）下,预测值与实测值显著正相关（r=0.946**）,完全吻合度达到66.7%～100%,预测显示,5818、5819的抗旱性高于其他材料,与抗旱鉴定结果一致,预测效果良好。