水稻耐盐育种研究进展

孙明法，严国红，王爱民，朱国永，唐红生，何冲霄，任仲玲，刘 凯，张桂云，施 伟，赵绍路，孙一标，朱静雯，宛柏杰，姚立生

（江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城224002）

综述报告

水稻耐盐育种研究进展

孙明法，严国红，王爱民，朱国永，唐红生，何冲霄，任仲玲，刘 凯，张桂云，施 伟，赵绍路，孙一标，朱静雯，宛柏杰，姚立生

（江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城224002）

培育耐盐水稻品种是盐碱地的粮食作物增产和对盐碱地改良的重要途径之一。水稻对盐胁迫中度敏感，其耐（敏）盐性状是受多基因控制的数量性状，易受环境条件等因素影响。到2015年，利用AFLP、RFLP、SSR等分子标记手段在水稻12条染色体上定位的耐盐QTL已有250多个，其中以第1、2、6和7染色体上居多，但克隆的水稻耐盐基因相对较少。水稻耐盐品种的选育现仍以常规育种为主，即主要通过筛选耐盐种质及耐盐鉴定，再利用杂交和回交等方法将耐盐基因导入到优良水稻品种中，从而选育出综合性状优良的耐盐品种。本文阐述了国内外水稻种质耐盐性鉴定技术和指标、耐盐种质筛选、耐盐品种选育以及耐盐性的遗传及分子机理等研究进展，并对今后水稻耐盐育种研究工作提出了展望与建议。

水稻；种质；耐盐；育种

孙明法,严国红,王爱民,朱国永,唐红生,何冲霄,任仲玲,刘凯,张桂云,施伟,赵绍路,孙一标,朱静雯,宛柏杰,姚立生.水稻耐盐育种研究进展[J/OL].大麦与谷类科学,2017,34(4):1-9[2017-08-15].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1769.s.20170815.1059.001.html.

粮食是人类生存与发展的最基本的物质条件。当前，世界人口迅速膨胀，耕地逐年减少，质量不断下降，自然灾害频发，粮食增长日趋缓慢。据联合国人口基金会“世界人口日”报告，2017年世界人口约75亿，据预测到2050年将达95亿，到2080年世界人口将达顶峰，达到106亿，此后将逐渐下降，本世纪末降至 103.5亿。而据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)不完全统计，全世界耕地面积为18.29亿hm2，人均耕地0.26 hm2。2017年1月《中共中央、国务院关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》指出，到2020年全国耕地保有量要不少于1.24亿hm2，人均耕地大约874 m2，不到世界人均耕地面积的一半。此外，联合国粮农组织《2017年全球粮食危机》指出，近年来面临严重粮食危机的人口已达1.08亿，涉及30余个国家。

土壤盐碱化使得耕地面积缩减，也是导致粮食危机的原因之一。盐碱地在世界分布很广，遍及6大洲30多个国家。据UNESCO与FAO不完全统计，全球盐碱化土地总面积约9.5亿hm2，约占世界陆地总面积的10%，且正以每年100万～150万hm2的速度增长；我国盐碱（渍）地面积大约9 913万hm2，是世界盐碱地大国之一，其中严重盐渍化土壤大约3 666.7万hm2，主要分布在包括西北、东北、华北和滨海地区在内的17个省份[1]。我国沿海滩涂资源总面积217万多hm2，其中江苏沿海滩涂总面积就达68.7万hm2，占全国1/4以上，且每年仍以1 334多hm2的速度淤涨，是我国东部地区最具潜力、最有价值的土地后备资源，其中绝大部分仍未脱盐甚至还不断遭受盐渍危害[2]。

水稻是世界上种植面积最大的粮食作物之一。水稻为中度盐敏感作物，通过大水压盐种稻是古今中外传承已久的盐碱地利用方法，且培育耐盐水稻品种是盐碱地粮食作物增产和对盐碱地改良的重要途径之一[3-5]。多年来，国内外学者从不同侧面对水稻耐盐机制、耐盐性的遗传及耐盐品种选育等方面的研究均取得了很大成就。

水稻耐盐育种研究已成为水稻遗传育种研究的重要方向之一。本文就国内外开展的水稻种质耐盐性鉴定方法和技术、耐盐种质筛选与耐盐品种选育、耐盐性的遗传及分子机理以及耐盐水稻研究的展望等进行综述，为进一步开展耐盐水稻的育种研究提供参考。

