早籼稻籽粒灌浆过程中淀粉合成酶的变化及温度效应特征

要选2个不同淀粉类型的早籼品种,对水稻开花后籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的3个关键酶—ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉分支酶活性变化进行分析,并采用人工控温试验等方法探讨了不同温度下ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶与淀粉分支酶的活性变化特征。研究结果表明,在水稻籽粒灌浆过程中支链淀     

氮肥运筹对寒地粳稻淀粉合成关键酶活性及淀粉积累的影响

选用寒地粳稻松粳9号和松粳6号,在一定的施肥量下采用不同氮肥运筹处理,对水稻开花后淀粉积累、淀粉合成关键酶活性及其之间的关系进行研究。结果表明,合理减少基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例可以促进籽粒灌浆、增加总淀粉含量,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。适当减小基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例有利于提高灌浆后期籽粒中ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶(Q酶)的活性,而在灌浆前期淀粉合酶(SSS)活性随着基蘖肥比例的减小而降低。通过相关分析可知,ADPG焦磷酸化酶、Q酶和SSS与淀粉及其淀粉组分密切的相关,对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。因此: 合理的基肥、蘖肥、穗肥、粒肥配比(5∶3∶1∶1)能够调控灌浆过程中淀粉合成关键酶活性,从而增加淀粉及淀粉组分含量。     

不同生态环境对水稻碳氮代谢关键酶活性及稻米品质的影响

以响水火山玄武岩石板地和附近非石板地(对照)为试验对象,研究了水稻在子粒灌浆过程中碳氮代谢关键酶活性的变化。结果表明,火山玄武岩石板地子粒可溶性淀粉合成酶活性低于对照,淀粉分支酶活性与对照相比差异不大,而谷氨酰胺合成酶活性大于非石板地。非石板地ADPG焦磷酸化酶活性的峰值出现后5d内仍保持较高水平,而生长在玄武岩石板地上的试材ADPG焦磷酸化酶活性达到峰值后下降速度较对照快。同一生态环境不同氮肥水平下,酶活性的变化也有所不同,在一定程度上,多施氮肥可以抑制ADPG焦磷酸化酶和谷氨酰胺合成酶的活性,但不同品种类型间也有所差异。稻米品质方面,火山玄武岩石板地其糙米率、整精米率、胶稠度、蛋白质及食味评分等指标均高于对照,直链淀粉含量则低于对照,而垩白米率、垩白度指标高于对照。     

低植酸突变体水稻灌浆过程中籽粒淀粉合成与茎鞘物质转运特性

以协青早(XQZ)及其低植酸突变系(os-lpa1)为材料,通过对灌浆过程籽粒中植酸含量、蔗糖和淀粉积累变化动态的比较分析,并结合叶、茎、鞘等器官中碳水化合物的转运和籽粒淀粉合成代谢有关关键酶生理活性的测定,对os-lpa1灌浆充实不良、千粒重明显降低的生理原因进行了分析。结果表明,灌浆期os-lpa1剑叶、茎、鞘等器官中的蔗糖和可溶性总糖含量均高于其对照亲本XQZ,但os-lpa1籽粒中的淀粉积累量却明显降低。胚乳中ADPG焦磷酸化酶(ADPG-Ppase) 和淀粉磷酸化酶(SPase)的活性降低,可能是os-lpa1灌浆充实不良、籽粒淀粉积累量明显下降的主要原因之一。此外,os-lpa1灌浆期间叶鞘中的蔗糖磷酸合酶(SPS)和果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)活性也显著低于其相应灌浆期的对照亲本XQZ,导致茎鞘等器官中淀粉积累量增多和“流”不畅,这可能也是其产量水平降低的一个重要因素。     

IAA调节杂交稻"异步灌浆"的酶学生理特征

综述了IAA调节杂交稻“异步灌浆”的依据和机制，从IAA调节杂交稻“异步灌浆”的酶学生理特征角度出发，分述了IAA与H^ —ATP酶、蔗糖酶、细胞伸长有关酶(细胞壁纤维素酶、β—1，3—葡聚糖酶、β—1，4—葡聚糖酶)、淀粉合成有关酶(蔗糖合成酶、ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶)和IAA氧化酶及过氧化物酶之间的关系，并讨论了对IAA调节杂交稻“异步灌浆”的研究中存在的问题，提出解决问题的途径。     

