水稻抗倒伏研究进展_王育荣

收稿日期：2010－03－15基金项目：广西自然科学基金项目（桂科自0991038）

作者简介：王育荣（1982－

），女，海南屯昌人，硕士研究生，研究方向为作物种质资源研究与创新。*为通信作者。植株倒伏在水稻生产中普遍发生，一般发生在抽穗后谷粒灌浆期，是水稻内在因素和外界环境综合作用的结果，内因指水稻品种自身的抗倒伏性，其与植株高度、茎秆组织机械强度、茎秆韧性以及地上部各节间的长度密切相关；外因主要指栽培条件，如氮肥施用过多、种植过密、长期深水灌溉等。据报道，每年因水稻倒伏引起的减产量约10％～30％，甚至绝收［1～3］。水稻倒伏导致产量下降，而且会引起稻谷品质变劣，因此，深入开展水稻抗倒伏研究，对实现水稻高产、稳产、优质有着极为重要的意义。

1影响水稻倒伏的因素

1．1品种差异和种植条件对水稻倒伏的影响

1．1．1品种差异水稻品种本身的遗传因素对倒伏起着决定性的作用。不同品种间抗倒伏性差异较大，株型偏矮、节间短、茎秆粗壮、穗颈节紧凑、根系

发达的水稻品种不易倒伏，反之则为易倒伏品种。1．1．2栽培条件一是土壤环境：根系长势与土壤质地、耕作层的厚度有着密切的关系，土壤耕作层太浅、有机质含量低、土壤沙化易导致水稻根部生长环境恶化，致使水稻根系长势差、地上部支持力弱，易引起倒伏。二是栽培密度：水稻移栽密度过高，会加剧群体内个体间水、肥、光、气的竞争，致使个体发育不良、茎秆纤细、基部节间增长、茎秆抗折能力下降、易倒伏。三是肥水管理：氮肥施用过量会引起植株疯长、茎秆纤细、茎壁薄、茎秆韧性小，使其对外界环境条件的抵抗力下降，易倒伏。长时间的深水灌溉会使水稻茎秆节间徒长，同时因供氧不足导致根系生长受阻、长势不发达、扎根不深，一旦遇到风雨极易倒伏。四是病虫害方面：水稻病虫害防治不及时，会使茎秆组织被破坏，茎秆抗折力下降，导致倒伏。常见的致水稻倒伏的病虫害有稻飞

水稻抗倒伏研究进展

王育荣，王福军，于

洁，李

杨，刘丕庆*

（广西大学农学院，南宁530005）

摘要：水稻倒伏是严重影响水稻产量与品质的一个重要因素。影响水稻倒伏的因素主要有品种差异、栽培条件及水稻植株高度等，而秆壁厚度和茎粗与抗倒伏性密切相关，茎秆中贮藏物质含量的多少及组成成分决定其抗倒性能，此外，钾、硅等元素与水稻茎秆的抗倒伏性也密切相关。文章在阐述水稻倒伏的遗传学研究的同时提出了在育种上应选择倒伏指数低的品种（系）作为亲本，尤其应采用以亲本倒伏指数低×低的组配育种方式，并指出应从改善水稻栽培条件和加强抗倒伏品种培育等方面来增强水稻的抗倒伏性。

关键词：水稻；品种特性；栽培措施；抗倒伏性；研究进展中图分类号：S511.01

文献标识码：A

文章编号：1002－8161（2010）06－0545－03

广西农业科学2010，41（6）：Guangxi Agricultural Sciences

545-547Research progress on lodging resistance in rice

WANG Yu－rong ，WANG Fu－jun ，YU Jie ，LI Yang ，LIU Pi－qing *

(Agricultural College,Guangxi University,Nanning 530005,China)

Abstract:Rice lodging is an important factor which has serious impact on the yield and quality of rice.The main

factors which affect rice lodging are varietal differences,cultivation conditions,plant height and others.Thickness of stem wall was found to be closely related to lodging resistance,the content and composition of storage substances in stem plays decisive role in imparting rice lodging resistance.In addition,potassium,silicon and other elements are closely related to lodging resistance.Genetics research on rice lodging resistance has been discussed in the article,and it is pointed out that rice variety (line)with low lodging index should be selected as parents,especially hybrid combinations of two low lodging index coordinate parents and rice lodging resistance should be enhanced from the aspects of improving cultivation condition and strengthening variety breeding for lodging resistance.

Key words:rice;variety characteristic;cultivation measures;lodging resistance;research progress

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虱、纹枯病、稻节瘟、二化螟等。1．2株高对水稻倒伏的影响

株高是决定水稻倒伏的重要因素，国内外许多学者对水稻株高与抗倒伏性之间的关系进行了大量的研究，而结果不尽相同。大量的研究者认为，植株过高是导致水稻倒伏的主要影响因素，也有研究认为水稻抗倒伏能力与株高的关系并不明显［4~6］，杨守仁等［7］认为水稻抗倒伏能力与株高成反比。水稻高产育种要求适当提高株高，以增加生物学产量，从而相应地提高稻谷产量［8］。

