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水稻是我国和亚洲多数国家的主要粮食作物,其产量是影响我国粮食安全的重要因素之一。生物胁迫和非生物胁迫都会严重影响水稻产量,其中生物胁迫主要有褐飞虱、二化螟等害虫的为害,非生物胁迫主要有干旱、低温、土壤盐碱化等。褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal)是水稻的首要害虫,是专食性的刺吸式口器害虫,对水稻的危害巨大,每年因褐飞虱为害造成水稻产量大量损失。提高水稻对褐飞虱的抗性是保障水稻安全生产的重要手段。随着全球气候变暖,以及淡水资源的减少,我国很多地区都出现干旱气候,水稻对于水分的影响较为敏感,干旱直接导致水稻产量大幅减少。因此,提高水稻对干旱的耐性,有助于保障水稻的产量,减少水稻的产量损失。我国虽然地域辽阔,但是实际可用耕地面积仍旧较少,且由于生产中对森林植被的破坏,以及不合理的农业耕作制度,部分耕地面积发生盐碱化。此外,沿海城市的土地盐碱化也较为严重,因此,提高水稻对盐的耐性,能够更有效的利用盐碱地,进而提高耕地面积,从而提高水稻产量。有研究表明,在作物种子浸种时用某些化学物质或者生物处理,能够诱发(Prime)作物抗性提高,使得作物处于一种“准备战斗”的防御状态,在面对生物或者非生物胁迫中能够快速反应,从而提高作物对生物和非生物胁迫的抗性。本研究利用解淀粉芽孢杆菌菌株G2、HB19459、HB19461;VdAL蛋白(大丽花轮枝孢激活蛋白)溶液;纳米硅溶液和硅酸钠溶液对水稻种子进行浸种,研究种子预处理后的水稻苗对生物胁迫和非生物胁迫的抗性变化。其中生物胁迫研究了水稻对褐飞虱的抗性,非生物胁迫研究水稻对干旱和盐胁迫的耐性。并通过分析抗虫、抗旱和抗盐相关基因的表达研究其诱发抗性的机制。本研究旨在探讨种子处理对水稻抗虫和抗逆的影响,为后续研究提供参考,并有望在农业生产中应用。主要研究结果如下:1.纳米硅,解淀粉芽孢杆菌菌株HB19459、HB19461处理水稻种子能够提高水稻对褐飞虱的抗性,取食处理过的水稻幼苗的褐飞虱蜜露量显著减少,其中HB19459处理水稻种子后褐飞虱取食产生的蜜露量较对照减少超过50%。定量PCR检测显示,解淀粉芽孢杆菌菌株HB19461处理种子后的幼苗遇到褐飞虱为害能诱发水稻OsPAL基因的迅速响应,表明HB19461处理能够通过诱导水稻OsPAL基因进入诱发状态,从而提高对水稻褐飞虱的防御响应。2.解淀粉芽孢杆菌菌株G2和HB19461处理能够提高水稻对干旱的耐性,其中G2能引发OsbZIP23基因的快速响应,OsbZIP23是ABA途径重要基因,表明G2能诱发ABA途径对干旱胁迫的快速响应;另外,HB19461能诱导OsSIK1基因的快速响应,表明HB19461能通过诱导OsSIK/来产生对干旱的耐性。3.解淀粉芽孢杆菌菌株G2处理能提高水稻对盐胁迫的耐性。G2能提高水稻OsVP1基因的快速响应,而OsVP1是H+-焦磷酸酶途径重要基因,说明上述处理能够通过诱导H+-焦磷酸酶途径基因进入待发状态,从而使得水稻对盐胁迫的耐性提升。