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[1]林兵,赵步洪.水稻耐盐碱生理机制与遗传改良的研究进展[J].江苏农业科学,2022,50(16):37-43,238.
 Lin Bing,et al.Research advances of physiological mechanism and genetic improvement in salt and alkali tolerance of rice[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2022,50(16):37-43,238.
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水稻耐盐碱生理机制与遗传改良的研究进展(PDF)
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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第50卷
期数:
2022年第16期
页码:
37-43,238
栏目:
专论与综述
出版日期:
2022-08-15

文章信息/Info

Title:
Research advances of physiological mechanism and genetic improvement in salt and alkali tolerance of rice
作者:
林兵1赵步洪2
1.江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院,江苏扬州 225009; 2.江苏里下河地区农业科学研究所,江苏扬州 225007
Author(s):
Lin Binget al
关键词:
水稻耐盐碱性生理机制数量性状调控技术
Keywords:
-
分类号:
S511.01
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
土壤盐碱胁迫是作物生产的重要障碍,钠离子则是引起水稻盐碱危害的主要因素。了解水稻耐盐碱生理机制和遗传改良的途径,对于耐盐碱品种的选育和减轻盐碱危害的生理研究有重要意义。水稻根系既是向植株地上部输送水分和养分的场所,又是最先感知土壤盐碱度的器官,根系对盐碱信号的感应在研究水稻对盐碱胁迫的响应中起到重要作用,是研究水稻耐盐碱生理的一个关键方向。本文从根系对无机离子吸收与调控、渗透物质平衡及转运蛋白调节、激素调节等方面概述了水稻耐盐碱胁迫的生理机制,从数量性状位点分子标记、耐盐碱水稻种质资源的利用和品种培育等方面介绍了盐碱胁迫遗传改良的研究进展。同时,本文基于多年来国内外研究,对水稻耐盐碱的生理机制和水稻耐盐碱基因定位及分子标记改良目前存在的问题进行了总结,讨论了减轻水稻盐碱胁迫的综合调控技术并提出了今后研究的重点内容。
Abstract:
-

参考文献/References:

[1]吴家富,杨博文,向珣朝,等. 不同水稻种质在不同生育期耐盐鉴定的差异[J]. 植物学报,2017,52(1):77-88.
[2]王才林,张亚东,赵凌,等. 耐盐碱水稻研究现状、问题与建议[J]. 中国稻米,2019,25(1):1-6.
[3]谢国生,朱伯华,彭旭辉,等. 水稻苗期对不同pH值下NaCl和NaHCO3胁迫响应的比较[J]. 华中农业大学学报,2005,24(2):121-124.
[4]程海涛,苏展,曹萍,等. NaCl和Na2CO3胁迫对水稻籼粳杂交后代群体发芽与幼苗生育的影响[J]. 沈阳农业大学学报,2010,41(1):73-77.
[5]祁栋灵,张三元,曹桂兰,等. 水稻发芽期和幼苗前期耐碱性的鉴定方法研究[J]. 植物遗传资源学报,2006,7(1):74-80.
[6]李彬,王志春,孙志高,等. 中国盐碱地资源与可持续利用研究[J]. 干旱地区农业研究,2005,23(2):154-158.
[7]王忠. 植物生理学[M]. 2版. 北京:中国农业出版社,2010.
[8]祁栋灵,郭桂珍,李明哲,等. 水稻耐盐碱性生理和遗传研究进展[J]. 植物遗传资源学报,2007,8(4):486-493.
[9]王旭明,赵夏夏,陈景阳,等. 低盐胁迫对5个海水稻种质若干生理生化指标的影响[J]. 热带农业科学,2018,38(8):24-29.
[10]荆培培. 水稻品种耐盐性及其生理特征的研究[D]. 扬州:扬州大学,2018:10-15.
[11]朱晓军,杨劲松,梁永超,等. 盐胁迫下钙对水稻幼苗光合作用及相关生理特性的影响[J]. 中国农业科学,2004,37(10):1497-1503.
[12]王燕,刘青,华春,等. 外源亚精胺对盐胁迫下水稻根系抗氧化酶活性的影响[J].西北农业学报,2009,18(6):161-165.
