全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 29(1)：74— 77 2O09年 1月
水稻籼爪重组自交系群体芽期耐旱性鉴定
樊庆鲁1 ，郭加沅0，肖国樱
(1．中国科学院 亚热带农业生态研究所 ，长沙 41o125；2．中国科学院
研究生院，北京 10oo49；3．安化县农业局，湖南 安化 41350O)
摘 要 ：以 2O PEG一6oOO作渗透介质 ，模拟干旱条件，芽期处理水稻籼爪重组 自交系 7天，测定处理后的胚
根长、芽长、芽干重。以各性状相对值的耐旱级别而得出的耐旱总级别为指标 ，筛选 出 8个耐早株系，它们可
作为耐旱资源在育种和耐旱机理研究中应用。
关键词 ：水稻；重组 自交系；芽期；PEG胁迫 ；耐旱性
中图分类号 ：Q945 文献标识码 ：A 文章编号：1()()O一3l42(2Oo9)0卜()(]74一O4
Dr0u t t0lerance 0f indica／j aVanica rec0mbinant
● 1 1 1 ● J ● J ● J 0 0
lnbI．ed nne at gerHUnatln2 Sta ln rlCe
FAN Qin Lu1 ，GUO J ia—Yuan0，XIAO GuC)-Ying
(1．I 以“ 0，S“6f rfJp c＆ Agr “￡“ ，a z”P A∞ Pm 0厂Sf PnfP5，Changsha 41O125，Chin ；2．Gm “Ⅱ L r 如 0_厂
( P5 A∞ Pm 0l厂Sf P”cP ，Be ng 1OOO49，CKna；3．Agrz似 ￡“m B“ a“0厂A ^ “d CD“”￡ ，Anhua 4135OO，China)
Abstract：Drou曲t tolerance of indinca／j avanica recOmbinant inbred line(RIL)at germinating stage in rice by use of
2O PEl3_6OO0 as wate卜stress agent were studied．The radicle length，shoot length and the dry weight of sho0t were
measured after the 2O PEG treatment for 7 days．The fina1 class of drought tOlerance，derived from the sum of the
dr0ught to1erance class of each trait，was used as index in assessing the drought to1erance Of RIL．The results showed
that eight lines are。f dr。ught tolerance am0ng the 270 Hnes，which could be used as drought t。lerance resources in
rice breeding and research on mechanism 0f dr0ught tolerance in rice．
Key wOrds：rice；recombinant inbred 1ine；germinating stage；PEG water_stress；drought to1erance
聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)是一种亲
水性很强的大分子有机物，溶于水后能产生强大的
渗透压，因此常用作植物耐旱性选择剂或水分胁迫
剂。Kaufmann&Eckard(1971)报道，在相同水势
下，PEG一6OOO对植物水分生理产生的影 响和土壤
干旱相似。Blum(198O)的研究表明，PEG对筛选小
麦苗期耐旱性是适用的。以后，国内外相继出现了
一 系列的研究报道 (Bressan等，1981；Smith等，
1985；张志胜等 ，1993，1995；马彪，1998)。近年来，
利用分子生物学手段研究植物耐旱性时常用一定浓
度的 PEG溶液处理植株，然后研究水分胁迫下的
mRNA差异表达或旱激蛋白的合成等，进而研究植
物的耐旱机理。