1 水稻种质耐盐性鉴定技术和指标

自20世纪70年代开始，水稻耐盐性研究就受到广泛重视[6-7]。水稻生长的不同发育阶段其耐盐性存在明显的差异，芽期较为耐盐，幼苗期较为敏感，分蘖期耐盐性又增强，到开花授粉期又变得敏感，成熟期耐盐性又增强[8]。对水稻种质耐盐性鉴定技术与指标的研究也取得了一定的进展，归纳起来，大致分为生物耐盐能力和农业耐盐能力鉴定评价法[9-10]。

1.1 生物耐盐能力鉴定评价法

水稻种质生物耐盐能力的鉴定评价是以盐逆境对种质所造成的直接伤害为依据，来评价水稻品种的耐盐性，主要包括盐胁迫下发芽指标法、形态伤害评价法、盐害度和相对耐盐力评价法、生长量比较法等几种方法。

1.1.1 发芽指标法。发芽指标法是在植物逆境生理试验中被广泛采用的一种有效的鉴定评价方法[11-12]。该方法在盐胁迫及淡水对照条件下，采用相对盐害率{相对盐害率(%)＝[(对照发芽率－处理发芽率)／对照发芽率]×100}大小，以20%的级差分为5个级别评价水稻种质的耐盐性，该方法适合大量材料的耐盐性初级筛选[13-14]。

1.1.2 形态伤害评价法。在水稻生长的不同阶段进行盐胁迫处理，以目测法观察和记载植株、叶片和分蘖的盐害症状[15]。用于形态伤害调查与评价的方法有3种。

第1种是国际水稻研究所(IRRI)于1979年提出的水稻耐盐鉴定标准，该方法是通过观察盐胁迫下水稻分蘖、叶尖和叶片症状及整个植株死亡程度，并计算叶片死亡的百分比来度量水稻种质的盐害程度，把水稻耐盐性分为1、2、3、5、7、9级共6个级别。不过，这6个分级标准之间的边界很难准确区分，受人为定性的影响较大；另外，还因不同材料死叶和植株枯死速度存在时间上的差异，难以准确判断种质的耐盐性[15-16]。

第2种是我国于1982年在“全国水稻耐盐鉴定协作方案”中制定的“单茎(株)分级法”水稻耐盐鉴定标准。该法基本上也属于目测法，人为误差较大，单茎(株)叶数相同而分蘖不同的材料不能准确评价；不同材料之间可能具有不同的生育期、叶片数或发育进程，可比性差，难以准确鉴定[17]。

第3种是辽宁省盐碱地利用研究所提出的盐害度法和相对耐盐力法鉴定标准，即通过评价相同品种不同盐胁迫处理之间或盐胁迫处理与淡水对照相比的受害程度，以及不同品种在相同盐胁迫处理中的不同耐盐力，来评价水稻品种的耐盐性。该方法克服了一些人为定性的缺点，可准确反映品种内盐害程度和品种之间的耐盐性差异[9-10]。

1.1.3 生理与生长量比较法。作物生物产量是其在生长过程中所生产和积累的各种有机质的总量，是整个植株地上和地下2个部分干物质的总量，最终决定作物经济产量的高低。水稻营养生长期间进行盐胁迫处理，植株高度、茎蘖数和叶片数、干物质量等地上部分以及根的数量、长度、干物质量等地下部分的形态与生理指标，都会产生对盐胁迫的响应，但反映水稻盐胁迫程度的分级标准尚不统一。程广有等研究认为，分蘖数和单茎叶数可作为耐碱性的鉴定标准[18]。梁正伟等研究指出，盐胁迫条件下水稻单株分蘖力(茎蘖数)和抽穗期具明显基因型差异，可作为其耐盐/碱强弱的鉴定指标[19]。郭望模等认为，水稻幼苗在盐胁迫条件下的株高、叶片特征、鲜质量、干质量、根长与叶龄等形态指标能较准确反映其耐盐能力，可作为水稻耐盐性的鉴定评价指标[20]。张锦伟等采用盐胁迫条件下芽长、根长、鲜质量与干质量的敏感指数作为水稻耐盐性的鉴定评价指标[21]。张国新等发现水稻发芽率、芽长、根长、根数均随盐浓度升高而呈下降趋势[22]。Hussain等将苗期鲜质量、组织中Na+含量和Na+/K+比作为水稻耐盐性筛选的指标[23]。信彩云等研究认为，幼苗鲜质量、叶绿素b含量、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量和株高这5项指标对水稻苗期的耐盐性有显著影响，可作为水稻苗期的耐盐鉴定指标[24]。阮松林等[25]、郭士伟等[26]等学者采用耐盐指数或盐害指数作为耐盐鉴定指标。中国水稻研究所提出并建立了水稻田间全生育期耐盐性鉴定的技术，其耐盐评价主要在苗期和齐穗期进行，耐盐性的综合评价以植株成活率、小穗退化程度、有效穗数、结实率等为重要指标[27]。江苏沿海地区农科所姚立生等也提出了全生育期的“水稻品种耐盐性评价方法”，采用同一盐浓度和不同盐浓度处理，于水稻的萌芽成苗期、分蘖期、孕穗期3个盐敏感期，分别在实验室、人工模拟盐池及盐土实地，采用“全生物量测定法”，以耐盐指数法（水稻品种在有盐与无盐环境下全生物量比值）对水稻品种进行耐盐性全面评价[28]。

