不同耐热性水稻品种维管束解剖性状的比较

不同耐热性水稻品种维管束解剖性状的比较

摘要：从穗颈节间、一次枝梗、叶片、二次枝梗、叶鞘等不同部位比较了不同耐热性水稻品种的维管束解剖性状。结果表明，不同耐热性水稻品种间的维管束解剖性状存在较大的差异，耐热品种穗颈的大、小维管束个数之比大于不耐热品种，耐热品种穗颈的大维管束面积/茎壁面积大于不耐热品种，耐热品种叶片主脉的韧皮部面积/导管面积大于不耐热品种。这些差异有望作为水稻耐热性育种中单株选择的指标，以利于水稻耐热资源的筛选、鉴定与利用。关键词：水稻；耐热性；维管束解剖性状

中图分类号：s511；q944.5 文献标识码：a 文章编号：0439-8114（2013）02-0262-03

水稻高温热害在许多盛产水稻的国家都有发生[1]，也是我国稻作的主要自然灾害[2]。气候预测表明，温室效应将导致全球气温上升，整个种植业面临高温挑战，因此耐热性研究变得日趋重要[3]。国外从20世纪70年代开始就以高温胁迫后结实率与常温下结实率的比值为指标进行了耐热品种的筛选以及耐热性的数量遗传分析[1，4，5]；国内徐云碧等[6]也报道过早稻不同品种耐热性的差异。加速选育、推广应用耐热性强的优良品种是防止高温这一自然灾害的根本性措施[4，7，8]。选育耐热性强的品种的前提是有具体可行的选择指标。目前可供选择而又简便的指标不多。研究从不同耐热性水稻品种的叶片、叶鞘、穗颈节间、一次枝梗、二次枝梗5个部位的维管束解剖性状入手，探讨不同耐热性水稻品种在

维管束解剖性状方面的差异，以期找到可用于水稻耐热性育种中单株选择的指标，以利于水稻耐热资源的筛选、鉴定与利用。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2010年在江西农业大学农学实验站网室试验田进行。试验选用株高、生育期、粒重等性状基本一致，但灌浆期耐热性有极显著差异的2个水稻品种为供试材料，其中赣早籼56为耐热品种，华粳籼26为热敏感品种。根据各品种播种至抽穗时间调整播种期，错期播种，以使各品种同期抽穗。所有供试材料4月20日同时移栽，常规管理并均匀一致。

1.2 方法

1.2.1 取样方法于乳熟期统一取样，各品种均在标记为同一天抽穗的主穗上分别取样。穗颈节间：在穗颈节下1 cm处取茎秆样；叶片：在剑叶上距叶枕1/3处取样；叶鞘：在剑叶叶枕下方3 cm

处取样；枝梗：在主穗的第四个一次枝梗上取一次枝梗样，在第四个一次枝梗的第二个二次枝梗上取二次枝梗样。

1.2.2 切片、染色方法取样后立即用faa液固定，常规石蜡切片制作横切片[9]，切片厚度12 μm，高碘酸-锡夫（pas）试剂染色[10，11]，中性树胶封片。

1.2.3 测量方法在显微镜中安装显微测微尺进行测量。水稻的髓腔是指水稻茎秆横切面“中空”的部分，穗颈节间处茎秆的髓腔形状很规则，呈圆形，分别用游标卡尺和显微测微尺测量，以圆的

面积公式计算。在显微镜下计数穗颈节间大、小维管束数目，维管束面积用椭圆形面积公式计算，各部位木质部均主要计算导管的面积（按椭圆形公式计算），枝梗的小维管束面积按三角形面积公式计算，枝梗的横切面积是在显微镜中安装显微测微尺测量，其他的测定均主要参考黄璜[12]的方法，穗颈节间的横切面积、髓腔面积、各部位维管束面积、各部位韧皮部面积按椭圆形面积公式计算，茎壁面积为横切面积与髓腔面积之差。

