四个不同粒重水稻品种颖果发育的比较

 以粒重差异较大的4个水稻品种为供试材料,采用树脂切片、酶解胚乳细胞和显微观察等方法,比较研究了品种间在颖果生长、胚乳细胞增殖、果皮和胚乳结构等方面的差异,探讨了影响颖果生长的因素。 大粒品种颖果发育时间较小粒品种长,其胚乳细胞数、胚乳干质量及单个胚乳细胞平均干质量均高于小粒品种。在粒重相近的情况下,籼稻颖果发育和淀粉积累快于粳稻。与小粒品种相比,大粒品种子房壁细胞中淀粉粒多,子房壁细胞生长的持续时间长,果皮及背部维管束衰亡迟。 小粒品种胚乳外层细胞在花后7 d已转化成糊粉层细胞,大粒品种胚乳外层细胞要在花后10 d才转化成糊粉层细胞。 大粒品种的库容大和生理活性期长是其颖果能显著增大的生理原因。     

两个玉米品种胚乳发育的比较

以农乐988和扬糯1号两个品种的玉米颖果为材料,利用树脂半薄切片、组织化学染色及生理测定等方法研究胚乳组织和细胞的发育过程。结果表明,两个玉米品种粒重及淀粉含量的变化呈S形生长曲线;可溶性糖变化呈单峰曲线,授粉后12 d含量最高;总蛋白含量在授粉后6 d较高。颖果粒重和总蛋白含量农乐988>扬糯1号;可溶性糖及淀粉含量扬糯1号>农乐988。授粉后0~2 d胚乳处在游离核期,授粉后3~5 d胚乳处在细胞化期,授粉6 d以后胚乳细胞开始分化,内胚乳细胞出现淀粉体和蛋白体。胚乳中淀粉的积累由颖果顶端向基部、由胚乳外层向中央推进。扬糯1号胚乳发育较提前,失活较晚;农乐988胚乳发育相对滞后,失活较早。玉米胚乳发育和颖果发育关系紧密,胚乳游离核期和细胞化期相当于颖果形成期,胚乳分化期相当于颖果乳熟期,胚乳成熟期相当于颖果蜡熟期与完熟期。     

粳稻杂种后代胚乳可溶性淀粉合成酶及同工型基因表达特性分析

以籽粒直链淀粉含量为选择指标,从东农423×藤系180F2代起连续定向选择培育成的籽粒直链淀粉含量有显著差异的F10后代东农1006(直链淀粉含量为18.82%)、东农1012(直链淀粉含量为7.70%),同样,从系选1号×通769后代中选出东农1001(直链淀粉含量为17.51%)、东农1024(直链淀粉含量为7.40%)比较分析了灌浆过程中籽粒直链淀粉含量和可溶性淀粉合成酶活性及同工型基因表达量等变化特征。结果表明,灌浆不同时期籽粒直链淀粉含量低的后代及亲本直链淀粉量始终低于直链淀粉含量高的后代及亲本;成熟期籽粒直链淀粉含量低的亲本和后代籽粒支链淀粉含量均显著高于籽粒直链淀粉含量高的亲本和后代,抽穗后10d、17d、24d的籽粒直链淀粉含量与支链淀粉含量间均呈负相关,但相关未达显著水平;抽穗后10d、17d、24d的可溶性淀粉合成酶活性与籽粒直链淀粉含量的相关系数分别为0.8115**,-0.7554*,-0.5957,与支链淀粉含量的相关系数分别为-0.0694,0.5453,-0.0207;在灌浆过程中亲本及后代的胚乳OsSSSⅠ、OsSSSⅡ-1、OsSSSⅡ-3、OsSSSⅢ-1和OsSSSⅢ-2基因随籽粒灌浆进程其mRNA转录表达量逐渐增加,达到峰值后又逐渐下降,呈单峰曲线变化;而OsSSSⅢ-2和OsSSSⅣ-2基因mRNA转录表达量在灌浆各时期都比其他基因大;灌浆不同时期直链淀粉含量高的后代与高亲相比、直链淀粉含量低的后代与低亲相比,既有转录表达量增加的基因,也有降低的基因;可溶性淀粉合成酶活性与OsSSSⅠ、OsSSSⅡ-3、OsSSSⅢ-2的mRNA转录表达量正相关,相关达显著水平;与OsSSSⅡ-1、OsSSSⅣ-2的mRNA转录表达量正相关,但相关未达显著水平,与OsSSSⅢ-1的mRNA转录表达量呈负相关,但相关未达显著水平。     