1.2 农业耐盐能力鉴定评价法

水稻品种(种质)农业耐盐能力的大小反映了其对盐胁迫条件的敏感或迟钝程度，决定了在盐胁迫条件下其经济产量的高低[10]。目前，水稻农业耐盐能力也还没有具体的分级标准。顾兴友等于盐胁迫条件下，在成熟期以分蘖株为单位，采用有效穗数、主穗长、主穗颖花数、穗质量、结实率、粒质量和产量等指标的变化来进行评价[13,29]。严小龙等通过在水稻成熟期调查主茎穗的结实率、每穗实粒数和千粒质量等指标来评价其耐盐性[30]。王秋菊等以死叶率、耐盐碱指数及产量进行综合评价供试材料的耐盐碱性[31]。张所兵等在用0.3%NaCl对500份水稻种质进行苗期筛选的基础上，再以0.3%和0.5%NaCl进行全生育期耐盐性筛选，0.3%NaCl条件下筛选到7个品种的11个全生育期耐盐存活单株，0.5%NaCl条件下筛选到1个品种的1个全生育期耐盐存活单株；在存活单株中，有4个单株产量超过18 g，最高的达21.8 g[32]。潘世驹综合幼苗前期耐盐碱筛选、苗期混合盐碱胁迫筛选和农业耐盐碱力筛选方法，发现耐盐碱材料生物产量、根系总吸附面积、活跃吸收面积、根体积、根长和根干质量、净光合速率、气孔导度、细胞间CO2浓度和蒸腾速率相对抑制率均低于敏感材料[33]。