[13]吴其褒,胡国成,柯登寿,等. 俄罗斯水稻种质资源的苗期耐盐鉴定[J]. 植物遗传资源学报,2008,9(1):32-35.
[14]方先文,汤陵华,王艳平.耐盐水稻种质资源的筛选[J]. 植物遗传资源学报,2004,5(3):295-298.
[15]祁栋灵,韩龙植,张三元.水稻耐盐/碱性鉴定评价方法[J]. 植物遗传资源学报,2005,6(2):226-230,235.
[16]耿雷跃,马小定,崔迪,等. 水稻全生育期耐盐性鉴定评价方法研究[J]. 植物遗传资源学报,2019,20(2):267-275.
[17]潘晓飚,谢留杰,黄善军,等. 杂交水稻不同生育阶段的耐盐性及育种策略[J]. 江苏农业科学,2017,45(6):56-60.
[18]Ahmed S,Anik T R,Islam A,et al. Screening of some rice (Oryza sativa L.) genotypes for salinity tolerance using morphological and molecular markers[J]. Biosciences,Biotechnology Research Asia,2019,16(2):377-390.
[19]徐晨,凌风楼,徐克章,等. 盐胁迫对不同水稻品种光合特性和生理生化特性的影响[J]. 中国水稻科学,2013,27(3):280-286.
[20]隆艳喜,唐玙璠,吴楠,等. 水稻耐盐调节机制的研究进展[J]. 分子植物育种,2018,16(7):2364-2370.
[21]王旭明,赵夏夏,黄露莎,等. 盐胁迫下4个不同耐盐基因型水稻Na+、K+积累效应[J]. 热带作物学报,2018,39(11):2140-2146.
[22]陈惠哲,Ladatko N,朱德峰,等. 盐胁迫下水稻苗期Na+和K+吸收与分配规律的初步研究[J]. 植物生态学报,2007,31(5):937-945.
[23]徐芬芬,彦有娟,韦蓉香. NaCl和Na2CO3胁迫对水稻根系生长的影响[J]. 杂交水稻,2020,35(3):76-78.
[24]张振华,刘强,宋海星,等. 水稻生长、根系生理特性和ABA含量的基因型差异与耐盐性的关系[J]. 植物营养与肥料学报,2011,17(5):1035-1043.
[25]Wu H H. Plant salt tolerance and Na+sensing and transport[J]. The Crop Journal,2018,6(3):215-225.
[26]Chen G,Hu Q D,Luo L,et al. Rice potassium transporter OsHAK1 is essential for maintaining potassium-mediated growth and functions in salt tolerance over low and high potassium concentration ranges[J]. Plant,Cell & Environment,2015,38(12):2747-2765.
[27]Dave A,Sanadhya P,Joshi P S,et al. Molecular cloning and characterization of high-affinity potassium transporter (AlHKT2;1) gene promoter from halophyte Aeluropus lagopoides[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2021,181:1254-1264.
[28]Ali A,Raddatz N,Pardo J M,et al. HKT sodium and potassium transporters in Arabidopsis thaliana and related halophyte species[J]. Physiologia Plantarum,2021,171(4):546-558.
[29]Demidchik V,Tester M. Sodium fluxes through nonselective cation channels in the plasma membrane of protoplasts from Arabidopsis roots[J]. Plant Physiology,2002,128(2):379-387.
[30]Alqahtani M,Lightfoot D J,Lemtiri-Chlieh F,et al. The role of PQL genes in response to salinity tolerance in Arabidopsis and barley[J]. Plant Direct,2021,5(2):e00301.
[31]Zepeda-Jazo I,Shabala S,Chen Z H,et al. Na+-K+transport in roots under salt stress[J]. Plant Signaling & Behavior,2008,3(6):401-403.
[32]Bassil E,Tajima H,Liang Y C,et al. The Arabidopsis Na+/H+antiporters NHX1 and NHX2 control vacuolar pH and K+homeostasis to regulate growth,flower development,and reproduction[J]. The Plant Cell,2011,23(9):3482-3497.
[33]Leidi E O,Barragán V,Rubio L,et al. The AtNHX1 exchanger mediates potassium compartmentation in vacuoles of transgenic tomato[J]. The Plant Journal,2010,61(3):495-506.