干旱是世界性问题，作物耐旱性是国内外许多
学者研究探讨的重要课题之一。水稻是主要的粮食
作物之一 ，水稻用水 占农业用水的 7O 左右。随着
全球气候的变暖，高温干旱日益频繁，水稻耐旱性研
究显得越来越重要。前人对水稻苗期和大田期的耐
早性研究较多，而对水稻芽期耐旱性研究和对水稻
芽期耐旱性鉴定报道较少。本实验利用 由籼型光温
敏核不育系准 S(43S)／爪哇稻改良品系 77O构建的
重组自交系群体“准 7RIL”为材料，以2O 的PEG一
收稿日期 ：20o7一O4—29 修回日期 ：2。O8一O8—13
基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目(Kzcx3一sⅥ 434)；湖南省“十一五”重大科技专项[supported by Knowledge Innovation Program of
the Chinese Academy 0f Sciences(Kzcx3一sⅥL434)；specia】Fund f0r M or I chn。lo cal Pr。gram in the 11th F1ve-Year Plan of Hunan Province]
作者简介：樊庆鲁(1980一)，男 ，山东郓城人，硕士研究生，主要从事水稻耐旱分子机理研究，(E—mail)fan【】ingIu05@mails．gucas．ac．cn。
通讯作者(Auth0r for correspondence，E—mail： a0guoying@isa．ac．cn)
l期 樊庆鲁等：水稻籼爪重组 自交系群体芽期耐旱性鉴定 75
6OO0(渗透势为一5．9bar，分子量 6O00)作渗透介质 ，
研究重组 自交系群体中 270个不同株系在模拟干旱
胁迫下的胚根长、芽长和芽干重等和耐旱性相关 的
性状 ，以期筛选 出一批耐旱性较好的株系供育种利
用和耐旱性机理研究 。
l 材料与方法
1．1材料
本实验所用材料 为籼型光 温敏 核不育系准 S
(43s)／爪哇稻改良品系 77O的重组自交系群体“准
7RIL”(27O个株系)。该群体利用一粒传的方法构
建 ，经过多代连续 自交，株系 内基因型纯合，性状稳
定一致，不存在分离。所用的PEG分子量为 6 O0O，
溶液浓度按质量体积比配制(w／v )。
一
8O
芭
6o
4o
蒌2o
}Ⅲ
1 2 3 4
耐早级别 c Jasses of drought to J erance
图 1 相对胚根长级别分布
Fig．1 Dis bution ofthe relative radicle lengt}1
1．2实验方 法
先把 15O粒种子放在三角瓶里 ，加 5O mL蒸馏
水室温下吸涨 24 h，然后放在 37℃培养箱里发芽
12 h。把萌动好的种子用 o．1 的升汞表面消毒，
然后露白的芽谷放在培养皿里 ，每皿 2O粒 。培养皿
中放两层滤纸，加芽谷后再放一层滤纸，盖上培养皿
盖。对照组加 1O mL蒸馏水，处理组加 1O mL 2O
的PEG一6OOO，设一次重复。26．5℃的条件下培养
室培养 7 d，7 d后测量胚根和胚芽的长度，把胚芽
取下后放在 lO5℃烘箱里杀青 l h，再在 8O℃下烘
至恒重，万分之一电子天平称干重。各性状耐早性
以相对值表示：相对值一(胁迫测定值／对照测定值)
×1OO 。长度单位为cm，重量单位为 g，相对值为
百分数 。每项指标每株系观察和统计了 4O粒种子 。
耐旱分级和总级别参照文献方法(高吉寅等，
1984；王贺正等，2O04)进行划分：1．相对胚根长分
级：75 以上为 1级；58 ～74 为 2级；41 ～
57 为3级；4O 以下为 4级。2．相对芽长分级：
4O 以上为 1级；33 ～39％为 2级；26 ～32 为
3级；25 以下为 4级。3．相对芽干重分级：45 以
上为 1级；35 ～44 为 2级；25 ～34 为 3级 ；
24％以下为4级。4．芽期耐早总级别：相对胚根长、
相对芽长和相对芽干重三项指标分级值总和在 3～
4为 1级 ，5～7为 2级 ，8～1O为 3级，1l～12为 4
级 ；级别数字越小 ，耐旱性越强。
2 结果与分析
2．1胚根长
在PEG一600O胁迫下，各株系的胚根生长速度
均比对照慢，从而表现为胚根长比对照均有所降低
(47—251和47—274除外)。胚根长相对值最大的为