2 水稻耐盐种质筛选

优良的耐盐核心种质是选育耐盐水稻新品种的基因资源。国内外科研单位和水稻育种工作者先后筛选了一批耐盐性较好的水稻种质，为水稻耐盐性品种选育提供了良好的种质资源。

20世纪30年代以来，国外就开始耐盐水稻种质筛选研究工作。1970年以来，国际水稻研究所(IRRI)从9 000份水稻品种和家系中，鉴定出10份耐盐水稻品种，包括Pokkali、Getu Annapuma、Nona Bokra、Irs8085、PSBRc50、XianchoV(爪哇稻)等[34]。中国于1976年开展水稻的耐盐性研究工作，虽略迟于国外，但进展较快。1985年，江苏省农科院赵守仁等与国际水稻所合作，在国际水稻所提供的500多份耐盐水稻材料中筛选出水稻耐盐品种80-85；此后，江苏省农科院又先后鉴定筛选出一批有应用价值的耐盐水稻种质材料114份，如筑紫晴、红芒香粳糯、白谷子、竹系26、乌咀子和盐丰47等。中国农科院从2 808份外引水稻，筛选出103个耐盐品种(籼稻27份、粳稻76份，有的耐盐性高于Pokkali)，其中81-210、农林72、美国稻这3个品种可在江苏滨海地区大面积种植[34]。张启星筛选出的水稻耐盐种质有兰胜、中作180、中作284、中系7720-1、中作19、D10选744B、藤系138、藤系135、早锦An153、松粳1号、东农78-24、台南6号、IRS80-85、75-106、B83-43、IR9582-19-2、IRm6、204、424、321、322等[35]。胡时开等系统介绍了我国现有的耐盐水稻种质有：长白7号、辽盐2号、高粱稻、老黄稻、大芒稻、咸占、深水莲、晚慢种、细谷、迎阳1号、大洋谷、黄粳糯、大红谷、龙江红、没芒鬼、红壳糯、二早白谷、红芒香粳糯、毛稻、麻线谷、韭菜青、矮脚老来青、太湖早、竹广29、竹广23、毫安谢、南粳570、镇籼139、苏糯1号、竹系26、80-85、淳安冷水白、小粳稻、百日早、临沂塘稻、京糯8号[34]。吴荣生等从太湖流域粳稻地方品种中，发现了韭菜青、老黄稻、黄粳糯和红芒香粳糯等耐盐种质[36]。蒋荷等从中国农科院提供的2 057份国内外稻种资源中，鉴定筛选出1～5级耐盐品种204份(籼稻67份、粳稻137份，与中国农科院筛选的耐盐种质有相同和重复)，如香粳糯、龙睛34、金虹糯、鸭血糯、武8301、苏籼1号、矮秆苏御糯、镇籼139、迎阳l号、86-8、连8412、武香86-18、苏御糯、广陵香糯、早香糯、黑壳香梗等[37]。陈志德等在2000—2002年江苏省新育成的水稻种质(粳稻74份、籼稻34份)中筛选出“盐籼156”和“64608”2份耐盐性强的籼稻种质资源[38]。王建飞等研究发现：韭菜青、农林72、80-85、洞庭晚籼和丁旭稻为强耐盐品种；Pokkali、IR26、小白芒、勐旺谷、明恢63为耐盐或中度耐盐品种[39]。郭望模等研究发现：咸占、兰胜、窄叶青8号、80-85、红芒香粳糯、芒尖、一品稻、蟾津稻、开拓稻、竹广29、东津稻等为耐盐种质[17]。张国新等发现“垦稻95-4”芽期耐盐能力高，为强耐盐品种[22]。方先文等用0.8%NaCl溶液和国际水稻所水稻耐盐性9级评价方法筛选获得苗期极端耐盐品种6份[40]。杨福等研究筛选了延317、九02GA2、长52-8、吉2003G19、吉农大30、吉生202等耐盐种质，而且具有国优米质[41]。吴其褒等对从俄罗斯引进的104份水稻种质资源，利用国际水稻所水稻耐盐性9级分级方法进行苗期耐盐性评价,从中筛选出VNIIR8207和Fontan 2份1级耐盐材料，14份3级耐盐材料[42]。胡婷婷等报道相关单位筛选了耐盐性较好的延317、吉农大30、垦稻2012、抗盐100、特三矮、窄叶青8号、东津稻、盐丰47等品种[4]。吕学莲等鉴定出长白10号、D-10、节10、D-13、天井4号、D-14、D-11、D-2、D10和D-8属于苗期耐盐性较强的材料[43]。贾宝艳等对51份水稻材料进行耐盐鉴定和筛选，发现沈稻4号、辽选180、珍优1号、珍优2号、辽盐166、奥羽316、辽盐188、沈农9209、四丰43等具有较高的耐盐性[44]。孙焱以黑龙江寒地粳稻65份水稻种质连续2年进行耐盐性鉴定，明确吉粳88、长白10、长白17、空育131、龙稻5、吉粳106等15个品种为耐盐品种[45]。2014年，广东湛江陈日胜发现一种可以在沿海滩涂盐碱地上生长的半野生稻品种海稻86，该品种在广东湛江平均单产为75～150 kg/667 m2，是一个较好的耐盐种质，但海稻86感光性较强。周毅等研究发现籼型恢复系辐恢838具有较强的耐盐性[46]。刘洪伟以黑龙江、太湖、越南462个水稻品种为试验材料，筛选出6个耐盐水稻品种，分别是龙粳20、早野稻、越5、皖恳糯、龙粳18、越16。

3 水稻耐盐品种选育

3.1 常规育种

水稻耐盐新品种选育是水稻育种的一个重要研究方向。目前，水稻耐盐育种仍然以常规育种为主，主要是以筛选鉴定的耐盐种质为亲本，利用传统的人工杂交，或辅之以回(复)交等方法将耐盐基因导入到优良水稻品种中，再通过多年多代的盐胁迫筛选鉴定，选育综合性状优良的耐盐品种，并在生产上大面积推广应用。