[34]Zeng Y,Li Q,Wang H Y,et al. Two NHX-type transporters from Helianthus tuberosus improve the tolerance of rice to salinity and nutrient deficiency stress[J]. Plant Biotechnology Journal,2018,16(1):310-321.
[35]Dong J M,Liu C Y,Wang Y Y,et al. Genome-wide identification of the NHX gene family in Punica granatum L. and their expressional patterns under salt stress[J]. Agronomy,2021,11(2):264.
[36]郭岩,张耕耘,陈少麟,等. 抗羟脯氨酸水稻变异系的筛选及其特性的研究[J]. 实验生物学报,1993,26(2):101-107.
[37]郭彦,张文会,杨洪双,等. 盐胁迫下水稻发芽特性和幼苗耐盐生理基础[J]. 安徽农业科学,2006,34(6):1053-1054.
[38]贺道耀,余叔文. 水稻高脯氨酸愈伤组织变异体的选择及其耐盐性[J]. 植物生理学报,1995,21(1):65-72.
[39]曲雪萍,贺道耀,余叔文. 水稻中p5cs基因的存在及其在高脯氨酸变异系中的作用[J]. 植物生理学报,1998,24(1):49-54.
[40]王旭明,麦绮君,周鸿凯,等. 盐胁迫对4个水稻种质抗逆性生理的影响[J]. 热带亚热带植物学报,2019,27(2):149-156.
[41]耿贵,李任任,吕春华,等. 外源调节物质对盐胁迫下植物生长调控研究进展[J]. 中国农学通报,2020,36(24):85-90.
[42]曾华. 植物耐盐碱机制研究进展[J]. 北方水稻,2017,47(2):58-61.
[43]王培培. 拟南芥磷脂酶D调控生长素信号转导和应答盐胁迫的分子机理[D]. 南京:南京农业大学,2018:15-59.
[44]高添乐,陈丹仪,李云峰,等. 外源赤霉素对盐胁迫下甜玉米幼苗生理性状的影响[J]. 种子,2019,38(6):48-50.
[45]廖祥儒,贺普超,朱新产. 玉米素对盐渍下葡萄叶圆片H2O2清除系统的影响[J]. 植物学报(英文版),1997,39(7):641-646.
[46]Zhang D Y,Li J N,Niu X,et al. GhANN1 modulates the salinity tolerance by regulating ABA biosynthesis,ion homeostasis and phenylpropanoid pathway in cotton[J]. Environmental and Experimental Botany,2021,185:104427.
[47]Khan M A,Ansari R,Gul B,et al. Dormancy and germination responses of halophyte seeds to the application of ethylene[J]. Comptes Rendus Biologies,2009,332(9):806-815.
[48]宋雪飞,甘淳丹,赵海燕,等. 叶面喷施褪黑素调控水稻幼苗耐盐性的浓度效应研究[J]. 土壤学报,2018,55(2):455-466.
[49]廖姝,倪祥银,齐泽民,等. 水杨酸对NaCl胁迫下大豆种子萌发和幼苗逆境生理的影响[J]. 内江师范学院学报,2013,28(2):39-42.
[50]沙汉景,胡文成,贾琰,等. 外源水杨酸、脯氨酸和γ-氨基丁酸对盐胁迫下水稻产量的影响[J]. 作物学报,2017,43(11):1677-1688.
[51]张丽丽,倪善君,张战,等. 外源赤霉素对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的缓释效应[J]. 中国稻米,2018,24(2):42-46.
[52]杨艺,常丹,王艳,等. 盐胁迫下茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)对棉花种子萌发及种苗生化特性的影响[J]. 种子,2015,34(1):8-13,18.
[53]林鸿宣,高继平,任仲海,等. 水稻耐盐复杂数量性状的遗传机理及其应用研究[J]. 中国基础科学,2008,10(3):18-19.
[54]黄珊. 水稻耐盐性的遗传机理及遗传效应分析[J]. 安徽农学通报,2017,23(5):50-51,140.
[55]Singh R K,Kota S,Flowers T J.Salt tolerance in rice:seedling and reproductive stage QTL mapping come of age[J]. Theoretical and Applied Genetics,2021,134(11):3495-3533.