干旱胁迫下小麦颖果内源激素的变化及其与胚乳发育的关系

为探明干旱胁迫下小麦颖果内源激素与胚乳发育的关系,以小麦品种扬麦16为材料,在幼苗返青至颖果成熟阶段进行干旱处理,采用树脂切片及显微摄影等技术观察小麦颖果和胚乳细胞发育的形态结构特征,并通过酶联免疫吸附法测定颖果生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_3、GA_4)、玉米素核苷(ZR)、二氢玉米素核苷(DHZR)的含量。结果显示,干旱胁迫缩短了小麦颖果发育进程,促进颖果早衰,导致颖果发育不良;显著降低了籽粒千粒重、可溶性糖含量和总淀粉含量,提高了蛋白质含量;促进颖果发育早期胚乳细胞分裂和淀粉积累,抑制了发育后期胚乳细胞的分裂、体积扩大和淀粉体充实,并提高了颖果整个发育过程中胚乳蛋白体的积累;提高了颖果发育前期IAA、GA_3、GA_4、ZR和DHZR的含量,ABA含量在整个发育时期均较高。说明干旱胁迫能通过影响颖果内源激素的积累来调控胚乳发育。     

小黑麦籽粒灌浆过程中胚乳细胞程序性死亡

为了解小黑麦胚乳细胞程序性死亡（PCD）的过程,观察了小黑麦籽粒灌浆过程中胚乳PCD、淀粉积累和相关内源激素乙烯和脱落酸的变化,并对PCD抑制因子之一Defender Against cell Death1 （DAD1）进行了氨基酸序列分析。结果发现,小黑麦胚乳发育过程伴随着PCD过程,籽粒淀粉积累速率、单个籽粒中ABA含量在整个籽粒灌浆过程中呈单峰曲线变化,乙烯的释放速率从花后15 d持续下降;动植物DAD1之间同源性较高。小黑麦籽粒中淀粉的快速积累时期和胚乳PCD的快速发生时期相重合,胚乳PCD可能影响了胚乳中贮藏淀粉的合成和积累。     

小黑麦、小麦和黑麦淀粉粒形态特征及酶解特性的差异

为了解小黑麦胚乳细胞程序性死亡(PCD)的过程,观察了小黑麦籽粒灌浆过程中胚乳PCD、淀粉积累和相关内源激素乙烯和脱落酸的变化,并对PCD抑制因子之一Defender Against cell Death-1(DAD-1)进行了氨基酸序列分析.结果发现,小黑麦胚乳发育过程伴随着PCD过程,籽粒淀粉积累速率、单个籽粒中ABA含量在整个籽粒灌浆过程中呈单峰曲线变化,乙烯的释放速率从花后15 d持续下降;动植物DAD-1之间同源性较高.小黑麦籽粒中淀粉的快速积累时期和胚乳PCD的快速发生时期相重合,胚乳PCD可能影响了胚乳中贮藏淀粉的合成和积累.     

