全 文 ：第 14卷第 3期
2 0 0 6年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．14 NO．3
July， 2006
不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异研究*
李木英 石庆华 许锦彪 胡志红 谭雪明
(江西农业大学农学院 南昌 330045)
摘 要 试验研究不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异结果表明，高温对不同水稻品种根系超氧化物歧
化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均有影响，但对耐热型品种的影响显著小于热敏感品种，耐热型品种在高温胁
迫后保护酶活性能较快恢复并接近对照水平；高温胁迫对耐热型水稻品种根系I／-萘胺氧化力无影响，但热敏感品
种根系氧化力明显下降，故根系I／-萘胺氧化力可作为根系耐热指标之一。
关键词 早稻 高温胁迫 根系 生理差异
The physiological diversity in roots of different early rice varieties under high temperature stress during the pe riod of
grain filling．LI Mu—Ying，SHI Qing-Hua，XU Jin—Biao，HU Zhi—Hong，TAN Xue-Ming(Colege of Agronomy，
Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China)，CJEA，2006，14(3)：105～107
Abstract The physiological diversity in roots of different early rice varieties under high temperature stress during the pe—
riod of the grain filling was studied．The results indicate that the rots activities of SOD，POD and CAT are influenced by
the high temperature respectively，and the impact on the variety of heat resistance is les than that of the variety of heat
sensitivity．Under high temperature stres，the activities of protecting enzyme in rots of the variety of heat resistance can
be renewed rapidly tO the level of its antitheses．TheⅡ一NA oxidation capacity in ro ts of the variety of heat resistance is
not affected by the high temperature stres，but that of the variety of heat sensitivity decreases obviously．Therefore，the
Ⅱ一NA oxidation capacity in rots can be considered as a guide line of the rice rots tO high temperature resistance．
Key words Early season rice，High temperature stres，Ro ts，Physiological diference
(Received Oct．15，2004；revised Dec．10，2004)
灌浆期高温热害一直是影响我国南方双季稻产区早稻产量和品质的重要因素之一，“高温逼熟”导致籽
粒灌浆不饱满，稻谷空秕率增加，米粒质地疏松、粒重降低、垩白增大，影响产量和米质_1-3]。耐“高温逼熟”
水稻品种“农大 228”在高温天气下灌浆成熟且优质、稳产_4j。目前对水稻“高温逼熟”品种间差异及其同化物
生产与运转差异的机理已有报道_5j，但有关根系耐热性研究尚未见报道。本试验研究了不同耐热型水稻品种
高温胁迫根系生理差异，为揭示水稻耐“高温逼熟”的根系生理机理及耐热型水稻新品种选育提供理论依据。
1 试验材料与方法
供试耐“高温逼熟”(简称耐热型)水稻品种“农大 228”、“082”由江西农业大学遗传育种教研室提供，非