1939年，斯里兰卡育成世界第一个强耐(抗)盐水稻品种Pokkali，1945年获得推广。1943年，印度相继育成并推广耐盐水稻品种 Kala Rata l-24、Nona Bokra、Bhura Rata 4-10、M114(80-85)。孟加拉育成了耐盐水稻品种BRI、BR203-26-2、Sail等。1970年以来，国际水稻研究所相继育成了 IR46、IR4422-28-5、IR4630-22-2-5-1-3、CSR23等耐盐水稻品种，其中CSR23已在菲律宾地区开展了多年的田间试验，2004年被印度官方引种，该品种可在pH值2～10、盐度(电导率)8 dS/m的条件下生长，产量可达300 kg/m2[47]。泰国育成了耐盐水稻品种FL530，美国育成了耐盐水稻品种美国稻，日本育成了耐盐水稻品种万太郎米、关东51、滨稔、筑紫晴、兰胜[34]。韩国育成了Dongjinbyeo(东津稻)、Ganchukbyeo(开拓稻)、Gyehwabyeo(界火稻)、Ilpumbyeo(一品稻)、Seomjimbyeo(蟾津稻)、Nonganbyeo(农安稻)[17]。俄罗斯育成了VNIIR8207、Fontan等16份耐盐水稻品种[42]。

我国东部地区省份的临近沿海的相关农业科研单位利用独特的地理位置以及土壤含盐量相对较高的优势，采用常规育种手段，在盐胁迫条件下进行耐盐种质筛选和品种选育，成效显著。辽宁省盐碱地利用研究所从20世纪70年代开展滨海中、重度盐碱地耐盐水稻育种研究，获得辽盐系列如辽盐2号、辽盐241、辽盐16、辽盐3号、辽盐28、辽盐282、辽盐糯等耐盐水稻品系[48]；1984年该所育成高耐盐籼型水稻品系盐81-210，1989—2009年分别育成了抗盐100号、盐粳29、盐丰47、盐粳456、盐粳218，2011年以来又先后育成了富友33、盐粳228、桥科951、盐粳50、盐粳237、桥科951、盐粳933、盐粳22、盐粳927、盐粳939、盐两优2818等耐盐常规(杂交)粳稻品种(组合)，其中盐丰47、桥科951先后通过国家品种审定。江苏沿海地区农业科学研究所亦从20世纪70年代从事耐盐水稻育种研究，于1987年育成并通过江苏品种审定的耐盐中籼稻盐城156，此后又相继育成盐稻10号、盐稻12号等耐盐中粳稻品种。江苏沿江地区农业科学研究所育成了通粳981。江苏省连云港市农科院育成了连粳2号等耐盐水稻品种。

此外，由我国相关育种单位及育种家利用已有的耐盐种质或通过常规育种的方法，获得的耐受一定浓度盐分的水稻品种还有东农363、长白6号、长白7号、长白9号、长白10号、长白13号、窄叶青8号、特三矮2号、绥粳5号、津粳杂2号、吉粳84号、津稻1229、津糯6号、津源101等[35,49-50]。

3.2 生物技术与常规育种相结合

随着组织培养和转基因等现代生物技术的进步，国内外育种家逐渐将这些先进技术应用到耐盐水稻育种中，并取得了显著的成效。

国外，Bimpong等采用分子标记辅助选择法，选育出16个含耐盐基因Saltol的水稻新品系，并在西非地区进行着大面积的田间试验[51]。Punyawaew等采用分子标记辅助回交法，将水稻FL530中耐盐基因Saltol导入KDMl105中，获得50多个水稻新品系，并已在泰国北部高盐地区对携带Saltol基因的杂交系BC2F7进行耐盐性试验[52]。

