東北地理所水稻耐鹽堿生理機制研究取得新進展

　　全世界有超過8億公頃的土地受到鹽化或堿化的影響，嚴重威脅世界糧食安全和生態安全。研究表明，在新開墾的鹽堿地上種植水稻能夠加速鹽堿地改良的步伐。然而，水稻作為鹽敏感作物，在鹽堿脅迫下其生長發育及產量受到嚴重抑制。因此，揭示水稻響應鹽堿脅迫的生理機制對水稻耐鹽堿育種以及鹽堿稻作區水稻增產具有重要的科學意義。

　　土壤堿化往往與鹽化相伴而生，鹽堿脅迫的顯著特征是高鹽和高堿脅迫引起的離子毒害，高pH和高滲透壓引起的植物生長或生理生化障礙。目前，對鹽堿脅迫脅迫因子的研究主要集中在鹽脅迫和滲透脅迫，而對堿脅迫的研究相對較少。中科院東北地理與農業生態研究所鹽漬土生態與改良學科組用Na2CO3，NaCl和PEG6000溶液模擬三種脅迫因子，揭示了水稻對不同脅迫因子的生理響應。結果表明，滲透脅迫對種子的萌發產生強烈抑制作用，其次為堿脅迫(pH=11.18)和鹽脅迫(EC=10.93mS/cm)，致死閾值分別為35，70和200mmolC/L，表明種子萌發的初級階段，水分仍是限制萌發的主要因子。而進入水稻幼苗生長階段，堿脅迫的生長抑制更為嚴重，幼苗總根長、總根表面積、根數以及根體積和株高均顯著下降。進一步分析幼苗根系的傷害度以及細胞凋亡相關基因OsNAC4的表達水平發現，堿脅迫對幼苗根細胞造成了嚴重傷害。以上結果表明，堿脅迫主要是通過對根系造成致命傷害進而嚴重抑制幼苗的生長發育。同時發現，水稻在鹽堿脅迫下積累大量的滲透調節物質，并且在堿脅迫下積累最多，推測其可能是水稻應答堿脅迫引發細胞損傷導致的一種結果。

　　上述該研究工作得到了中國科學院西部行動計劃(KZCX2-XB3-06)，公益性行業(農業)科研專項經費項目(No.200903001)等資助，可為揭示植物適應鹽堿脅迫的分子機制以及耐鹽堿水稻分子育種提供重要線索。相關研究成果在線發表在美國學術期刊Agronomy Journal上。

　　論文信息：Bing-Sheng Lv, Xiao-Wei Li, Hong-Yuan Ma, Yang Sun, Li-Xing Wei, Chang-Jie Jiang,* and Zheng-Wei Liang*(2013)Differences in Growth and Physiology of Rice in Response to Different Saline-Alkaline Stress Factors. Agronomy Journal . 105(4):1119-1128.