外源Si对水稻生长状况及稻瘟病抗性的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1168

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (13): 141-147.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1168

所属专题：生物技术；水稻；农业生态

外源Si对水稻生长状况及稻瘟病抗性的影响

曾玥¹^,²(), 李龙国¹^,², 李一晗¹^,², 谭霄¹^,², 谭博¹^,²()

¹水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,成都 610065
²四川大学水利水电学院,成都 610065

收稿日期:2021-12-06 修回日期:2022-02-18 出版日期:2022-05-05 发布日期:2022-06-08
通讯作者: 谭博
作者简介:曾玥,女,1996年出生,硕士研究生,主要研究方向为农业水土环境与植物生理学。通信地址：610065 四川省成都市一环路南一段24号四川大学望江校区水利水电学院,E-mail： zengyue@stu.scu.edu.cn。
基金资助:
四川省科技厅重点研发项目“土壤重金属污染修复对面源污染物迁移影响机理及协同治理技术研究与示范”(2019YFN0153);高校基本科研业务费“基于胶体复合材料的重金属污染土壤-地下水修复技术研究”(2021SCU12037)

Effect of Exogenous Silicon Application on Rice (Oryza sativa) Growth and Rice Blast Resistance

ZENG Yue¹^,²(), LI Longguo¹^,², LI Yihan¹^,², TAN Xiao¹^,², TAN Bo¹^,²()

¹State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Chengdu 610065
²College of Water Resource and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065

Received:2021-12-06 Revised:2022-02-18 Online:2022-05-05 Published:2022-06-08
Contact: TAN Bo

摘要/Abstract

摘要：

外源Si对提高水稻对病害的抗性有显著影响,但水稻应激防御系统对外源Si的响应机制尚缺乏深入研究。为探究不同浓度外源Si对稻瘟病胁迫下水稻的生长状况、产量及抗性的影响,在人工接种稻瘟病菌的条件下进行水稻盆栽试验。测算了水稻株高、穗数、穗长、地上部生物量和千粒重等生长数据,同时测量了水稻稻穗中MDA的含量和防御相关酶(PPO、CAT、SOD、POD)的活性。结果表明,施Si处理使水稻的稻瘟病病情指数下降了44.47%;显著提高了稻穗中PPO、CAT和SOD的活性,降低了POD的活性和MDA含量,缓解了稻瘟病引起的氧化胁迫;显著增加水稻株高,使其茎叶更加挺直,降低病菌的感染和传播;最终提高地上部干物质量积累,相比染病组的产量提高61.2%。因此,Si能够通过参与植物生理代谢过程,有效增强水稻抵御稻瘟病的抗性,提高植株活力,有效减少植株损伤。

关键词: 水稻, 稻瘟病, 外源Si, 氧化应激

Abstract:

Exogenous silicon (Si) application has been proved to be an effective approach to boost pathological resistance in rice, yet the response mechanism of rice stress defense system to exogenous Si is still lacking in-depth investigation. To study the effects of Si on rice growth, yield, and resistance under blast stress, pot experiments were carried out under the condition of artificial inoculation of blast fungus. The plant height, number of panicles, panicle length, aboveground biomass, and thousand-grain weight were measured. The MDA content and the activities of defense-related enzymes (PPO, CAT, SOD, and POD) in panicles were analyzed. The results showed that the disease index was decreased by 44.47% with Si application. The PPO, CAT, and SOD activities in panicles were significantly increased, the POD activity and MDA content were decreased, and the oxidative stress induced by the rice blast was alleviated. Si remarkably increased the plant height, boosted its vigor, and inhibited the infestation and spread of the blast fungus. Finally, the dry matter weight of the shoot was increased, and the yield was increased by 61.2% compared with that of the infected group. Therefore, Si could effectively enhance rice blast resistance, increase plant vigor, and effectively reduce plant damage by participating in the plant physiological metabolism process.

Key words: rice, rice blast, exogenous silicon, oxidative stress

中图分类号:

TV93
S311

曾玥, 李龙国, 李一晗, 谭霄, 谭博. 外源Si对水稻生长状况及稻瘟病抗性的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(13): 141-147.

ZENG Yue, LI Longguo, LI Yihan, TAN Xiao, TAN Bo. Effect of Exogenous Silicon Application on Rice (Oryza sativa) Growth and Rice Blast Resistance[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(13): 141-147.

图/表 5

图1. 外源Si浓度与稻瘟病病情指数和病穗率的相关性

图2. 施加外源Si与稻瘟病侵染影响下水稻株高的变化特征

图3. 施加外源Si与稻瘟病侵染影响下水稻的抽穗数及稻穗长度变化特征

图4. 施加外源Si与稻瘟病侵染影响下水稻的千粒重及地上部生物量变化特征

图5. 施加外源Si与稻瘟病侵染影响下水稻的MDA含量及抗氧化酶活性的变化特征

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外源Si对水稻生长状况及稻瘟病抗性的影响

Effect of Exogenous Silicon Application on Rice (Oryza sativa) Growth and Rice Blast Resistance

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