国内，陈香兰等利用水稻成熟胚为外植体，通过盐胁迫条件下组织培养与盐碱池筛选等方法，选育出7份耐盐性较强的水稻新品系，其中647-4表现出耐盐碱、抗病、高产等特点[53]。中国水稻研究所采用基因枪法和农杆菌法将CMO、BADH、mtld、gutD和SAMDC基因导入水稻并获得转基因植株及其后代，得到同时转以上5个基因的高度耐盐品系，并获得米质好、农艺性状优、产量较对照提高10%以上、能耐1.0%NaCl的株系5个[54]。李自超等将源于大肠杆菌mtlD(1-磷酸甘露醇脱氢酶)的基因导入旱稻，在含1%NaCl的MS培养基上，转基因植株生长速率明显大于对照；在含0.75%NaCl的盆中，转基因植株能够正常生长[55]。吉林省农业科学院利用花药培养法将BADH基因转入水稻后，增加了甜菜碱的合成，提高了水稻的耐盐性，获得一批耐盐性强的转基因水稻材料[56]。顾红艳等选用津原101(组合为：中作321/辽盐2号//辽盐2号)幼穗为外植体，在NaCl胁迫下，通过组织培养获得耐盐株系，并经多代鉴定，育成耐盐抗旱水稻品种津原85，于2005年通过国家品种审定[50]。天津市农业生物技术研究中心研究了TPSP基因和胆碱氧化酶基因(COX)对籼稻耐盐性的影响，发现TPSP基因能够提高籼稻的耐盐能力，筛选出能稳定遗传的、耐盐能力比受体品种显著提高的籼稻和粳稻株系R80、W0603和W0604，粳稻耐盐能力超过0.3%NaCl水平[57]。海南大学分离了AtBOS基因，通过该基因的CDs构建了P35s启动子驱动的植物超量表达载体，并通过农杆菌介导转化水稻品种明恢63，获得8个转基因株系，经耐盐性验证，获得了稳定遗传的转基因耐盐水稻品系[58]。杭州市农科院等单位利用双向电泳技术筛选到水稻盐胁迫差异表达蛋白并进行质谱分析和数据库比对，建立了基于蛋白质组学技术的高效耐盐基因筛选技术，鉴定出OsCYP2、OsCSP1等6个具有耐盐功能的基因，通过转基因技术结合生理生化分析，发现转OsCYP2基因植株在盐胁迫下SOD、CAT、APX等活性增强，活性氧积累降低，膜脂过氧化水平下降；再利用全生育期海水(盐度0.5%～1.6%)灌溉方式筛选出11个耐盐的转OsCYP2基因水稻株系，在盐碱地 (pH值8.9～9.2)条件下筛选出12个耐盐碱的转基因株系[59]。海南大学林栖凤团队将耐盐芦苇DNA通过花粉管通道法导入9311、盐恢559，筛选出结实率达80%以上的材料3份（海湘016、海湘030、海湘121），在全生育期0.5%左右NaCl胁迫下，部分材料仍可获得一定产量[60]。

4 水稻耐盐性的遗传及分子机理

4.1 耐盐QTL定位

水稻耐盐性属于数量性状，在已报道的水稻种质资源耐盐性遗传分析中，除在突变体或转基因植株中发现有单个主基因控制的耐盐性以外，大多数水稻耐盐性受多基因控制[4,61-62]。至2015年，科学家利用耐盐性差异亲本构建了RIL和DH等遗传群体，并采用AFLP、RFLP等分子标记手段，从水稻12条染色体上检测到与幼苗存活天数、盐害级别、Na+/K+、结实率、株高、抽穗期、有效分蘖数、主穗颖花数、千粒质量等性状关联的250多个耐盐性相关的QTL，其中以第6、2号染色体上检测到的耐盐性QTL最多，其次是第1、7染色体，第10、11染色体上最少；检测发现，与苗期耐盐相关的QTL居多，其中有一部分为主效QTL，对表型变异的贡献率最大可达到48.5%；研究表明水稻苗期和成熟期耐盐性存在共同的遗传基础[4,34]。

Tian等以水稻Teqing(特青)与野生稻的87个杂交系为材料，分离鉴定水稻苗期耐盐性相关的数量性状位点，检测到15个与耐盐值(STS)、相对根部干质量(RRW)、相对茎干质量(RSW)和相对总干质量(RTW)等性状相关的QTLs位点；其中从野生水稻分离到的13个QTLs的等位基因能显著提高杂交水稻的耐盐性；分别位于第6、7、9和10染色体的4个QTLs影响RRW、RSW和RTW这3个性状，其中qRRW 10、qRSW 10、qRTW 10临近RM27标记[63]。Wang等以耐盐品种韭菜青和不耐盐品种IR26杂交后的自交系为材料，分析4种耐盐指数株高(SH)、茎干质量(DSW)、干根质量(DRW)以及根部钠钾比的遗传机理，检测到11个主效QTLs(M-QTLs)和11个上位QTLs(E-QTLs)，其中有6个M-QTLs和2个E-QTLs与SH相关，3个M-QTLs和5个E-QTLs与DSW相关，2个M-QTLs和1个E-QTLs与DRW相关，3个E-QTLs与钠钾比相关[64]。Ronald等从不同地区收集到的49份耐盐程度不同的水稻品种中检测到OsHKT2;1基因的自然变异，并在一个高度耐盐的品种Nona Bokra中检测到一个不含No-OsHKT2;2/1片段的HKT新亚型，这可能与6号染色体的缺失相关，从而形成了嵌合基因型；No-OsHKT2;2/1是水稻根部重要基因，其表达水平与高浓度的Na+浓度显著相关；在盐胁迫环境下，No-OsHKT2;2/1可能通过促进根部吸收K+而提高水稻的耐盐性[65]。Cheng等以中等耐盐水稻品种Xiushui09与耐旱但不耐盐的水稻品种IR2061 520 6-9杂交获得2个杂交系，以这2个杂交系为素材监测与耐盐性相关的QTLs，结果检测到47个QTLs，其中26个为主效基因，21个为上位基因；主效基因对叶片盐中毒症状和秧苗存活天数的贡献率为78.6%[66]。Mardani等以耐盐品种Gharib和不耐盐品种indica杂交后代群体为材料，检测到17个与水稻萌芽期耐盐性状相关的QTLs[67]。刘洪伟以462个水稻品种为试验材料，共检测出14个和耐盐碱能力相关联的QTL位点，检测出32个SSR优异等位变异，其中耐盐指数效应值最大的是第7和第9染色体上的RM1306、RM3600位点，耐碱指数效应值最大的是第8染色体上的RM6863位点[68]。王娜以日本晴(盐敏感)×法国稻(耐盐)的F2群体为试验材料，通过对F2群体的177个单株进行SSR标记分析，共检测到与水稻苗期耐盐性状相关的QTL63个，对表型变异的贡献率分布范围为9%～19%，主要分布在除第3、10染色体外的10条染色体上[69]。