水分胁迫对宜香优2115籽粒淀粉合成及产量的影响

为探明不同水分胁迫的时间和程度对水稻籽粒淀粉合成和产量的影响。以宜香优2115为试验材料,在2018-2019年分别在孕穗期、开花期、灌浆期进行轻度(-20±5)kPa、中度(-40±5)kPa、重度(-60±5)kPa水分胁迫处理,以淹水灌溉为对照(0 kPa, 1～3 cm水层),测定分析籽粒糖和淀粉含量、淀粉合成相关酶活性及产量。结果表明,在孕穗期、开花期、灌浆期,轻度水分胁迫使水稻籽粒中的可溶性糖和蔗糖含量降低,最大降幅分别为33.7%,14.3%,直链淀粉和总淀粉含量增加,最大增幅分别为2.4%,4.4%,中度和重度水分胁迫则反之;ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)、淀粉去分支酶(DBE)活性随灌浆进程呈先升后降的趋势,轻度水分胁迫使灌浆中后期5种酶活性及峰值活性提高,而中度和重度水分胁迫则降低;结实率仅在灌浆期轻度水分胁迫下增加,增幅为3.1百分点,3个时期轻度水分胁迫使千粒质量均增加,最大增幅为3.7%,孕穗期水分胁迫不利于水稻产量的提高,灌浆期和开花期进行轻度水分胁迫使产量增加,增幅分别为0.8%,9.3%。因此,宜香优2115在开花期和灌浆期轻度水分胁迫可提高淀粉合成关键酶的活性,促进籽粒淀粉的合成和积累,进而提高产量,在增幅方面灌浆期大于开花期。     

不同类型冬小麦灌浆期淀粉合成相关酶活性研究

在池栽条件下,研究了3个不同类型冬小麦品种藁麦8901(强筋品种)、豫麦49号(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)灌浆期籽粒中淀粉合成相关酶活性的差异。结果表明,不同类型冬小麦籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉粒结合的淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号在灌浆期上述几个酶活性变化的峰值均高于其他2个品种,且大部分被研究的酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见,与藁麦8901和洛麦1号相比,豫麦49号具有较强的淀粉合成能力。     

大穗型小麦品种强、弱势籽粒淀粉积累和相关酶活性的比较

在大田条件下, 以两个大穗型小麦品种山农12和PH01-35为材料, 对籽粒发育过程中强、弱势籽粒淀粉积累及其相关酶活性变化进行了比较研究。结果表明, 两品种强势粒直链淀粉积累量和支链淀粉积累量均高于弱势粒。Logistic方程模拟淀粉积累过程, 强势粒淀粉积累起始势(C₀)高, 活跃持续期长, 平均积累速率(R_mean)高, 最终淀粉积累量高。 籽粒蔗糖合酶(SS)、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化, 强势粒上述酶活性均高于弱势粒。花后7~21 d, 弱势粒蔗糖含量明显高于强势粒, 表明弱势粒淀粉积累量低, 并不以其淀粉合成底物的供给为限制因子, 而主要与淀粉合成能力低有关, 同时与籽粒灌浆前期胚乳细胞的数量关系密切。     

温敏核不育水稻eui突变体自交结实期籽粒形成生理研究

为了探讨温敏核不育水稻eui突变繁殖时籽粒形成生理,以‘培矮64S’为对照,采用冷水灌溉繁殖的方法研究了温敏核不育水稻(Oryza sativa)eui突变体（‘长选3S’）自交结实期籽粒形成的生理特点。结果表明,在灌浆结实过程中,‘长选3S’和‘培矮64S’籽粒直链淀粉、支链淀粉含量在花后第7~27天增加快,随后增加减慢;籽粒中ADPG焦磷酸化酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等3个酶的酶活性及可溶性蛋白质含量随灌浆进程逐渐下降;籽粒中可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶的酶活性随灌浆进程先升后降,呈单峰曲线变化。就整个灌浆结实期而言,‘长选3S’籽粒中ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等5个酶的酶活性及直、支链淀粉含量、可溶性蛋白质含量均比其亲本‘培矮64S’的高,而自交结实率、单株产量则比‘培矮64S’的低。差异性分析表明,2个不育系之间籽粒中上述5个酶的酶活性及直、支链淀粉含量、自交结实率及单株产量差异不显著,而可溶性蛋白质含量差异显著。     