2水稻茎秆结构与抗倒伏的关系

前人对水稻茎秆与抗倒伏性的研究表明，秆壁厚度和茎粗与抗倒伏性密切相关。孙旭初［4］的研究表明，水稻茎秆高、弯曲力矩大、秆壁薄、抗折力较低，倒伏指数就高，植株抗倒伏性较弱。段传人等［9］的研究也表明，水稻大小维管束数目、茎粗、茎壁厚度与其强度极限均存在极显著正相关，说明水稻茎秆的抗倒伏性主要是由茎粗、茎壁厚、大小维管束数目决定。赵建明等［10］研究表明，株高、基部节间长、相对重心、鲜重和茎秆长度等对水稻茎秆的抗倒伏性有较大的负效应，而弯曲应力数和断面模数对水稻茎秆的抗倒伏性则有较大的正效应。因此，在育种上，可选择水稻茎秆基部节间长、弯曲应力大、断面模数大及株高适中的植株进行水稻品种的抗倒伏性育种。

3水稻茎秆的化学成分与抗倒伏的关系

前人研究表明，作物茎秆中贮藏物质含量的多少及组成成分决定其抗倒性能，尤其是生育后期茎秆中贮藏物质的含量对维持茎秆强度有重要作用［11］。水稻茎秆中的贮藏物质主要有蔗糖、多糖、淀粉等碳水化合物，其中多糖能促进纤维素及半纤维素的形成，使茎壁增厚、弹性增强，纤维素、半纤维素和木质素是构成细胞壁的主要成分，其含量的多少直接关系到茎秆的机械强度和抗倒伏能力。郭玉华等［12］的研究表明，一定茎秆体积内纤维素含量越高，组织越密实，其抗弯折的强度也就越高，反之，则材质疏松，抗弯折的强度低。Ishimaru 等［13］研究了品种Koshihikari 及其近等基因系高抗倒伏的S1，发现在台风的条件下，Koshihikari 的上部完全弯曲，而S1依然直立，S1茎秆的弹性模量明显比Koshi-hikari 高，经测定发现S1上部茎秆的淀粉含量是Koshihikari 的4．8倍，上部叶片的衰老也比Koshihikari 慢，其结果表明由于上部叶片衰老慢，上部茎秆淀粉含量高、质地坚硬，可导致S1高抗倒伏。Li 等［14］研究了经典水稻脆杆突变体［brittle culm1（bc 1）］，用图位克隆法分离出bc 1基因，该基因编码的一个类

似COBRA 蛋白质，主要在正在发育的厚壁组织和维管束中表达。在这些类型的细胞中，bc 1基因的突变不仅使细胞壁厚度和纤维素含量减少，而且使木质素水平增加。

此外，钾、硅等元素与水稻茎秆的抗倒伏性也密切相关。杨长明等［15］研究表明，茎重、茎壁厚度和抗折力与茎秆硅、钾含量存在显著或极显著正相关，增加硅、钾含量可增强茎秆的抗倒伏性。马国辉等［16］的研究也表明，节间钾含量随着水稻的成熟出现淀积现象，而叶鞘中的钾含量则随着水稻的成熟逐渐减少，叶鞘干物质的输出有利于籽粒的充实、饱满，而茎秆中钾的累积则有利于防止水稻倒伏。

4水稻倒伏的遗传学研究

水稻倒伏的遗传较复杂，已经有许多学者从栽培措施、栽培条件方面进行研究，而从遗传学上提高抗倒伏能力，是一个较为经济有效的方法。

邹德堂［17］对水稻倒伏指数的配合力分析研究表明，水稻倒伏指数的遗传变异以加性效应为主，倒伏指数的一般配合力在世代间的遗传较稳定，特殊配合力变化较大，倒伏指数的一般配合力可以在早期世代测定，水稻倒伏指数的一般配合力效应值与亲本倒伏指数呈正相关，双亲倒伏指数的平均值对后代倒伏指数的影响大于亲本之一的影响，而倒伏指数的细胞质遗传效应不显著。因此，在育种上应选择倒伏指数低的品种（系）作为亲本，尤其以亲本倒伏指数低×低的组配育种方式为宜。

梁康迳等［18］对水稻茎秆抗倒性的遗传互作效应的研究表明，水稻茎秆的抗倒性受到基因加性、显性、加性×加性上位性及其与环境互作效应的显著影响，其中主要受显性效应及其与环境互作效应的影响。因此，采用上位性和环境互作的遗传模型对茎秆抗倒性遗传进行分析，得出的遗传参数更为真实可靠。

5

防止水稻倒伏的措施

5．1

抗倒伏育种

培育抗倒伏品种是解决水稻倒伏问题的最有效方法。邹德堂［17］研究表明，水稻倒伏指数的一般配合力效应值与亲本倒伏指数呈正相关，倒伏指数明显低的一般配合力负向优势明显增大。因此，水稻倒伏在育种上可选择倒伏指数低的品种（系）作为亲本，特别是倒伏指数低×低的组配方式，易培育出倒伏指数低的品种，即抗倒伏品种。5．2防倒伏的栽培措施

一是改善土壤条件并适当深耕。耕层土壤以15～20cm 为宜，使根系生长环境得到良好改善，根系发达，水稻抗倒性增强。二是合理稀植。费宝泉

广西农业科学

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