小麦强弱势粒胚乳淀粉体和蛋白体发育及物质积累研究

为探明小麦强弱势粒发育的差异,以大穗型小麦品种宁麦13为材料,采用半薄切片、组织染色和生理生化测定等方法比较研究了小麦强弱势粒胚乳淀粉体和蛋白体的发育及物质积累过程。结果表明,在小麦颖果发育过程中,强势粒的形态大小始终大于弱势粒,在花后3～11d表现尤为明显;与弱势粒相比,强势粒的胚乳尤其是背部胚乳中淀粉体和蛋白体的相对面积较大,充实度较高,胚乳质地更致密;强势粒的B型淀粉粒多于弱势粒,强、弱势粒的淀粉粒径分布均呈单峰型,强势粒中0～2μm的淀粉粒数显著高于弱势粒,在其他粒径范围两者无显著差异;与弱势粒相比,强势粒中总淀粉、蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白和支链淀粉含量均较高,而直链淀粉含量较低。由此可见,小麦弱势粒发育不良与胚乳淀粉体和蛋白体发育及物质积累密切相关。     

不同品质类型小麦籽粒蛋白质、淀粉积累过程的基因型差异

对 3个具有不同蛋白质含量的大面积推广小麦品种宁麦 9号 (低蛋白 )、苏麦 6号 (中蛋白 )和重庆面包麦(高蛋白 )籽粒灌浆期蛋白质、淀粉含量的动态变化进行了研究。结果表明 ,(1) 3个品种在籽粒灌浆过程中 ,粒重的增加、籽粒蛋白质、淀粉含量存在极显著的差异 ;(2 ) 3个品种在开花后 2 2 d前经历了淀粉含量的快速增加、蛋白质含量下降期 ;(3)三个品种在整个灌浆至乳熟阶段淀粉持续积累 ,至花后 37d仍有较高的积累速率 ;重庆面包麦乳熟期(开花后 32 d之后 )蛋白质积累较宁麦 9号和苏麦 6号快 ,而宁麦 9号乳熟期蛋白质积累几乎停止     

小麦内胚乳细胞及其淀粉体的发育

为了探明小麦内胚乳细胞发育和淀粉体生长的规律,以不同发育天数的小麦颖果为材料,利用树脂半薄切片和胚乳细胞分离等方法研究了内胚乳细胞及其淀粉体的形态、数目和生长过程.结果如下:(1)小麦内胚乳细胞呈不规则的多面体形态,内含大、小两种淀粉体,大淀粉体呈鹅卵石形,小淀粉体呈圆球形;(2)内胚乳细胞的生长呈“S”型曲线,花后16～24 d是细胞生长最快的时期;(3)大淀粉体的增殖和生长主要在花后4～16 d进行,小淀粉体在花后16 d大量出现并快速增殖,至胚乳发育后期小淀粉体数量占内胚乳细胞淀粉体总量的90％以上;(4)内胚乳细胞核在颖果发育中、后期发生衰亡,淀粉体在核衰亡过程中仍然能增殖和生长.     

施氮时期对扬稻6号颖果发育及稻米品质的影响

通过盆栽试验研究了相同施氮量下不同施氮时期（分蘖期和孕穗期）对扬稻6号颖果发育及稻米品质的影响。与对照相比,增施氮肥（尿素）特别是孕穗肥能显著提高稻米精米率、整精米率、蛋白质含量,降低垩白粒率和直链淀粉含量;在分蘖期和孕穗期施氮肥能明显影响颖果发育,提高粒重,而后者的效果更为明显;在颖果发育过程中不同时期增施氮肥能显著降低颖果的总淀粉和直链淀粉含量,但对支链淀粉含量影响较小;不同时期增施氮肥特别是孕穗肥对淀粉体和蛋白质体的发育及结构均有显著影响,能显著改变籽粒中不同部位特别是腹部淀粉体和蛋白质的分布、数目和形状。与对照相比,淀粉体和蛋白质体的排列更紧密、相互间空隙较少、数量增加、密度增大,淀粉体形状多数呈晶状体。     

Development and Substance Accumulation of Caryopsis in Transgenic Rice with Antisense Wx Gene

China is one of the leading nations in production as well as consumption of rice. Almost more than half of Chinese people live on rice. But most of the widely grown rice is of low quality, especially with high amylose content [1]. The higher level of amyl…     

Effects of Nitrogen Application Time on Caryopsis Development and Grain Quality of Rice Variety Yangdao 6