4.2 耐盐基因克隆

利用分子标记连锁分析及作图技术，在水稻耐盐QTL的发掘与定位的基础上，水稻耐盐基因的克隆也取到了较快的进展，表1是研究报道并克隆的部分水稻耐盐基因。

表1 文献报道已克隆的部分水稻耐盐基因

Lin等克隆了盐胁迫下控制水稻地上部K+含量的数量性状基因SKC1，SKC1能将地上部过量的Na+转运回流到根部，从而减轻Na+毒害，增强水稻耐盐性[70-71]。Huang等在经EMS诱变的中花11号突变体库中，筛选到1株耐盐突变体，通过图位克隆方法，克隆了DST(drought and salt tolerance)基因，该基因编码一个含一个C2H2类型锌指结构域的蛋白（锌指转录因子）[72]。Hu等从早稻IRA109的cDNA文库中分离了2个耐盐基因SNAC1和SNAC2，这2个基因都编码具有反式激活活性的NAC转录因子，可受高盐环境诱导表达[73]。Chen等通过反向遗传学的方法克隆了一个耐盐基因OsNAP，其属于NAC家族成员，具有转录激活活性，受高盐环境诱导表达[74]。吴婷在水稻逆境 cDNA文库中筛选出一个类似 Bax Inhibitor-I基因OsBI-1，通过半定量RT-PCR分析表明，OsBI-1在水稻不同生理时期不同组织中都有表达；体外表达结果表明该基因的超表达植株受高盐胁迫诱导[75]。Hiroki Takagi等从EMS诱发Hitomebore (当地水稻名)产生的水稻突变体库中，筛选鉴定到一株能在1.5%NaCl中生存的突变体，并命名为hst1，2015年顺利克隆得到该基因[76]。杭州市农科院、中国水稻研究所、吉林农业大学等单位利用双向电泳技术筛选到水稻盐胁迫差异表达蛋白并进行质谱分析和数据库比对，建立了基于蛋白质组学技术的高效耐盐基因筛选技术，鉴定出OsCYP2、OsCSP1等6个具有耐盐功能的基因[59]，并应用到耐盐水稻种质创制中。Lei等研究发现所克隆的水稻中HAL3的同源基因OsHAL3编码一个黄素单核苷酸结合蛋白，是新的光敏感蛋白、耐盐蛋白，作为转录激活因子发挥功能过量表达OsHAL3的转基因水稻幼苗株高变高，耐盐性增强[77]。

筛选盐胁迫相关基因的绝佳方法是建立盐胁迫下水稻的cDNA文库。Qian等通过构建水稻cDNA文库与差异筛选，得到3个盐胁迫应答克隆：Ts1、Ts2、Ts3，且分别定位于第1、3、7号染色体上[78]。李子银等利用RT-PCR技术从水稻中克隆了2个受盐胁迫诱导和1个受盐胁迫抑制的cDNA片段，分别代表了S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)基因、水稻翻译延伸因子1A蛋白(eEF1A)基因家族中的新成员(称为REF1A)以及一个功能未知的新基因(命名为SRG1)；并利用ZYQ8/JX17组合构建的DH群体和RFLP图谱将REF1A、SAMDC1和SRG1基因分别定位在水稻第3、第4和第6染色体上[79]。

