水稻脆茎突变体细胞壁组分与茎秆力学性能的研究

2020-03-12汪清焰刘斌美叶亚峰吴跃进

生物学杂志 2020年1期

汪清焰，刘斌美，杨阳，叶亚峰，任艳，吴跃进

(1. 中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所，合肥 230031；2. 中国科学技术大学，合肥 230026)

脆茎突变是指植物在生长过程中其茎秆脆性增加的一种突变类型，其中以水稻的脆茎突变较为经典。脆茎突变对水稻有诸多优势，首先脆茎突变会使水稻茎秆变脆易于破碎还田，减少农民因秸秆不易处置而直接就地焚烧的现象发生；其次是脆茎突变使得水稻茎秆纤维素相对含量降低，半纤维素和木质素相对含量升高，水稻茎秆的营养成分结构因此发生改变，从而有望成为一种适合反刍动物食用的新型饲料来源[1-2]；此外，脆茎突变能调控水稻的株高和茎粗壁厚，而水稻倒伏现象的发生主要与水稻的株高、节间长、茎粗以及壁厚等性状有关[3-4]，这些性状的差异使得水稻茎秆的抗折力、机械强度等力学性能发生一定的改变[5-6]，从而实现脆而不倒。将脆茎突变体水稻培育成谷秆两用的经济型作物，实现资源高效利用，对于绿色农业发展具有重要意义[7]。如何有针对性的选育脆茎突变体水稻，是本研究的研究目标。

本研究围绕粳稻品种武运粳7号(野生型)以及重离子辐照背景下筛选的11个脆茎突变体材料开展研究，分析脆茎突变体材料相对其野生型在农艺性状、茎秆细胞壁成分、相关力学性能等方面的差异，以期为进一步解析脆茎突变体的脆性机制提供理论支撑。