BABA(β-氨基丁酸)对分蘖期受淹水稻的修复作用(2)

水稻是仅次于小麦的世界第二大粮食作物。稻谷产量占粮食总产的40%以上,播种面积和总产量均居粮食作物之首,是我国的第一大作物 。全国约有2/3的人


水稻是仅次于小麦的世界第二大粮食作物。稻谷产量占粮食总产的40%以上,播种面积和总产量均居粮食作物之首,是我国的第一大作物 。全国约有2/3的人口以稻米为主食[1]。稻田水涝灾害是我国的主要农业灾害之一。近年来随着全球生态环境不断恶化,极端气候的加剧,导致暴雨、台风等气象灾害频发,引起洪涝灾害频繁发生[2]。

长江中下游地区,既是我国水稻主要种植区,又是洪涝灾害高发区。已有研究表明,近50年来长江及长江以南地区极端降水事件趋于频繁,时有发生,降水强度有增加趋势,强降水事件趋于集中,大范围洪涝事件出现频率显著增强[3]。长江中下游地区的降雨主要集中在梅雨和台风雨季节,而这2个雨季又恰好处于水稻分蘖期,经常会出现连续降雨或暴雨形成洪涝灾害,遭遇洪涝灾害会对水稻产生淹水胁迫,对水稻分蘖期正常生长以及日后的生长发育带来严重影响,进而造成水稻死亡或减产等损失[4]。因此,淹水胁迫成为水稻种植活动的一个外界影响因素,会影响到水稻的正常生长发育和各时期的外部形态表达,最终影响到水稻最终产量。

淹水胁迫还会降低植株的光合速率,引起氧化胁迫,加速叶片衰老,抑制植株生长发育,最终导致产量损失[5-6]。尽管已经使用传统育种方案和生物技术方法来提高植株的耐涝能力,但到目前为止还没有太多实用的成果,没有取得特别突出的进展[7]。外源调节物质在植物耐旱、耐寒、耐盐碱等领域已有较为广泛的研究,近年来,在耐涝方面的探索也开始兴起并逐渐推进。植物抗涝性因环境条件和生育进程而各不相同,通过施用外源物质,增强提升植物对涝渍胁迫的适应能力,可以达到保护植物的作用,以减轻缓解涝害带来的损失。β–氨基丁酸(BABA)是番茄根系分泌的非蛋白质氨基酸[8]。最近以来许多调查研究显示,BABA 是广谱的化学抗性诱导剂,且不存在环境污染和残留问题,是真正意义上的绿色农用化学制剂[9],具有诱导抗病性[10]和增强植物对非生物逆境胁迫抗性的作用[11-12]。研究发现,β-氨基丁酸(BABA)能够增强植物对多种胁迫,如干旱,盐害,高温等的抵御能力。在干旱,盐害,高温等胁迫下,BABA 主要通过累积渗透调节物质以及激发植物体内抗氧化清除系统的活性来提高自身耐性。因此,β-氨基丁酸(BABA)可能会对作物解除淹水后会产生的大量活性氧起到清除作用,减少和缓解膜脂过氧化对作物植株生长发育的影响,改善淹水胁迫后作物体内生理代谢环境,但其机理尚不清楚,仍需深入研究。

本研究以宁粳7号为材料,在解除淹水胁迫后叶面喷施β-氨基丁酸(BABA),试图探讨叶面喷施BABA对缓解水稻涝害胁迫的作用,分析不同浓度外源BABA处理如何影响水稻生理生化变化,进而确定最适宜的外源BABA浓度,探讨BABA对增强水稻抗涝性的生理机制,为缓解涝害对水稻的伤害和修复淹水胁迫对水稻造成的在生理代谢和形态建成上的不良影响找到经济有效的方法提供基础数据和理论支持。

1  材料与方法

1.1  试验材料与设计

1.1.1 试验设计

本试验以常规粳稻品种宁粳7号为试验材料,于2017年在南京农业大学丹阳试验基地(32°00´N, 119°32´E)进行。

试验采用桶栽,桶高35cm,内径28cm,每盆装风干土15kg,每桶3穴,每穴3苗。每桶施肥量为 N 2.0g,K2O 1.8g,P2O5 1.2g。其中,基蘖肥:穗肥=5:5。水稻幼苗长至3叶1心时移栽,秧苗素质中等。移栽10d后,进行处理。淹水为期5天。根据前期筛选结果,选出BABA,共设置3个浓度梯度(BABA—1、3、5mmol/L)。在解除淹水48h后当天上午6:00和下午18:00进行叶面喷施。喷施清水作为对照,另设置一不淹水处理作为整个淹水处理的对照。喷施效果以叶片正反面均沾满药剂而不下滴为准。试验共5个处理,采用随机区组设计,每个处理30桶。淹水处理结束后排出多余水分转至正常水分管理。其他管理措施保持一致。