1.2.4 统计方法每品种的穗颈节间、叶片、一次枝梗、二次枝梗、叶鞘5个部位均8次重复测量。采用dps数据处理系统[13]对所观察的维管束解剖性状进行分析。

2 结果与分析

水稻不同耐热品种之间在穗颈节间、叶片、一次枝梗、二次枝梗、叶鞘5个部位的维管束解剖性状差异见表1。

2.1 穗颈节间维管束解剖性状的比较

由表1可知，对于穗颈节间维管束解剖性状而言，耐热品种的大维管束面积/茎壁面积大于不耐热品种，且耐热品种的大维管束面积/茎壁面积大于0.5，也即大维管束面积大于茎壁中除大维管束以外的包括薄壁组织、机械组织和小维管束的面积之和；不耐热品种的大维管束面积/茎壁面积小于0.5，也即大维管束面积小于茎壁中除大维管束面积以外的包括薄壁组织、机械组织和小维管束的面积之和。对于穗颈节间的大维管束个数/小维管束个数而言，耐热品种大于不耐热品种，且耐热品种的大维管束个数/小维管束个数大

于1，也即大维管束个数比小维管束个数多；不耐热品种的大维管束个数/小维管束个数小于1，也即大维管束个数比小维管束个数少。

另外，髓腔面积/茎壁面积、韧皮部面积/导管面积、韧皮部面积/维管束面积、导管面积/维管束面积4个性状是不耐热品种大于耐热品种；而茎壁面积/节间横切面积、维管束总面积/茎壁面积、维管束总面积/横切面积、大维管束面积/节间横切面积4个性状是耐热品种大于不耐热品种。

2.2 不同部位维管束解剖性状的比较

由表1可知，对于韧皮部面积/导管面积，在叶鞘、穗颈节间、一次枝梗3个部位是不耐热品种大于耐热品种，而在叶片（包括主脉和侧脉）、二次枝梗是耐热品种大于不耐热品种。

从韧皮部面积占的比例来看，除一次枝梗和叶片主脉外，叶片侧脉、叶鞘、穗颈节间、二次枝梗4个部位都是不耐热品种大于耐热品种。

从导管面积占的比例来看，叶片、穗颈节间、二次枝梗是不耐热品种大于耐热品种；叶鞘、一次枝梗是耐热品种大于不耐热品种。

3 小结与讨论

贯穿整个水稻植株体的维管束系统是其主要的输导组织，承担着植株体内的长距离运输功能，维管束主要由木质部和韧皮部构成，由导管构成的木质部主要输送水分和溶解在水中的无机盐，由筛管和伴胞组成的韧皮部主要输送溶解状态的同化物，维管束是水分、

矿物质和有机养分的运输通道，在“源、库、流”中行使“流”的功能。大量研究已证明，水稻穗颈节间大维管束的数目、大小与大穗呈正相关，是流大、流畅的解剖学基础[12，14]。

从穗颈节间的大维管束个数/小维管束个数、大维管束面积/茎壁面积来看，耐热品种的大维管束个数多于小维管束个数，大维管束面积占茎壁面积的50%以上；不耐热品种的小维管束个数多于大维管束个数，大维管束面积所占茎壁面积不到50%。据此可认为耐热品种穗颈节间的大维管束数/小维管束数大于1与大维管束面积/茎壁面积大于0.5（不耐热品种穗颈节间的大维管束数/小维管束数小于1与大维管束面积/茎壁面积小于0.5）有因果关系。大维管束面积占的比例越大，说明“流”越畅，这可能是在高温胁迫条件下耐热品种比不耐热品种灌浆饱满的原因。

试验结果表明，不管是耐热品种还是不耐热品种，对于韧皮部面积/导管面积，在穗颈节间、一次枝梗、二次枝梗3个部位均是大于1，而在叶片侧脉、叶鞘均小于1，这与以往的报道相一致[15]，也即这应该看作是品种间的普遍现象，而不是不同耐热性品种间的差异。但对于叶片主脉的韧皮部面积/导管面积，耐热品种大于1，而不耐热品种小于1。

综合起来看，不管是穗颈节间的大维管束个数/小维管束个数、大维管束面积/茎壁面积，还是叶片主脉的韧皮部面积/导管面积，都是耐热品种大于不耐热品种，也即耐热品种相对于不耐热品种“流”畅。在高温胁迫下，对维管束“流”的生理活性影响的其他