129．2 ，最小的为 14．7 ，各级别分布见图 1。相
对值在 75 以上 (1级)的有 15个株 系，占 5．6 。
相对值小于 4O％(4级)的有 42个株系，占 l5．6 。
2．2芽长
生长受抑制是水稻对水分胁迫最明显的生理效
应。从试验 结果看 ，PEG胁 迫下芽长均 比对照缩
短。芽长相对值 最 大的为 56．1 ，最小 的为
9．3 ，各级别分布见图 2，相对值在 4O 以上(1
级)的有 12个株系，占4．4 。相对值小于 25 (4
级)的有 129个株系，占47．8 。相对值的大小反
映了不同株系对 PEG的敏感程度不同，耐旱性强的
株系在 PEG胁迫下其芽生长速率下降缓慢，反之，
下降迅速。
C
8
L
血
1 4
耐旱级别 c Iasses of drought to l erance
图 2 相对芽长级别分布
Fig．2 Distributi0n of the relative sh。ot length
2．3芽干重
PEG胁迫下，各株系芽干重均比对照降低。其
圈
一
豳豳阻
丽
∞ ∞ ∞ ∞ 加 加 0
76 广 西 植 物 29卷
相对值大小的不同也反映了各株系对 PEG的敏感
程度的差异。芽干重相对值最大的为 59．O％，最小
的为 9．4％，各级别分布见图 3。相对值在 45％以
上(1级)的有 22个株系，占8．1 。相对值小于
24％(4级)的有 3O个株系，占 11．1 。
1 2 3 4
耐旱级别 cl asses of d r0ught toI e rance
图 3 相对芽干重级别分布
Fig．3 Distribution of the re1ative dry weight of shoot
bo
C
8
L
乱
簌
缸
耐旱级别 cl asses of drought toI e rance
图 4 耐旱总级别分布
Fig．4 Distr．bution of the fina1 class
2．4耐旱性分级
对各株系在 2O 的 PEG溶液胁迫下的胚根
长、芽长和芽干重的相对值大小进行分级，然后再计
算出各株系所处的总级别，通过总级别来判断株系
的耐早性。筛选出的芽期耐旱性较好的株系(1级)
分别为 ：47一O83、47一O98、47—247、47—273、47—274、47—
31O、47—329、47—339，共 8个，占 3．0 ，可作为耐早
型资源在育种中应用和进行耐早机理研究；2级有
65个株 系，占 24．O ；三级有 155个株 系，占
57．4 ；干旱敏感株系(4级)有：47一O03，47—0O8，47—
037，47一O41，47—045，47一O46，47一O54，47一O56，47一O63，
47一O64，47一O81，47—086，47一O94，47—134，47—136，47—
139，47—144，47一l49，47—193，47一l99，47—224，47—275，
47—282，47—285，47—295，47—297，47—298，47—299，47—
3O5，47—3O7，47—308，47—317，47—318，47—324。47—325，
47～335，4 7—337，4 7—34l，4 7—34Z，4 7—346，4 7—349，4 7—
35O，共 42个，占15．6 。耐旱总级别分布见图4。
2．5耐旱株系和敏感株系形态特征的初步观察
2OO7年 4月 ，把筛选 出的 8个耐旱株系和 42
个敏感株系进行了盆栽，苗期经初步观察 ，耐旱株系
的根系比敏感株系普遍强壮发达，根的基部粗 ，根密
集地长在根颈处 ，深根较多。苗期干旱时耐旱株系
的卷叶程度和卷叶率明显小于敏感株系，而反复干
旱后耐旱株系的存活率明显高于敏感株系。
3 讨论
3．1 PEG浓度和耐旱性鉴定指标的确定
PEG胁迫法筛选耐旱材料因为其简便易行，易
于控制，周期短，只要种子质量有保证，可作为大批
量的筛选方法(王贺正等 ，2O04)。但 PEG的处理浓
度不同文献报道不一致(高吉寅等，1984；韩建民，
1990；李 白超等，2O01；李姝晋等，2OO5)，中国农大李
自超等提出未浸种处理的种子可用 15 的 PEG溶
液胁迫，浸种处理过的种子可用 2O 的 PEG溶液
胁迫(李白超等，2O01)。在预备实验中采用 l5 浓