[56]Le T D,Gathignol F,Vu H T,et al. Genome-wide association mapping of salinity tolerance at the seedling stage in a panel of Vietnamese landraces reveals new valuable QTLs for salinity stress tolerance breeding in rice[J]. Plants (Basel,Switzerland),2021,10(6):1088.
[57]Pundir P,Devi A,Krishnamurthy S L,et al. QTLs in salt rice variety CSR10 reveals salinity tolerance at reproductive stage[J]. Acta Physiologiae Plantarum,2021,43(2):35.
[58]Nayyeripasand L,Garoosi G A,Ahmadikhah A. Genome-wide association study (GWAS) to identify salt-tolerance QTLs carrying novel candidate genes in rice during early vegetative stage[J]. Rice,2021,14(1):9.
[59]武琦,张萃雯,李双双,等. 水稻芽期耐盐性和耐碱性QTL分析[J]. 黑龙江农业科学,2021(2):6-12.
[60]李佳锐,张萃雯,刘化龙,等. 盐碱胁迫下水稻苗期地上部Na+、K+浓度的QTL分析[J]. 华北农学报,2020,35(2):35-42.
[61]王雪莹. 水稻芽期与苗期耐盐碱QTL定位及生理功能解析[D]. 沈阳:沈阳农业大学,2019:11-21.
[62]黎明辉,朱士伦,李彪,等. 基于水稻染色体片段代换系的耐盐发芽QTL分析[J]. 基因组学与应用生物学,2021,40(2):720-725.
[63]程海涛,姜华,薛大伟,等. 水稻芽期与幼苗前期耐碱性状QTL定位[J]. 作物学报,2008,34(10):1719-1727.
[64]石荃. 水稻耐盐碱性生理和遗传研究进展分析[J]. 南方农机,2020,51(8):39.
[65]刘佳音,邵晓宇,邹丹丹,等. 水稻耐盐碱鉴定方法及评价指标研究进展[J]. 杂交水稻,2019,34(6):1-6.
[66]袁杰,王学强,张燕红,等. 水稻种质资源苗期耐盐性鉴定[J]. 分子植物育种,2020,18(20):6808-6814.
[67]李姝晋,朱建清,叶小英,等. 俄罗斯优质水稻种质资源耐盐性鉴定和耐盐指标的评价[J]. 四川大学学报(自然科学版),2005,42(4):848-851.
[68]李芳兰,罗成科,路旭平,等. 水稻耐碱生理和遗传机制研究现状与展望[J]. 植物遗传资源学报,2021,22(2):283-292.
[69]孙明法,严国红,王爱民,等. 水稻耐盐育种研究进展[J]. 大麦与谷类科学,2017,34(4):1-9.
[70]Fernando L H. The performance of salt resistant paddy,Pokkali in Ceylon[J]. Tropical Agriculture,1949,105:124-126.
[71]Bimpong I K,Manneh B,Sock M,et al. Improving salt tolerance of lowland rice cultivar ‘Rassi’ through marker-aided backcross breeding in West Africa[J]. Plant Science,2016,242:288-299.
[72]Reddy I N B L,Kim S M,Kim B K,et al. Identification of rice accessions associated with K+/Na+ratio and salt tolerance based on physiological and molecular responses[J]. Rice Science,2017,24(6):360-364.
[73]石玉海,李彻,张三元,等. 水稻耐盐碱品种选育初报[J]. 吉林农业科学,1992,17(4):39-41.
[74]陈香兰,王春艳,吕晓波,等. 应用组织培养方法选育耐盐碱水稻新品种[J]. 生物技术,1992,2(5):26-28,16.
[75]张俊国,张三元,赵劲松,等. 耐盐碱、高产、优质水稻新品种长白10的选育报告[J]. 吉林农业科学,2003,28(1):20-22.
[76]李景鹏,田志杰,谷亚娟,等. 耐盐碱优质水稻新品种“东稻12”选育报告[J]. 吉林农业大学学报,2018,40(5):651-654.
[77]汪宗立,李建坤,王志霞. 水稻耐盐性的生理研究 IV.盐渍对超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性的影响[J]. 江苏农业学报,1990,6(2):1-6.
