不同基因型水稻耐淹性对钾肥运筹模式响应特性的研究

Great progress has been achieved in the field of increase rice submergence tolerance in recent years. A high submergence tolerance gene “Sub1”has been identified and introgress into the traditional rice varieties to increase the rice submergence tolerance. However, it is still not clear that whether the Sub1 gene will bring negative effects to the rice. Increasing the potassium input amount has the function to enhance the submergence tolerance of indica type rice too, however, this result still needs to be improved by investigating the response of submergence tolerance to potassium management under different rice genotypes. In order to solve the problems mentioned above, we plans to conduct a pot experiment, different rice genotypes have been chosen as experiment materials and different potassium managements have been set as experiment treatments. After completely submergence, the recovery rate, the percentage of survival rate and other agronomic and physiological traits will be compared among these rice genotypes under different treatments in order to clarify the response of rice submergence tolerances to potassium management. In additionally, we plan to investigate the differences of potassium absorption, distribution and utilization between the rice genotypes with and without Sub1 genes to identify the potential effects of the presence of Sub1 genes on the absorption and utilization of potassium by the rice.

近年来，水稻抗淹水胁迫研究取得了积极的进展，具有高淹水抗性的“Sub1”基因被成功定位并导入普通水稻中以培育耐淹水稻品种，但是Sub1基因的导入也可能给普通水稻的农艺与生理特性带来潜在负面影响，需开展针对性研究；增施钾肥也具有提高普通籼稻耐淹能力的作用，但需进一步研究不同基因型水稻耐淹性对施钾量、施钾模式的响应特性以完善上述结论。本研究拟通过盆栽试验的方式，选择不同基因型的水稻作为供试材料，设置不同的施钾量与淹水后追钾模式作为试验处理，经淹水处理后，重点比较各基因型水稻在不同施钾量下的存活率及相应的生理指标，各基因型水稻在不同追钾模式下的恢复特性，同时比较导入与未导入Sub1基因品种在钾素吸收、分配与利用上的差异。意在阐明不同基因型水稻耐淹性对施钾量以及钾肥运筹模式的响应特性，并完整的评估Sub1基因的导入对水稻钾素吸收利用的影响，以期为水稻耐淹品种的选育与耐淹栽培技术的构建提供理论依据

营养生长期淹水胁迫显著抑制水稻的产量，钾素作物水稻最主要的营养元素之一，具有提高水稻抗逆境能力的作用，但不同类型（基因型）水稻耐淹性对钾肥和钾肥运筹模式的响应特性则鲜有研究。本研究与2018年-2020年在浙江省农业科学院网室内开展，共包括两个盆栽试验。试验1选择IR64（常规籼稻）、浙粳99（常规粳稻）、Y两优689（籼型杂交稻）和浙优18（籼粳杂交稻）作为试验材料。设置：不淹水对照（CK）、淹水（SV）两个主处理，在每个主处理下进一步设置K0、K90、K180 3个施钾处理（分别代表施钾量0、90、180 kg hm-2），意在阐明不同类型品种耐淹性对施钾量的响应特性。结果显示，相比于不淹水对照，各类型水稻品种经过淹水胁迫后，存活率、生长特性以及产量构成因子相比于对照均出现不同程度的下降，但常规粳稻，籼粳杂交稻存活率和产量构成因子则下降不显著，相比于常规籼稻和籼粳杂交稻表现出了较高的耐淹性。淹水胁迫不会直接导致植株体钾素的流失，但显著的降低水稻的钾素积累量。增施钾肥对籼粳杂交稻和籼型杂交稻的耐淹性提高较为有限，但常规粳稻的钾素积累量与水稻的生长速率、单位面积有效穗数及颖花数呈正相关，表明钾肥可促进常规粳稻耐淹性的提高。试验2选择与试验1相同的品种类型，在不淹水对照和淹水处理下，进一步设置T0、T3、T6 3个处理（分别代表退水后0、3、6天追肥），意在阐明退水后不同时间追肥对不同类型水稻耐淹性的影响。结果表明，籼粳杂交稻和常规粳稻在T6处理下，水稻在淹水后生长速率，成熟期的单位面积有效穗数和每穗粒数最高，因此对于上述两种类型的水稻品种，应在退水后6天追肥；籼型杂交稻在T3（退水后3天追肥）处理下，淹水后的恢复性和和成熟期的产量构成因子较高，常规籼稻的耐淹性对于退水后追肥时间的响应特性不显著。本研究为优化钾肥运筹模式，提高水稻的耐淹性提供了有用的信息。