度筛选时，耐旱类型与敏感类型差异不明显，因而改
用 2O 浓度的 PEG作为水稻芽期耐旱性筛选的浓
度。预备实验中提供数据显示高浓度的 PEG溶液
(>2O )胁迫对所有试验材料损伤严重，达不到区
分耐旱类型与敏感类型的目的。
对水稻苗期耐早性鉴定的研究虽有报道，但不
同研究者都提出各 自的鉴定指标(韩建民，199O；李
白超等，2OO1；凌祖铭等，2OO2)。而对芽期耐旱性的
报道较少 ，王贺正等的研究认为，在芽期鉴定中，用
各单项性状做出的判断之问差异很大，应该综合考
虑各性状因素，以相对胚根长、相对芽长和相对芽干
重作为耐旱性鉴定综合指标为最好，其判断结果与
干旱棚、大田全生育期鉴定结果基本相似(王贺正
等，2OO4)。从本研究的结果来看 ，采用相对胚根长、
相对芽长和相对芽干重作为耐早性鉴定综合指标来
筛选耐旱株系，虽然相对芽长耐旱级别呈偏态分布，
但总的耐旱级别呈正态分布，能够有效区分耐旱和
敏感类型。
3．2运用重组自交系解析爪哇稻耐旱性的可行性
爪哇稻主要分布于马来半岛、印度尼西亚、菲律
宾等地的热带山区，其亲缘关系处在典型籼稻和典
型粳稻之问，属于中间类型，它具有大穗、大粒、分蘖
如 们 ∞ 加 伯 0
一 ∞ ∞!∞ 纂 阻
豳
一
～
∞ ∞ ∞ 加 0
樊庆鲁等：水稻籼爪重组自交系群体芽期耐旱性鉴定 77
少 、生育期长和植株高 等特点，耐旱性好 (汤圣祥，
1996；肖国樱等 ，1999，2OO1)。Moroberekan B一51—
4—9～2是从国际水稻研究所引进 的来 自象牙海岸的
旱稻品种 ，耐旱、抗稻瘟病 ，属于爪哇稻类型。改 良
爪哇稻品系 77O来自于培矮 64S／Moroberekan B一
51—4—9—2的系统选育株系。培矮 64S本身具有爪哇
稻血缘，广亲 和基 因来 自爪 哇稻 培迪 (罗孝和等 ，
l989)。准 s(43S)／77O是一个典型的亚种问杂交
稻组合，它具有优良的株叶形态和强大的杂种优势，
2OO1年在长沙小面积种植的 43S／77O播始历期 1O8
d，两个 小 区实 收产量 分 别 为 1O．8O和 11．25 t／
hm ，比对照两优培九显著增产，品质达到国家二级
优质米标准(Tang等，2OO2)，是一个进行亚种间杂
种优势和耐旱性研究的好材料。利用它来构建重组
自交系，各株系问来源于爪哇稻的遗传成分不一样，
通过基因差异显示、分子标记等技术可以判断出哪
些爪畦稻的遗传组成和耐旱性相关。
参考文献 ：
马彪．1998．甘薯悬浮细胞辐射诱变及突变体筛选[D]．北京：
中国农业大学
汤圣祥．1996．栽培稻的起源和演化[c]／／闵绍楷等．水稻育种
学．北京：中国农业出版社，64—86
肖国樱．1999．爪畦稻品质性状表现及其利用价值探讨[c]／／
中国青年农业科学学术年报．北京：中 国农业出版社，338—
342
B】um A． 】98O．An evaluati0n of seed and seedljng drOu曲t t0】er—
ance screening tests in wheat[J]．E 户^ ￡ cn，29：727—736
Bressan KA，Hasegawa PM ，Avtar KH． 1981．Resistance of cu1一
tuI℃d hjgh plants cel】s to polyethylcne glycol induced water str_ess
[J]．P 1￡s L ，21：23—3O
Gao JY(高吉寅)，Hu RH(胡荣海)，Lu Z(路漳)．】984．Ivestiga—
tion 。n the pl1ysjologjcal indices of dr0ught resjstance in the
seedling stage 0f rice(水稻等品种苗期抗旱生理指标的探讨)
[J]．sf Ag f S n(中国农业科学)，(4)：4l一45
Han JM(韩建 民)．1990．The responses。f ricc( m￡ )
seedIings to the osmotic stress and re1ati。n t0 the osmotic a djust—
ment(抗旱性不同的水稻品种对渗透胁迫的反应及其与渗透
调节的关系)[J]．-，He Ag，靠 z (河北农业大学学报)，
