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为进一步研究水稻锌营养的基因型差异及F1杂种优势,探索提高水稻体内锌含量的途径,本实验选用不同耐低锌基因型水稻IR8192、IR36、IR26、Ce-64、BY及其部分杂交后代为材料,分别进行水培实验和浸种实验,研究了不同锌离子活度对水稻苗期生理特性的影响及硫酸锌浸种对水稻苗期植株生长的影响,主要结论如下:
1)耐低锌基因型水稻IR8192、IR36的株高、叶鞘高、地上部,地下部干重和锌含量、叶片中叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量等指标在pZn2+11.0与pZn2+9.7条件下的相对值与IR26、Ce-64相比,均存在显著的基因型差异,说明可利用这些性状指标在两种锌离子活度下的相对值作为耐低锌基因型水稻的筛选指标。
2)与pZn2+9.7相比,在pZn2+11.0条件下耐低锌亲本IR8192、IR36和锌敏感亲本IR26、Ce-64的各项生理指标变化趋势相同,但IR8192、IR36的叶绿素含量、SOD酶活性降幅较小,POD、CAT、APX酶活性升幅较大,MDA含量升幅较小,表明IR8192、IR36在pZn2+11.0条件下受低锌伤害较小,耐低锌能力更强,且低锌胁迫下POD、CAT、APX可以更有效地清除活性氧,SOD保护酶活性则最先下降。
3)与pZn2+9.7相比,在pZn2+11.0条件下IR36×IR8192、IR36×IR26杂交后代的株高、鞘高、干物质积累量、锌含量、叶绿素含量、SOD、POD、CAT酶活性的变化幅度表现出超亲优势,而Ce-64×IR26各项指标变化幅度则表现出偏中亲优势,推测水稻耐低锌性状主要受显性效应控制,并存在基因的迭加效应,可以通过耐低锌亲本间的杂交获得具有更强耐低锌能力的水稻基因型。
4)适量的硫酸锌浸种促进了IR8192和BY幼苗的生长和干物质量的积累,增加了其叶片中叶绿素a、b、a+b的含量,增强了SOD、POD、 CAT酶活性,降低了MDA含量,增加了可溶性蛋白和可溶性糖的含量。
5)不同水稻品种最适宜的浸种浓度不同,IR8192以0.001%硫酸锌浓度处理效果最好,0.005%的硫酸锌浓度对BY作用效果最佳,而对IR8192则产生了毒害作用。
随着浸种浓度的继续增加,幼苗生长及各项生理指标开始受到抑制。表明适量的硫酸锌处理可以促进水稻幼苗的生长,提高水稻幼苗生长过程中的抗氧化酶活性,减缓脂质过氧化作用,增强物质代谢水平,但超过植物锌的耐受范围则会产生重金属毒害作用。