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《华中农业大学》 2010年
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水稻叶片形态、解剖结构与抗旱性的关系研究

宋俊乔  
【摘要】: 为探索亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)产量相关性状、叶片形态特征、解剖结构特征与抗旱性的关系,本研究对来自全世界18个国家和中国7个地区的117份材料在正常与水份胁迫条件下进行种植,系统地考察了单株有效穗数(Panicle number per plant)、每穗实粒数(Grain number per panicle)、结实率(Spikelet fertility percentage)、百粒重(100-grain weight)、生物学产量(Biological yield)等产量相关性状以及气孔密度(Stomatal density)、气孔大小(Stomatal size)、气孔总量(Stomatal aggregate)、叶片面积(Leaf area)、蜡质含量(Wax content)、维管束数目(Number of large and small vascular bundle)与面积比(Area ratio of large vascular bundle)、泡状细胞数目(Number of bulliform cell)与面积比(Area ratio of bulliform cell),泡状细胞下陷深度(Depth of bulliform cell)等13个叶片性状,主要结果如下: 1.主要农艺性状表现与抗旱系数相关研究。两地的鉴定结果表明,有效穗数(海南:r=0.575**;上海:r=0.427**),每穗实粒数(海南:r=0.307**;上海:r=0.316**),结实率(海南:r=0.299**;上海:r=0.148*)与抗旱性均呈极显著正相关。上海试验结果表明,百粒重(r=0.186**)、草重(r=0.386**)、生物学产量(r=0.647**)与抗旱性达到了极显著正相关。 2.形态结构与抗旱性相关研究。总体而言,海南、上海两年两地的实验结果是不尽相同的。气孔密度、气孔长度、气孔宽度、气孔长宽比在水旱处理之间均达到了极显著差异,在受到旱胁迫后,海南实验显示:气孔密度显著升高,气孔长度明显减小,气孔宽度明显增大,气孔长宽比明显减小,气孔相关性状与抗旱系数不相关。上海试验结果显示:气孔密度明显降低,气孔长度明显增大,气孔宽度明显减小,气孔长宽比明显增大,气孔密度与抗旱系数呈极显著正相关(r=0.004**)。 叶面积两地的实验显示,水旱之间的差异都达到了极显著差别(海南:P0.0001**,上海P0.0001**),但是,受到旱胁迫之后,海南叶面积极显著减小,而上海叶面积极显著增大。海南结果显示,相对叶面积同抗旱性之间存在显著正相关(r=0.023*),而上海结果显示二者之间不存在显著相关性(r=0.402)。 气孔总量两地的实验显示,水旱之间的差异都达到了极显著差别(海南:P0.0001**,上海P=0.006**),气孔总量与抗旱性之间没有显著相关性(海南:P=-0.053,上海P=0.712)。但是,受到旱胁迫之后,海南气孔总量明显减少,而上海气孔总量明显增大。 蜡质含量两地的实验中,它与抗旱系数之间没有显著相关性。海南实验显示,受到旱胁迫之后有增多的趋势但是水旱之间的差别并没有达到显著水平(P=0.073);上海实验显示,受到旱胁迫之后,蜡质含量显著减少,并达到了极显著水平(P0.0001**)。 3.叶片解剖结构与抗旱性关系研究。大、小维管束,泡状细胞数目两地的结果显示,在受到旱胁迫之后三者均明显减少,水旱之间均达到了极显著差异(海南:P大维管束数目0.0001**,P小维管束数目0.0001**,P泡状细数目0.0001**;上海:P大维管束数目=0.002**,P小维管束数目0.0001**,P泡状细胞数目0.0001**)。大维管束数目(海南:r=0.002;上海:r=-0.093),小维管束数目(海南:r=-0.128;上海:r=-0.073),泡状细胞数目(海南:r=-0.155;上海:r=-0.109)同抗旱性之间均未达到显著相关。 大维管束面积比,泡状细胞面积比,泡状细胞下陷深度只进行了海南实验,结果显示:大维管束面积比(P=0.2),泡状细胞下陷深度(P=0.52)水旱之间没有显著差异,泡状细胞面积比水旱之间达到了0.05水平上的显著差异(P=0.014*)。但是三者同抗旱性之间没有显著相关性。 4.抗旱性综合评价。经过因子分析,发现本研究所有性状和抗旱鉴定指标一起共17个指标是由7个独立因子控制的。因子1主要支配泡状细胞组数目、小维管束数目、大维管束数目、叶面积、气孔总量,因子2主要支配气孔长度和气孔密度,因子3主要支配大维管束面积比和蜡质含量,因子4主要支配实粒数和结实率,因子5主要支配气孔宽度和气孔长宽比,因子6主要支配产量和有效穗数,因子7主要支配泡状细胞面积比和泡状细胞下陷深度。
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