A pot experiment was conducted to study the effects of different nitrogen application time(during the tillering or the booting stages)with the same nitrogen rates on the caryopsis development and grain quality of rice variety Yangdao 6.The increased nitrogen fertilizer(urea),especially applied during the booting stage,could evidently increase the milled rice rate,head rice rate and protein content in rice grains compared with the control(no nitrogen application),and decrease chalky grain rate and amylose content.Moreover,the increased nitrogen fertilizer significantly affected the caryopsis development and enhanced the grain weight when nitrogen applied during the tillering and the booting stages,especially during the booting stage.During caryopsis development the increased nitrogen fertilizer applied during the tillering and booting stages could obviously decrease the total starch and amylose contents,but not obviously for the amylopectin content in rice grain.Increased topdressing of nitrogen fertilizer,especially applied during the booting stage,had significant effect on the development and structures of amyloplasts and proteinoplasts.That is,it could change the distribution,number and shape of amyloplasts and proteinoplasts in the endosperm cells especially in grain abdomen.Compared with the control the arrangements of amyloplasts and proteinoplasts were closer,with more numbers,higher density and less interspaces each ohter.Furthermore,most amyloplasts showed polyhedron under the increased nitrogen fertilizer level.     

氮钾对杂交水稻B优827籽粒淀粉含量及淀粉合成酶活性的影响

以优质杂交籼稻B优827为材料,通过施用不同水平的氮、钾肥,并在B优827灌浆时段测定籽粒的直链淀粉、总淀粉含量以及淀粉合成酶的活性,分析氮、钾对水稻灌浆过程中籽粒淀粉积累、淀粉合成关键酶活性的影响,以及直链淀粉的积累与淀粉合成关键酶活性间的相关性。B优827的直链淀粉含量在开花后20 d内呈线性增加,开花20 d后有所下降;可溶性淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线,开花后12 d酶活性达到了最高值,以后随天数增加而迅速降低;淀粉粒结合型淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线,开花后15 d酶活性达到最高值,开花后15 d籽粒直链淀粉含量也接近最高值;灌浆中后期可溶性淀粉合成酶（SSS)、淀粉粒结合型淀粉合成酶（GBSS)与直链淀粉含量呈现出显著的正相关关系。增施氮肥可以提高SSS和GBSS活性,施钾肥在生育前期提高SSS和GBSS活性,后期抑制两者的活性;氮肥和钾肥均有促进淀粉积累的作用,但氮肥施用量过高时会抑制淀粉的积累。适当控施氮肥、增施钾肥是提高B优827籽粒产量的有效途径。     

全程深施肥对水稻产量形成及稻米品质的影响

以超级稻东农423为试验材料,设全程深施肥、全层施肥、表层施肥及无肥4个处理,研究水稻生长发育的动态变化,包括分蘖消长、叶绿素含量、叶面积指数和干物质积累量动态变化,并对产量及其构成因素、稻米蛋白质含量、直链淀粉含量和味度值进行了比较。结果表明：1）全程深施肥方法能够促使水稻生育前期平稳生长,后期优势生长,延长有效分蘖期,增加有效分蘖数,提高叶绿素含量、叶面积指数和干物质积累量;2）各处理的产量和稻米蛋白质含量间均达极显著水平,并呈现全程深施＞全层施＞表施＞无肥的趋势;各处理的直链淀粉含量、味度值之间均达极显著水平,并呈现无肥＞表施＞全层施＞全程深施的趋势;3）全程深施肥能够提高水稻的产量、穗数、每穗粒数和蛋白质含量,却降低了结实率、千粒重、稻米直链淀粉含量及味度值。     

Variations in Carbohydrate and Protein Accumulation among Spikelets at Different Positions Within a Panicle During Rice Grain Filling

