水稻是世界上最重要的粮食作物之一。近年来随着人工成本的增加和水资源等限制,水稻轻简栽培面积不断扩大,杂草稻在世界各地接连爆发并且严重危害水稻生产,逐渐受到了人们重视。杂草稻的存在不仅引起稻米产量降低,还会影响稻米质量,进而影响稻米的商业价值。目前,对全国范围内杂草稻整体休眠性及其在发芽期耐冷性的特性研究较少。对杂草稻休眠程度以及发芽期耐冷性研究将增加对杂草稻生理特性的理解,进一步了解杂草稻的适应性特性,为杂草稻防控提供一定的科学依据。本研究主要针对以下两个方面进行研究:1、中国杂草稻种群的休眠性研究。随着劳动力逐渐减少,机械化以及轻型栽培技术的推广,杂草稻发生范围已经扩大到全国。南京农业大学杂草研究室对全国各稻作区进行实地考察并采集杂草稻及对应采样田的栽培稻样品。本研究通过对全国75个杂草稻种群与对应采样田的栽培稻进行了同质园种植,以收获的种子为试验材料,测定最适生长温度(25℃)时其正常状态下及破除休眠状态下的萌发率,对其休眠特性进行评价并且进行分析研究。结果如下:(1)本研究对我国水稻田采集的75个杂草稻种群和对应采样田的栽培稻样品萌发率进行检测,7天时杂草稻及水稻萌发率最低分别为73.89%、72.22%,最高均达到100%;14天时杂草稻及水稻萌发率最低分别为88.89%和83.33%,最高均达到100%,根据休眠等级划分:发芽率大于90%无休眠特性;发芽率在71%-90%之间为轻度休眠特性;发芽率在41%-70%之间为中度休眠特性,我国杂草稻均表现为无休眠性或者轻度休眠。(2)杂草稻与对应采集田的栽培稻品种的萌发率的独立样本T检验表明,在25℃下(T1、T2、T3、T4),杂草稻与栽培稻的萌发率之间没有显著差异。杂草稻以及对应采集田栽培稻萌发率的相关性分析表明杂草稻与对应采样田栽培稻萌发率之间呈现出极显著相关性,表明杂草稻与对应采样田栽培稻进化关系较近,在种子发芽率生理特性方面支持了中国杂草稻可能来源于当地栽培稻品种。(3)杂草稻与对应采集田的栽培稻品种的萌发率与样点地理信息的相关性分析表明,杂草稻和对应采样田栽培稻品种的种子萌发率与纬度成显著或极显著负相关,与生境温度(年均温和收获后两个月均温)呈显著或极显著正相关,即随着纬度增加,生境温度降低,种子萌发率降低,休眠性增加。2、中国杂草稻种群的发芽期耐冷性研究。低温冷害是栽培稻生产中普遍突出的非生物逆境,对栽培稻种子萌发和植株生长会带来一系列问题,影响稻米质量并且引起产量减低。本研究通过对全国75个杂草稻种群与对应采样田的栽培稻进行了同质园种植,以收获的种子为试验材料,测定低温胁迫(15℃)时其正常状态下及破除休眠状态下的发芽率,对其发芽期耐冷性进行评价并且进行分析研究。(1)本研究选用15℃作为低温处理温度,分别在萌发7天和14天测定种子发芽率,结果表明杂草稻普遍耐冷,杂草稻耐冷性强的材料明显多于栽培稻,其中达到一级耐冷性的杂草稻在不破休眠和破休眠处理下分别占据60%和70.67%,超过一半均属于耐冷性强品种,广泛分布于全国稻作区的杂草稻中。其中云南元江的杂草稻种群(WRYN023)及其对应采样田的栽培稻品种耐冷性极强。进一步挖掘这些耐冷性强的基因资源,应用与培育耐冷性强的水稻,有利于水稻种植的发展。(2)杂草稻与对应采集田的栽培稻品种的萌发率的独立样本T检验表明,在15℃下(处理T5、T6、T7、T8),杂草稻萌发率极显著高于对应采样田的栽培稻品种,P值分别为0.000,0.000,0.001,0.000,证明中国杂草稻具有比其对应采样田栽培稻品种更强的耐冷性。杂草稻与对应采样田栽培稻品种与环境因子相关性分析表明:在破除休眠处理7天后发芽率与纬度呈现极显著负相关,不破休眠下对应采样田栽培稻与纬度也呈现极显著负相关,而其他处理则表现没有相关性。这一结果可能由于我国各稻作区分布范围广,地理地形差异显著,所以各处理中存在部分相关性。(3)杂草稻与对应采集田的栽培稻品种的15℃破除休眠与不破除休眠处理发芽率进行配对样品T检验分析表明:相同处理温度、相同处理天数下,杂草稻/对应采集田的栽培稻品种破除休眠处理后的发芽率与不破除休眠发芽率之间存在极显著差异,即破除休眠处理后发芽率极显著高于不破除休眠处理,轻度的休眠性能显著提高种子发芽率,即休眠性能够提高种子发芽期耐冷性。