中国灌溉稻田中杂草稻的休眠性

:为探究中国灌溉稻田中杂草稻休眠性,本研究以25摄氏度7天的杂草稻与栽培稻实际萌发率为指标,对采集来自中国灌溉稻田的82个种群的杂草稻和对应田栽培稻样品,进行破除休眠处理和不破除休眠。结果表明:我国灌溉稻田中的杂草稻休眠性较弱或没有,7天处理萌发率最高值均达100%,最低值为73.89% 。此外,杂草稻与对应采样田中的栽培稻实际萌发率具有显著相关性(r=0.344,P=0.002)。本文的研究表明,从种子萌发特性方面支持了杂草稻来源于栽培稻品种、品系甚至亚种间的杂交后代分离、基因重组或回复突变等产生野生性状即返祖遗传的假说。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法4
1.1 材料 4
1.2 种植方式及保存5
1.3 种子休眠性检测方法5
1.4 数据分析5
2 结果5
2.1 杂草稻与对应田栽培稻的种子萌发率5
2.2 杂草稻与对应田栽培稻的实际萌发率的相关性6
3 讨论 6
3.1 杂草稻萌发率较弱或没有可能受遗传背景影响7
3.2 从种子萌发特性方面支持杂草稻来源于栽培稻7
致谢7
参考文献7
附录A 表1 破休眠萌发统计表10
表2 不破休眠萌发统计表35
图1 82个样点分布图4
图2 破除休眠后7天后杂草稻与栽培稻萌发率5
图3 25℃下萌发7天后杂草稻与栽培稻萌发率6
图4 25℃杂草稻与对应田栽培稻萌发率之间相关性6
中国灌溉稻田中杂草稻的休眠性
引言
水稻是世界上最重要的粮食作物之一。2012年的产量为69722千吨,养活全世界一半以上的人口。其中75%的稻谷来自灌溉稻田,占世界水稻面积比例的55%(约8000万hm2)。中国是世界水稻的生产和消费大国,种植面积占世界水稻面积的20%左右,总产量占世界总产的33%左右,其中96%水稻田为灌溉稻田。
近年来,随着农
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户对土地的劳动力投入的减少,机械化、轻型栽培技术的不断推广,杂草稻逐渐在我国形成危害[1]。目前,杂草稻在我国的发生情况不一,在辽宁以及东北地区[2][3],江苏大部[4][5],广东西部[6]以及海南[7]等地,杂草稻已大面积爆发,平均水稻减产5%~10%,部分杂草稻侵害严重的田块可减产50%,甚至绝收。此外,在浙江、安徽等地也出现了杂草稻侵害,但在西南省份,如四川,云南,重庆,贵州等地,杂草稻零星的发现[8]。
普遍认为杂草稻具有强休眠性,使其抵抗恶劣环境的能力得到提升,从而形成对栽培稻持续危害[9]。然而,不同地区杂草稻休眠性的研究结果很不一致。美国杂草稻收获一周种子萌发率仅00.8%,八周后萌发率最高也仅达42%[10]。泰国杂草稻种子成熟后萌发率低于10%,50天后萌发率也不超过50%[11]。此外,一些研究发现杂草稻休眠性很弱,意大利和越南的杂草稻种子,种子收获后20天萌发率已经超过50% [12][13]。中国温带地区杂草稻收获6天后种群平均萌发率为86.8%[14]。美国杂草稻也具有休眠性弱的类型,休眠性弱的杂草稻收获3天后的萌发率超过60%[15]。
基因分析,同工酶研究,形态学特征等角度的探究产生了不同的杂草稻来源假说。SSR聚类分析发现,泰州杂草稻与籼稻不仅在形态上颇为相似,亲缘关系也较近[31]。Wet和Harlan认为杂草稻是野生稻适应人类和自然环境影响而驯化筛选下来的种群。Suh等[ 32]通过对采集自孟加拉国、巴西、不丹、中国、印度、日本、韩国、尼泊尔、泰国、美国的杂草稻的形态生理特性和同工酶的研究,认为杂草稻来源于籼粳亚种间、野生稻与籼粳亚种间的基因交流。本文支持杂草稻来源于栽培稻品种、品系甚至亚种间的杂交后代分离、基因重组或回复突变等产生野生性状即返祖遗传的假说。并对此进行探究。
本研究拟通过测定我国灌溉水田的82个杂草稻种群与对应采样田的栽培稻的7天的萌发率。以期解决以下两个问题:1)揭示我国灌溉稻田杂草稻休眠性的变化;2)揭示杂草稻与栽培稻的实际萌发率是否存在相关性;
1 材料与方法
1.1 材料
根据我国灌溉水稻田的分布,选择了20062012年采集的82个杂草稻种群和对应采样田的栽培稻样品。每个样点至少间隔10 km以上,每个样点采集30株杂草稻和30株栽培稻。每个样品之间相隔至少10 m。(样点分布见图1),各省种植面积大小由颜色深浅表示,颜色越绿,种植面积越大(2010年全国及各省(市、区)粮食及水稻播种面积和产量.中国稻米 2012,18(4): 83.)。

图1 82个样点分布图
Fig.1 Distribution of 82 sample sites
1.2 种植方式及保存
为了排除环境、种子成熟度和母性影响对杂草稻及栽培稻的种子休眠性影响,2013年将实验材料统一种植于同一大学江浦农场水稻试验田(pH 7.1)。每个种群种植30单株,种子完全成熟后对种群进行混合收集,收获的种子置于室温25℃下干燥放置保存,30天同时进行测定[14]。
1.3 种子休眠性检测方法
设两个处理,分别为50℃恒温箱 48小时破除休眠和25℃ 不破除休眠下萌发。种子萌发采用直径9cm的培养皿,内垫2层滤纸,每个培养皿中放置30粒饱满种子,加入6ml去离子水,3次重复,用保鲜袋密封,25℃植物培养箱中培养,每天12小时光照和12小时黑暗。在7天后测定萌发数。参照Baskin和Baskin(1998)的萌发实验标准,种子胚根或胚芽长度大于0.3cm的种子列为萌发种子,计算种子萌发率[16]。
4 数据分析
使用实际萌发率(公式1)以抵消不同种群不同起始种子活力的影响,进一步使用SPSS(SPSS20 Inc.) 进行Pearson相关分析。
公式1: 实际萌发率 = 不破除休眠下的萌发率 / 破除休眠下的萌发率。
2 结果

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