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本研究以巴西早稻、华粳籼74及利用分子标记辅助选择技术构建的两组以华粳籼74为受体、巴西早稻为供体的单片段代换系W27-14-1-2-3-24和W27-8-3-8为研究材料，于2008～2009年在华南农业大学农学院实验农场温室内进行，采用自制根系生长箱，利用真空表型土壤张力记（中科院南京土壤研究所制）控制土壤水水分-40～-50kpa，探讨在干旱胁迫下，施用外源信号物质脱落酸(ABA)、ABA合成抑制剂氟草酮(Fluridone缩写：Flu)和乙烯合成抑制剂氨基-乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)对不同抗旱性水稻根系生长发育及其抗旱性的影响，通过测定叶片水势，光合作用，地上部干物质积累，根系形态特征（分枝根、根长，根粗、根毛数等），根系MDA含量、根系脯氨酸含量，保护酶活性(SOD，POD，CAT)、抗氧化剂(ASA，GSH)，内源激素(ABA、ACC)含量等系列生理指标，探讨根源信号物质ABA调控水稻根系生长发育的作用以及提高水稻抗旱性的生理生态机理，从而为水稻作物的生理节水和抗旱稳产提供理论依据和实践指导。研究主要结果如下：
(1)干旱胁迫下，巴西早稻、W27-14-1-2-3-24和W27-8-3-8地上部干物质积累量和地下部根干重均高于华粳籼74，表明单片段代换系材料介入巴西早稻不同染色体片段后受干旱胁迫影响小，增强了抗旱性；在正常浇水情况下，施用外源ABA对不同水稻品种干物质积累影响较小，而在干旱胁迫情况下水稻地上部和地下部干重均有不同程度增加，相反施入ABA生物合成抑制剂flurodone后，水稻地上部和地下部干重则有不同程度降低。
(2)土壤干旱胁迫下，水稻叶片光合速率，叶片水势均下降，不同水稻品种光合速率表现巴西早稻最高，两个代换系材料W27-14-1-2-3-24、W27-8-3-8高于华粳籼74；而水叶片水势下降幅度则表现相反，说明单片段代换系材料较华粳籼74受干旱胁迫程度的影响相对较小。施用外源ABA后，不同水稻品种叶片水势，光合速率均有所增加，可不同程度降低干旱胁迫的不利影响，而施用ABA生物合成抑制剂flurodone后，不同水稻品种叶片水势则降低幅度更大，说明ABA可以改善水稻叶片水分状况，进而提高光合速率，增强抗旱性。
(3)干旱胁迫下巴西早稻、W27-8-3-8和W27-14-1-2-3-24总根长、根毛密度大于华粳籼74，平均根粗表现为W27-8-3-8大于W27-14-1-2-3-24，W27-14-1-2-3-24大于华粳籼74，华粳籼74大于巴西早稻；一级分支根密度表现为W27-14-1-2-3-24>W27-8-3-8>华粳籼74>巴西早稻；二级分支根密度表现为W27-8-3-8>W27-14-1-2-3-24>巴西旱稻>华粳籼74。施用外源ABA后，与干旱处理相比，水稻根系一级分支根密度，二级分支根密度和根毛密度均增加，其中，巴西旱稻与W27-8-3-8的一级分支密度增加达到显著差异，W27-8-3-8与W27-14-1-2-3-24二级分支密度增加达到显著差异，四品种水稻根毛密度均达到显著差异，而施用ABA生物合成抑制剂flurodone后结果相反，说明干旱胁迫下ABA对根系的生长发育具有重要调控作用。
(4)干旱胁迫下华粳籼74根系中MDA含量增加幅度最大，含量最高，W27-14-1-2-3-24和W27-8-3-8其次，巴西早稻含量最低；而干旱胁迫对水稻根系中脯氨酸含量的影响表现出相反的趋势；经ABA处理后，随着胁迫时间的延长，根系脯氨酸含量与对照相比达到显著差异。在酶促反应系统中，干旱胁迫下，其根系SOD、POD、CAT保护酶活性提高，单片段代换系W27-8-3-8和W27-14-1-2-3-24保护酶活性均大于华粳籼74;非酶促反应系统中，W27-8-3-8和W27-14-1-2-3-24根系中抗氧化剂ASA、GSH含量要高于华粳籼74，表明单片段代换系材料改善受旱情况下根系的抗性生理代谢是其增加抗旱性的一个重要表现；施用ABA后，水稻根系中SOD、POD、CAT活性提高，明显高于干旱处理，而施入ABA生物合成抑制剂fluridone后，保护酶活性降低，同时抗氧化剂含量减少，说明水稻在干旱条件下，ABA对水稻根系抗性生理代谢方面有明显的诱导效应。
(5)土壤干旱胁迫下，水稻根系中ABA，ACC含量不断积累，明显高于正常浇水。其中，单片段代换系W27-8-3-8和W27-14-1-2-3-24根系中ABA含量高于华粳籼74，而华粳籼74根系ACC含量均高于单片段代换系W27-8-3-8和W27-14-1-2-3-24。施入外源ABA处理后，水稻根系ABA含量增加，ACC含量则降低，而施入fluridon后，水稻根系ABA含量大幅度下降，ACC含量则上升。表明ABA可以诱导根系内源ABA合成，抑制ACC产生，进而减少乙烯释放，减轻根系受干旱胁迫的伤害，保持水稻根系的正常生长发育。ABA、ABA/ACC值与根系保护酶(SOD、POD和CAT)、非酶抗氧化剂、脯氨酸等呈显著或极显著正相关，与MDA、H202含量呈极显著负相关，而ACC则刚好相反。