1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1.课题意义
水稻是世界上最重要的粮食作物，也是中国的主要粮食作物——65的中国人口以水稻作为主食。因此，水稻产量的增加对中国的粮食安全至关重要。随着农村劳动力的转移，农机与农技的配套与推广，水稻机械化种植的重要性日益凸显。机械插秧是我国水稻机械化种植的主要方式，而水稻移栽，尤其小苗移栽，植伤严重推迟水稻生长发育，影响低位分蘖的发生，对机插稻的产量有负面效应。因此，缩短机插稻的缓苗返青期，促进低位分蘖的发生对于机插稻的产量提升有重要意义。本研究通过前期预试验筛选出植物生长调节剂水杨酸，研究植物生长调节物质对机插粳稻缓苗期的作用，及对成熟期产量的影响。
水杨酸（Salicy Licacid ，SA），即邻羟基苯甲酸，是一种简单的酚类化合物，参与调节植物呼吸代谢、种子萌发、成花诱导、衰老及抗逆生理等，被认为是一种新型的植物激素，对提高植物抗逆性具有重要的作用[1]。Hamada[2]用不同浓度的MeSA浸泡小麦种子，发现可以减轻干旱的抑制效应，增加光合速率，抑制暗呼吸，促进幼苗的生长。许明丽[3]等用水杨酸浸泡小麦种子，发现在中度水分胁迫下，小麦幼苗叶片中的SOD含量与非胁迫条件基本一致，表明该条件下，在吸胀和萌发过程中外施水杨酸，可保护幼苗免受水分胁迫造成的膜损伤。植物遭受逆境胁迫的主要特征是活性氧代谢的失调。赵静[4]等通过对烟草幼苗喷施水杨酸，发现水杨酸能够通过增强抗氧化系统的活性，及时有效地清除活性氧，为移栽后烟株快速适应变化的环境提供有利的条件，从而促进烟株根系的快速发育、增强根系活力和根冠比，最终缩短烟株的缓苗期，促进早生快发，为后续的快速生长和干物质积累奠定基础。王林华[5]等结果多项前人试验研究推测，水杨酸在抗环境胁迫方面的正负效应可能与其诱导的H2O2水平有关：低浓度的水杨酸可能诱导适度H2O2的积累，进而诱导防卫反应的产生；而高浓度的水杨酸或细胞内高水平的水杨酸均可能诱导细胞内高浓度的H2O2积累，产生重度氧化胁迫，加剧了环境胁迫伤害。综上，推测适宜浓度的外源水杨酸能够促进植株根系生长发育，增强植株抗氧化系统的活性，为水稻机械移栽后能够早生快发提供有利条件。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标：
揭示水杨酸对机插稻缓苗的调控效应，探索水杨酸影响机插稻移栽后根系生长、分蘖发生、缓苗返青的原因，为水杨酸在实际生产中应用提供依据。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
1.研究方法：
通过不同浓度水杨酸浸种，并进行机插稻移栽后的盆栽和大田试验，对水稻生长发育情况、形态指标（根数、根长、根冠比、株高），光合指标（叶绿素含量、光合速率），渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量），抗氧化系统（MDA、H2O2、抗氧化酶活性、ASA-GSH），內源激素变进行测定，明确调控机插稻苗期的最适水杨酸浓度，以及水杨酸对机插稻苗期水稻调控效应及其机制。
2.技术路线
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3.研究方法
试验地点：南京农业大学丹阳水稻栽培试验站
试验材料：宁粳7号
试验处理：根据预试验，设置水杨酸的3个浓度，于播种前3d开始试剂浸种，并设置清水浸种作为对照（CK）。
盆栽试验：在三叶一心期选择长势相似的秧苗进行模拟机插处理（剪根并保留0.5-1cm根系），移栽到塑料盆中，每个处理10盆，每盆18穴，每穴3苗。
取样时间：移栽前、移栽当天，移栽后1、3、6、9天取样
测定内容：形态指标（根数、根长、根冠比、株高），光合指标（叶绿素含量、光合速率），渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量），抗氧化系统（MDA、H2O2、抗氧化酶活性、ASA-GSH），內源激素变化（ABA、IAA、CTK、JA、GA）。
4.可行性分析
机插秧苗在移栽过程中，因根系受损使得水分吸收与蒸腾之间的平衡被打破，引起水分胁迫，导致叶片枯黄，甚至死亡。Yamamoto 等研究表明，在水稻伤根后8-14 d 其分蘖芽的生长发育严重受抑制，各器官干重降低 35-40；任万军[1]发现，伤根显著抑制了根系的吸收功能，影响秧苗的地上部生长，新根和分蘖发生减少，干物质积累量减少；蔡昆争[2]研究表明，移栽时伤根影响水稻前期的生长发育，降低分蘖能力，严重根伤降低了有效穗数、穗粒数和结实率，最终导致减产。
