狭根锥角促进水稻（Oryza sativa L.）重组自交系群体在不同水分供给下的更深根系、更凉爽的冠层温度和更高的粮食产量

水稻是世界上主要的灌溉水消费作物之一。随着水资源变得越来越有限，节水的好氧生产（AP）系统可能为传统的洪水栽培提供替代方案。具有狭根锥角（RCA）和随之而来的更深根系的基因型被假设为AP适应的重要因素，确保在深层有效吸水。通过重组自交系（RIL）群体和不同基因型（狭和宽RCA组）来自于Sherpa/IRAT109交配，开展了一项温室实验和四个在充分灌溉（WW，两个季节）、轻度水分亏缺（MWD）和间歇性水分亏缺（IWD）条件下的田间实验，以表征RCA与粮食产量（GY）和关键生理特征之间的关系。在根系特性、冠层温度和GY方面发现了显著的基因型变异和组差异。狭RCA基因型在不同实验和水分供给条件下的表现一致。狭RCA组的基因型在20厘米以下的根系比例（7.4–17.7%）、总根长（69.7%）、冠层温度（0.3–1.0 °C）和GY（14–62%）方面均优于宽RCA组。识别出了两个有前景的RIL，在WW条件下表达出高GY（12.0–13.4 t/ha），同时在IWD条件下保持GY（最高可达9.4 t/ha）。在IWD中，拥有更凉爽的冠层（r = −0.72）和狭RCA（r = −0.39）的基因型获得了更高的GY。狭RCA与温室中的总根长（r = −0.70）和气孔导度（r = −0.71）以及田间深根比例（r = −0.65）和凉爽冠层（r = 0.66）存在关联。据我们所知，这是探索和证明水稻AP系统中此类关系的首要研究之一。田间确定的根系特征与在温室中测得的促进RCA组差异的其他根系相关特征一致，为田间表型方法提供了信心。这项工作展示了在好氧条件下狭RCA发展所带来的优势，提高了对RCA的生理理解，并通过基因组辅助育种，被认为对开发适应AP、可持续生产的水稻具有重要价值。