The accumulation dynamics of kernel components for spikelets at different positions within a rice panicle were investigated during grain filling to understand the physiological reasons for the variation of grain quality.Two rice cultivars,Yangdao 6 (indica) and Yangjing 9538 (japonica),were field-grown,and the grain filling characters and contents of starch,soluble sugar,and protein of the spikelets at different positions were studied.There were significant differences in matter accumulation among spikelets at different positions during grain filling.The early-flowering spikelets presented dominance over the late-flowering spikelets in initial time and initial rate of accumulation.At the initial and mid filling stages,the contents and the rates of starch and amylose accumulation in spikelets decreased with the flowering sequence,but soluble sugar content (SSC) exhibited the opposite trend.The difference in SSC among the spikelets of Yangjing 9538 was greater than that of Yangdao 6,but amylose content in mature spikelets showed no obvious relationship to their flowering sequence.The crude protein content (CPC) of early-flowering spikelets decreased more rapidly than that of late-flowering ones at the initial filling stage,and CPC in the spikelets on the secondary branch was higher than that on the primary branch,but CPC in early-flowering ones was lower than that in late-flowering across the whole grain filling period.Grain water content (GWC) of early-flowering spikelets decreased more rapidly than that of late-flowering spikelets on the same branch at the initial and mid filling stages,especially for the top grain on each primary branch.The results suggested that poor grain filling of late-flowering spikelets may be attributed to their low biological activity rather than carbohydrate supply limitation.     

灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及品质的影响

 选用蒸煮食味品质不同的3个粳稻品种，利用温室高温和自然常温，研究了灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响。结果表明，灌浆成熟期高温条件下，水稻籽粒蛋白质含量提高，直链淀粉含量和味度值降低，劣质品种提高或降低的程度大于优质品种；RVA谱特性对灌浆成熟期温度的反应因品种和特性而异；灌浆过程中，籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性随灌浆进程，酶活性逐渐增加，达到峰值以后，酶活性又逐渐下降，呈单峰曲线，但不同品种酶活性达到峰值的时间和同一时期的酶活性大小有差异；ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶的活性表现对温度的影响反应较为迟钝，而淀粉分支酶活性表现对温度变化的反应较为敏感，温度过高过低都降低该酶活性。     

Influence of nitrogen fertilization on some nutritional quality characters in rice

The influence of three levels of nitrogen fertilization on the grain yield, protein and starch make up of three varieties of rice: IR-8, Sabarmati, and Basmati-370, was studied in a field experiment. Part of the nitrogen was applied through foliar spraying at the time of anthesis. The grain protein and amylose content of developing caryopsis was studied. Significant increase in yield and crude protein content was recorded but the amylose content decreased slightly with increased nitrogen fertilization. Five of the essential amino-acids, reported, increased with fertilization. Lysine content increased steadily when expressed on protein as well as meal basis. Contrary to the expectation, the two dicarboxylic amino acids did not increase significantly.     

不同直链淀粉含量软米品种品质性状的比较

【目的】具有较低直链淀粉含量（5%~12%）的优良食味软米在国内市场上广受消费者欢迎，然而不同软米品种间稻米品质表现差异较大，造成这种差异的原因尚未明确。因此，有必要深入研究不同类型软米理化品质的差异及其成因。【方法】选取了江苏地区具有显著品质差异的4个软米品种、2个糯稻品种和2个常规品种（均为粳稻品种）为对象，对其稻米理化品质和淀粉结构进行了系统的比较分析。【结果】测序结果表明，软米品种南粳5055和南粳9108携带Wx^mp等位基因，而软米品种香软玉和武香粳113携带跟2个常规粳稻品种相同的Wx^b等位基因。品质分析表明，香软玉和武香粳113稻米较另两个软米品种中的直链淀粉含量更低，籽粒胚乳透明度更差；4个软米类稻米胚乳淀粉粒内部存在明显的孔隙，并且稻米胚乳越不透明，孔隙越明显；较低直链淀粉含量的软米食味表现更佳，这可能与低直链淀粉含量稻米具有更低的冷胶黏度、较大的崩解值和较小的消减值有关。淀粉精细结构测定表明，与常规粳稻米相比，软米的直链淀粉组分占比较低，而支链淀粉短链组分占比较高。【结论】目前江苏地区软米品种间存在显著的遗传和理化品质特性的差异，这为新型软米品种的培育和优异基因的克隆与利用提供依据。