[78]阮松林,薛庆中. 盐胁迫条件下杂交水稻种子发芽特性和幼苗耐盐生理基础[J]. 中国水稻科学,2002,16(3):281-284.
[79]李玉祥,林海荣,梁倩,等. 多巴胺引发对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 中国水稻科学,2021,35(5):487-494.
[80]王北辰,伍国强. 植物高亲和性K+转运蛋白(HAK)研究进展[J]. 植物生理学报,2021,57(5):1065-1073.
[81]谢树鹏,李俊峰,张广彬,等. QTL技术在水稻耐盐育种上的应用[J]. 黑龙江农业科学,2010(4):7-10.
[82]藏金萍,曹志艳,李姗姗. 水稻耐盐相关QTL研究进展[J]. 安徽农业科学,2011,39(20):12041-12043.
[83]孙志国,刘冉,吴昊,等. 保水缓释肥对盐胁迫下水稻生长和光合特性的调控[J]. 土壤学报,2016,53(3):757-767.
[84]王志春. 盐碱洼地水稻综合栽培技术[J]. 资源开发与市场,1999,15(4):195.
[85]魏立兴. 外源脱落酸对水稻(Oryza sativa L.)盐碱胁迫的诱抗效应及其生理机制[D]. 哈尔滨:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2015:1-5.
[86]黄益宗,张文强,招礼军,等. Si对盐胁迫下水稻根系活力、丙二醛和营养元素含量的影响[J]. 生态毒理学报,2009,4(6):860-866.

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[1]马旭俊,刘春娟,吕世博,等.绿色荧光蛋白基因在水稻遗传转化中的应用[J].江苏农业科学,2013,41(04):35.
[2]李岳峰,居立海,张来运,等.水分胁迫下丛枝菌根对水稻/绿豆间作系统 作物生长和氮磷吸收的影响[J].江苏农业科学,2013,41(04):58.
[3]崔月峰,孙国才,王桂艳,等.不同施氮水平和前氮后移措施对水稻产量 及氮素利用率的影响[J].江苏农业科学,2013,41(04):66.
[4]张其蓉,宋发菊,田进山,等.长江中下游稻区水稻区域试验品种抗稻瘟病鉴定与评价[J].江苏农业科学,2013,41(04):92.
[5]王麒,张小明,卞景阳,等.不同插秧密度对黑龙江省第二积温带水稻产量及产量构成的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):60.
 Wang Qi,et al.Effect of different transplanting density on yield and yield component of rice in second temperature zone of Heilongjiang Province[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(16):60.
[6]张国良,张森林,丁秀文,等.基质厚度和含水量对水稻育秧的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):62.
 Zhang Guoliang,et al.Effects of substrate thickness and water content on growth of rice seedlings[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(16):62.
[7]赵忠宝,朱清海.稻-蟹-鳅生态系统的能值分析[J].江苏农业科学,2013,41(05):349.
 Zhao Zhongbao,et al.Emergy analysis of paddy-crab-loach ecosystem[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(16):349.
[8]杨红福,姚克兵,束兆林,等.甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对水稻恶苗病的田间药效[J].江苏农业科学,2014,42(12):166.
 Yang Hongfu,et al.Field efficacy of strobilurin fungicides against rice bakanae disease[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(16):166.
[9]唐成,陈露,安敏敏,等.稻瘟病诱导水稻幼苗叶片氧化还原系统的特征谱变化[J].江苏农业科学,2014,42(12):141.
 Tang Cheng,et al.Characteristic spectral changes of redox homeostasis system in rice seedling leaves induced by rice blast[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(16):141.
[10]万云龙.优质水稻—春甘蓝轮作高效栽培模式[J].江苏农业科学,2014,42(12):90.
 Wan Yunlong.Efficient cultivation mode of high quality rice-spring cabbage rotation[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(16):90.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2021-11-09
基金项目:国家重点研发计划(编号:2018YFD0300800、2016YFD0300206-4)。
作者简介:林兵(1996—),男,安徽安庆人,硕士研究生,研究方向为水稻栽培与生理。E-mail:1595942188@qq.com。
更新日期/Last Update: 2022-08-20