13(1)：17— 21
Kaufmann M R。Eckard AN．1971．Evaluation of water stress con—
tro1 wjth po1yethy1ene g1ycols by analysis。f guttati。n[J]． Pz以刀￡
P ^ ，47：453— 456
Lj SJ(李妹晋)，Zhu JQ(朱建清)，Ye XY(叶小英)， Ⅱ￡．20O5．
】)0uble tokrant diferences of rjce under drought and salt stres—
ses(干旱和盐胁迫下水稻品种的双重耐性差异)[J]．so“旃一
u 甜C 西 』Ag (‘S (西南农业学报)，18(2)：128—132
Lu0XH(罗孝 和)，Yuan LP(袁隆平)．1989．Se】ection。f wjde
compat|bmty lines in rice(水稻广亲和系的选育)[J]．H r
R (杂交水稻)，(2)：35—38
工j ZC(李自超 )， u WX(刘文欣 )，Zhao DL(赵笃乐)．2。O】．
C0mparison of growing tendency during young seedling between
paddy rice and upland rice under PEG water-stress(PEG胁迫下
水、陆稻幼苗生长势 比较研究)厂J]．．， Ag—f u(中国
农业大学学报)，6(3)：16—2O
Ling ZM(凌祖 铭)，u zC(李 自超)，Yu R(余 荣)， n ．2o02．
study on mot characters of up1and rjce and paddy rjce(() Ⅱ一
￡ )(水、陆稻根部性状 的研究)[I]．J ch ”Ag L 而(中国
农业大学学报)，7(3)：7—11
Srnjth RH，Bhaskar丑n S，M订ler FR． 】985． Screenjng for drought
tolerance in sorghum using ceIl culture ” fr0[J]． Pf“ ￡ 』
D ，21(10)：541—545
rang L，Xja0 GY，Yuan LP， Z．2OO2．Studje5 0n heterosis of
Pe ai 64S／Javanica rice[J]．H“”“72 Agrz s N 硼sz ，3
(3)：4—1O
wang Hz(王贺正)，Ma J(马均)，工』XY(李旭 毅)， “ ．2004．
Study on drought resistance and screening of the drought re sist—
ance assessment indexes at gerr nating stage of rice(水稻种质
芽期抗旱性和抗旱性鉴定指标的筛选研究)[J]． “ “
C ”J Ag f S (西南农业学报)，17(5)：594—599
xia0GY(肖国樱)，Deng Xx(邓 晓湘)，Tang L(唐俐)．2。O1．
Study on the c。rrelatjon of ag 。n0mic trajts and hetef_。beltlosis of
javanica rice and its hybr．d(爪哇稻与其杂交种的性状相关性
和超亲优势研究)[J]．c nAgr sc B“z￡(中国农学通报)，l7
(3)：33～35
zhang ZS(张志胜)，zhao SX(赵世鳍)．1993．Preliminary studies
on the mechanism for drought resistance of alfalfa resistant cal1us
(苜蓿抗性斑伤组织抗旱机理的初步研究)[J]．-，5o“加 ，
Agr站U (华南农业大学学报)，l4(1)：6O一64
Zhang ZS(张志胜)，Zhao SX(赵世鳍)．1995．Growth of alfalfa
calus under osInotjc str℃ss and its plantlet regeneration(渗透胁
迫下苜蓿斑 伤组织 的生 长和植株 再生)[J]． ￡P^ 。
mm“ (植物生理学通讯)，31(1)：21—23