同时秧苗的多种代谢也将因植伤失调，其中光合作用也受到严重影响，进而影响到秧苗的缓苗返青。ROS对叶绿素、光合酶、质膜都存在一定影响，能诱导氧化损伤，直接影响光合系统和细胞稳定性，而丙二醛（MDA）是细胞膜脂过氧化程度的标志[3]。植物对于清除ROS具有一套复杂而精确的机制，包括非酶系统（ASA-GSH）和酶系统（SOD、POD、CAT）。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等保护酶是主要的清除细胞中过氧化产物的酶类，除了抗氧化酶，植物细胞也有非酶的抗氧化物质避免ROS的伤害，ASA和GSH是ASA-GSH系统中两个主要的成分，在各种不同代谢过程中起到了重要的保护作用[4, 5]。李玥[6]对秧苗进行不同程度低地剪根处理后发现，剪根移栽后 1 d，各剪根处理的根冠比均显著低于 CK，而后随时间的推移，各处理间的差异减小；同时各剪根处理的秧苗中MDA、可溶性糖、脯氨酸含量均高于不剪根处理。机械移栽过程引发的植伤，将直接或间接地造成秧苗的水分胁迫及氧化胁迫，对植株内渗透调节物质及的抗氧化酶活性具有不同程度的影响，以促使抗氧化系统等保护机制缓解氧化损伤等不利影响，调节植株在逆境下的生长。另外，水稻的生长发育受到遗传因素、环境条件和激素等的多重影响[7]，有研究表明，环境因素也是通过改变水稻内源激素含量及其平衡进而影响分蘖的发生[8-10]。因此，内源激素在分蘖发生过程中起着重要作用。罗宝杰[11]研究发现，CTK 和 IAA 共同调控分蘖发生,较高的 CTK/IAA 值利于分蘖芽萌发，较低的 CTK/IAA 值使其休眠。
水杨酸是一种简单的酚类化合物，被认为是一种新型的植物激素，对提高植物抗逆性具有重要的作用。有研究发现，小麦用水杨酸浸种能够降低干旱下叶片中SOD的含量；对烟草喷施水杨酸，能够有效清除烟株内的活性氧，缩短烟草从缓苗期；并有大量试验证明，外源水杨酸对植物在胁迫下具有正面效应。综上，预试验中选用了水杨酸对水稻进行处理，发现在剪根移栽后，水杨酸处理卷叶率较低，发根速度明显快于对照， 且新根生长较好。综合前人研究与本人预试验结果推测，适宜浓度的外源水杨酸能够促进植株根系生长发育，调节植株内源激素平衡，增强植株抗氧化系统的活性，为水稻机械移栽后能够早生快发提供有利条件。
参考文献
[1]任万军, 张怀渝, 杨文钰, 等. 水稻移栽后苗期茎叶光合产物运转与分配特性研究[J]. 作物学报, 2007(12)2067-2070.
[2]蔡昆争. 水稻栽培群体根系的生长冗余和结构优化[D]. 华南农业大学, 2001.
[3]解振兴, 张居念, 姜照伟. 化学调控技术在水稻栽培中的研究进展[J]. 福建稻麦科技, 2016(04)68-73.
[4]Ramakrishna B, Rao S S R. 24-Epibrassinolide alleviated zinc-induced oxidative stress in radish ( Raphanus sativus L.) seedlings by enhancing antioxidative system[J]. Plant Growth Regulation, 2012,68(2)249-259.
[5]Aravind P, Prasad M N. Modulation of cadmium-induced oxidative stress in Ceratophyllum demersum by zinc involves ascbate-glutathione cycleglutathione metabolism[J]. Plant Physiol Biochem, 2005,43(2)107-116.
[6]李玥, 赵建红, 严奉君, 等. 剪根对杂交稻苗期生长及生理特性的影响[J]. 杂交水稻, 2015(05)45-53.
[7]丁艳锋. 氮素营养调控水稻群体质量指标的研究[D]. 南京农业大学, 1997.
[8]Brenner M L. The Role of Hmones in Photosynthate PartitioningSeed Filling[M]. Springer Netherls, 1987.
[9]Laude H M, Ridley J R, Suneson C A. Tiller SenescenceGrain Development in Barley1[J]. Crop Science, 1967,7(3)231-233.
[10]Thne G N. Survival of TillersDistribution of Dry Matter between EarShoot of Barley Varieties[J]. Annals of Botany, 1962,26(101)37-54.
[11]罗宝杰, 许俊旭, 丁艳锋, 等. 内源CTK和IAA平衡对水稻分蘖芽休眠与萌发的影响[J]. 作物学报, 2014(09)1619-1628.
4. 研究创新点
特色或创新之处
本研究通过水杨酸浸种，结合多次试验，通过分析水稻生长发育情况、形态指标，光合指标，渗透调节物质，抗氧化系统，內源激素变化等各项生理、生化指标系统阐述水杨酸对水稻机插稻缓苗返青的调控机制。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
2018年6、7月：文献阅读、收集相关资料，确定研究内容及重点，确定试验方案；
2018年8-10月：开展正式试验（包括盆栽及大田试验），调查机械移栽后一段时间以及关键生育时期各处理形态学指标，并取样保存，用于后续室内试验；
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