耐“高温逼熟”(简称热敏感型)水稻品种“茉莉占”、“协青早 B”由江西省新余市农业科学研究所供种。试验
在玻璃温室水泥池中进行，水泥池面积 1．5m ，重复 2次，种植期间温室全开放，室内外温度基本相同。水稻
齐穗后 5d搭简易塑棚高温胁迫处理 4d，处理期间上午 10：00至下午 15：00棚内温度36～38℃，通过微掀起
棚裙调控温度；对照不搭塑棚，此期温度 29～32℃。解除胁迫后第 1d、4d、7d、10d取样测定根系生理活性。
取鲜根 1g用 自来水和蒸馏水淋洗干净并吸干水，分次加 5mL 0．05mol／L磷酸缓冲液(pH7．0)，冰浴研磨匀
浆，1万 r／min离心 lOmin，上清液为粗酶提取液。超氧化物歧化酶(SOD)活性按 Ginnopolitis等 氮蓝四
唑光化还原法稍加改进测定，3mL反应液中含有 30mmol／L磷酸缓冲液(pH7．8)、0．04mmol／L核黄素、
0．13mmol／L甲硫氨酸、0．0003mmol／L乙二胺四乙酸二钠、0．245mmol／L氮蓝四唑，加50／~L粗酶液，25℃、
45001x光照反应 10min，测定 OD 值，以每 min每 g鲜重抑制氮蓝四唑光化还原 50％为 1个酶活性单
位。过氧化物酶(POD)活性测定按张宪政方法_6j稍加改进，3mL反应液中含有 33mmol／L磷酸缓冲液
*国家自然科学基金项目(30260052)资助
收稿 日期 ：2004一l0—15 改 回日期 ：2004—12-l0
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106 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷
(pH7．4)、0．083％(V／、厂)愈创木酚、0．025％(V／、厂)H2o2，加 5tzL粗酶液，测定 AOD460值，以每 g鲜重每 min
增加 1．0为 1个酶活性单位。过氧化氢酶(CAT)活性测定按 Aebi~ 方法稍加改进，3mL反应液中含有
33．3mmol／L磷酸缓冲液(pH6．0)、6．67mmol／L H2O2，加 100~L粗酶液，测定 AOD240 值，以每 g鲜重每
rain下降 0．1为 1个酶活性单位。根系氧化力、丙二醛(MDA)分别按张宪政 ] 一萘胺法和硫代巴比妥酸法
测定，可溶性蛋白按李琳和焦新之方法测定 。
表 1 高温胁迫对不 同水稻 品种根 系 “．NA氧化力的影响
Tab．1 Effect of high temperature stress on the a—NA
oxidation capacity of roots in different rice species
2 结果与分析
2．1 高温胁迫对不同水稻品种根 系
a．NA氧化力的影响
由表 1可知耐热 型水稻品种“农大
228”和“082”高温处理与对照间根系氧化
力差异较小 ，“082”在胁迫后第 1d根系氧
化力低于对照，但很快恢复到对照水平；
“农大 228”高温处理与对照问差异也较
小，故高温胁迫对其根系氧化力影响很小。
而“茉莉占”和“协青早B”高温处理根系氧
化力明显低于对照，表明“茉莉占”和“协青
早 B，根系氧化力受高温影响明显。
2．2 高温胁迫对不同水稻品种根系保护酶活性的影响
表2表明水稻抽穗后根系中超氧化物歧化酶活性呈下降趋势，高温处理对4个水稻品种均有影响，随解
除胁迫时间的延长，超氧化物歧化酶活性均有所恢复，但不同品种间差异明显。“农大 228”和“082”高温胁
迫处理与对照间的差异明显小于“茉莉占”和“协青早 B，。高温胁迫解除后的第 ld，“茉莉占”高温胁迫处理
与对照相差达 10．63倍，此后较长时间内高温胁迫处理根系超氧化物歧化酶活性远低于对照；“协青早 B”高
温胁迫处理与对照根系超氧化物歧化酶活性差异小于“茉莉占”，但也相差近2．56倍。故不同品种根系超氧
化物歧化酶活性对高温胁迫的反应差异很大，耐高温型品种“农大228”和“082”根系超氧化物歧化酶活性受
高温影响明显小于热敏感型品种。灌浆中后期根系过氧化物酶活性变化趋势与超氧化物歧化酶相似，不同
品种根系过氧化物酶活性特征明显，2个热敏感型品种高于2个耐热品种。高温胁迫后“茉莉占”和“协青早
B”根系过氧化物酶活性较对照下降明显，“农大 228”和“082”略有下降，其中“农大 228”在解除胁迫后第 1d
下降明显，但第 4d即恢复到接近对照水平，“082”高温胁迫处理与对照差异较小。高温胁迫处理后，“082”的
根系过氧化氢酶活性与对照差异很小，其余 3个品种与对照差异明显，但“农大228”在解除胁迫后根系过氧化
氢酶活性呈上升恢复趋势，而“茉莉占”和“协青早 B在解除胁迫后一直未能恢复，呈下降趋势。表明耐热型水