5 展望与建议

5.1 加快水稻耐盐性评价体系的建立与鉴定技术标准的制定

水稻耐盐性总体受多个数量性状基因控制，是一种复杂的生理特性，对水稻品种耐盐性的评价也是一个复杂的系统工程。现有对水稻品种耐盐性的评价主要以表型性状作为评价指标，而且大都通过目测进行评价,主观因素难以避免，缺乏全面性、客观性、准确性，因而导致耐盐性鉴定结果与实际应用存在较大差距；尤其是目前应用的水稻种质耐盐性鉴定技术和鉴定标准都集中在水稻发芽期至苗期，急需形成统一规范的水稻品种(种质)全生育期耐盐性鉴定技术标准(规程)。

5.2 加强水稻耐盐机制研究，加速水稻耐盐QTL定位和相关基因克隆

国内外科学家已经鉴定出较多的与水稻耐盐相关的QTL，但其中大多数难以直接应用到耐盐水稻品种选育研究中或者应用效率不太高。应进一步加强水稻耐盐分子遗传规律的研究，构建高密度遗传图谱、改进作图群体、完善定位统计方法以及加强新型分子标记的开发应用，以得到更多的水稻耐盐QTL、定位以及克隆更多的耐盐基因，并进一步开展多个有效耐盐基因的聚合研究，创制具有多个耐盐基因的水稻新品种(系)，为提高我国耐盐水稻品种选育水平提供有力支持。

5.3 加快分子育种与传统育种的融合，加速核心种质创制及新品种选育

应从现有的国内外水稻种质资源尤其是丰富的野生稻和地方品种资源中鉴定筛选出具有耐 (抗)盐水稻种质，加快分子育种与传统育种的融合，将耐盐基因转入各地主推水稻品种或定型的水稻新品系中，再结合盐胁迫筛选鉴定，创制耐盐性较高、综合性状优良的水稻核心种质，为水稻耐盐育种提供种质支持[34,49,80]。在此基础上将定型的耐盐性较高、综合性状优良的水稻核心种质或新品系通过省级以上中间试验，进一步筛选、选育能够通过审定并推广应用的综合性状优良的耐盐水稻新品种(组合)。

致谢

感谢江苏沿海地区农业科学研究所吴春同志在百忙之中对此稿进行修改与润色。

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Research Progress on the Breeding of Salt-tolerant Rice Varieties

SUN Ming-fa,YAN Guo-hong,WANG Ai-min,ZHU Guo-yong,TANG Hong-sheng,HE Chong-xiao, REN Zhong-ling,LIU Kai,ZHANG Gui-yun,SHI Wei,ZHAO Shao-lu,SUN Yi-biao,ZHU Jing-wen, WAN Bai-jie,YAO Li-sheng
(Jiangsu CoastalArea Institute ofAgriculturalSciences,Yancheng224002,China)

Breeding and cultivating salt-tolerant rice varieties is one of the most important approaches to increasing grain yield and ameliorating saline-alkali soil.Rice is moderately sensitive to salt stress,whose salt-tolerant trait is controlled by polygenes and is susceptible to environmental conditions.By 2015,more than 250 quantitative trait loci(QTLs)associated with salt tolerance in rice had been located on 12 rice chromosomes by using molecular markers such as AFLP,RFLP,and SSR;and most of these QTLs are located on the chromosomes 1,2,6 and 7.On the other hand,few genes for salt tolerance in rice have been cloned.The breeding of salt-tolerant rice varieties still mainly depends on conventional breeding,that is,screening and assessing salt-tolerant germplasm, which is then incorporated into fine rice varieties by hybridization and backcrossing,thereby creating salt-tolerant rice varieties.This paper illustrates the research progress on the breeding of salt-tolerant rice varieties in the following aspects:the techniques and parameters for assessing the salt tolerance of rice germplasm,the selection of salt-tolerant germplasm,the breeding of salt-tolerant varieties,and the genetic and molecular mechanisms of salt tolerance.Finally,this paper envisions the prospect of the breeding of salt-tolerant rice varieties and put forward some suggestions for future researches in this field.

rice;Rice;Germplasm;Salt tolerance;Breeding

S511.2+1

A

1673-6486-20170368

2017-06-05

国家科技支撑计划(2015BAD01B01)；江苏省农业科技自主创新资金[CX(15)1005]；中国科学院战略性先导科技专项(XDA08030104)；江苏省农业三新工程SXGC[2016]170。

孙明法(1966—)，男，研究员，研究方向为水稻遗传育种。E-mail:smf559@163.com。