稻品种根系过氧化氢酶活力对高温的敏感性有差异，解除胁迫后根系过氧化氢酶活力逐渐恢复上升。
表 2 高温胁 迫对 不同水稻品种根系保护酶活性的影响
Tab．2 Effect of high temperature stress on the protect enzyme activities of roots in different rice species
2．3 高温胁迫对不同水稻品种根系膜脂过氧化与可溶性蛋白质含量的影响
由表 3可知高温胁迫后处理较对照根系丙二醛水平均有所增加，但“协青早 B和“茉莉占”平均高于“农
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第 3期 李木英等：不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异研究 107
大228”和“082”，“协青早 B”和“茉莉占”分别较对照提高 26．78％和 21．16％，而“农大 228”和“082”分别较
对照仅增加 1．34％和 10．33％；高温胁迫后第 10d丙二醛含量“农大228”和“082”分别较对照仅增加 12．51％
和 7．39％，“协青早 B”和“茉莉 表3 高温胁迫对不同水稻品种根系丙二醛与可溶性蛋白质含量的影响
占”分别较对照提高 34．15％
和 26．42％，表 明随时 间 的推
移，高温对水稻根系膜脂过氧
化的影响热敏感型品种仍显著
大于耐热型品种。水稻灌浆后
期根系可溶性蛋白质含量呈下
降趋势。高温胁迫后水稻根系
中可溶性蛋白质含量较对照均
有所下降，“协青早 B”降幅较
大，“082”降 幅 较小，“农 大
228”高温处理较对照的差异略
小于“茉莉占”。可见耐高温水
稻品种高温胁迫处理与对照间
差异小于热敏感型品种。
3 小结与讨论
Tab．3 The effect of high temperature stress on the MDA and
soluble protein eontent of roots in different rice species
早稻灌浆期高温影响籽粒灌浆结实的研究较多，高温影响根系生理活性的研究尚鲜见报道。李锋等 J
研究认为，水稻秧苗期低 P胁迫能引起耐低 P品种根系保护酶活性的提高；郭天财等 研究认为，小麦后期
高温引起根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性下降，细胞质膜结构遭到破坏，生理功能明显衰退，但认为
高温对小麦地上部的影响明显大于地下部；周人纲等_l。。提出，高温(34℃1～5d)热锻炼提高小麦叶片膜的稳
定性和超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性，耐热型品种的提高程度大大高于热敏感品种，并认为可溶性蛋
白质含量的变化与耐热性紧密相关。本研究结果表明，水稻灌浆期各项生理机能已趋向衰退，对逆境反应
敏感 ，高温胁迫对水稻根系的生理活性或多或少都有不良影响，高温胁迫后供试品种生理活性较对照均有
所下降，但耐热型品种与热敏感型品种相比降幅较小，尤其是热敏感型品种根系超氧化物歧化酶、过氧化物
酶活性降幅远大于耐热型品种，根系丙二醛含量积累量较高。本试验条件下耐热水稻品种根系氧化力与对
照比较差异很小，说明高温虽然对耐热型水稻品种根系生理活性产生不良影响，但未波及至根系生理机能，
而对热敏感型品种根系a一萘胺氧化量的影响非常显著，这也是不同高温耐性品种根系之间的差异，根系a一萘
胺氧化力可作为根系耐热指标之一。
参 考 文 献
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5 黄英金，杨芝燕，饶志明等．灌浆期高温胁迫下水稻叶片叶绿素降解的活性氧损伤及调控研究．江西农业大学学报，2000，22(5)：1-6
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9 郭天财，王晨阳，朱云集等．后期高温对小麦根系及地上部衰老的影响．作物学报，1998，24(6)：956～961
lO周人纲，樊志和，李晓芝等．热锻炼对小麦叶片细胞膜及有关酶活性的影响．作物学报，1995，21(5)：568～572
11 Ginnopolitis C．N．．Ries S．N．Superoxide dismutases I．Occurrence in higher plants．Plant Physio1．，1997，59：309～314
12 Aebi H．Catalase in vitro．Method Enzymol，1984，105：121～126
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