施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响

以扬稻6号和粳稻941为材料,通过盆栽试验,研究了不同施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响。结果表明,增加穗肥施氮量显著降低颖果中的可溶性糖含量,淀粉含量有降低的趋势,但不明显。颖果中直链淀粉和支链淀粉含量随粒重的增加而上升,二者积累具有同步性;增加穗肥施氮量能显著降低颖果中直链淀粉含量,并使颖果中直链/总淀粉的比例降低,其效果要好于分蘖期施氮。分蘖期或孕穗期增施氮肥可以显著提高灌浆中、后期颖果中的ADPG焦磷酸化酶(AGP)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性,降低颖果中淀粉粒结合型淀粉合酶(GBSS)的活性。就施氮时期来看,孕穗期施氮(LH)对这些酶的促进或抑制效果好于分蘖期施氮(HL)。     

水稻结实期籽粒和根系中玉米素与玉米素核苷含量的变化及其与籽粒充实的关系

在水培和盆栽条件下,研究了6个水稻品种(含籼/粳杂交组合、新株型品系)结实期强、弱势粒和根系中玉米素(Z)与玉米素核苷(ZR)含量的变化及其与籽粒充实的关系。籽粒中Z+ZR含量在开始灌浆时很低,随灌浆进程Z+ZR含量增加,达到峰值(强势粒在花后9～15d,弱势粒在花后12～21d)后迅速下降。根系中Z+ZR含量在抽穗时就很高,在花后     

水稻籽粒灌浆过程直链淀粉的积累及其相关酶的品种类型间差异

对籼、粳、糯3种类型水稻籽粒灌浆过程中直链淀粉含量的变化及其相关酶活性差异的比较分析表明,不论是早籼品种浙733,还是早粳品种浙农104,其直链淀粉含量在籽粒灌浆过程中的变化趋势基本相似,均表现为灌浆初期的直链淀粉含量较低,随着灌浆时间的推移,籽粒中直链淀粉含量明显升高,灌浆后期则略有降低,而对早糯品种早香糯而言,     

水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究Ⅱ.农艺性状的杂种优势分析

研究了籼爪交和粳爪交杂种在长沙、三亚的农艺性状和干物质产量的杂种优势.在长沙的籼爪交杂种在结实率和每穗实粒数方面具有负向超亲优势,在每穗实粒数、结实率、单株粒重和理论产量方面存在负向对照优势,其余性状均为正向优势;粳爪交杂种在千粒重和结实率方面存在负向超亲优势,其余性状为正向超亲优势, 在始穗期、秆高和单     

超级稻花后强、弱势粒多胺浓度变化及其与籽粒灌浆的关系

以4个超级稻品种[两优培九和II优084(杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15(粳稻)]为材料,2个高产品种[汕优63(杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)]为对照,测定了结实期强、弱势粒中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)浓度和灌浆速率,分析了它们之间的关系并用化学调控的方法进行了验证。结果表明,强势粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率和糙米重,超级稻品种与对照品种差异较小,弱势粒的灌浆速率和粒重表现为超级稻品种显著低于对照品种。灌浆期强、弱势粒的Put、Spd和Spm浓度变化均成单峰值曲线。Put的峰值浓度和平均浓度,弱势粒高于强势粒。Spd和Spm峰值浓度和平均浓度,弱势粒显著低于强势粒,超级稻品种低于对照品种。籽粒平均灌浆速率和糙米重与Put浓度呈极显著负相关,与Spd和Spm浓度以及Spd/Put和Spm/Put呈极显著正相关。灌浆初期对稻穗喷施Spd和Spm,增强了弱势粒中蔗糖合成酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性,提高了弱势粒灌浆速率、结实率和粒重,喷施Put或多胺合成抑制剂 (MGBG)的结果则相反。说明多胺参与水稻籽粒灌浆的调控,超级稻品种弱势粒较低的Spd和Spm浓度及较低的Spd/Put和Spm/Put值是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要生理原因。     

甬优系列籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力的优势及形成特征

以长江下游地区大面积种植的4种类型(籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交粳稻和杂交籼稻)水稻品种中有代表性的品种为材料,设置6个氮肥水平(0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm–2),比较研究其氮肥群体最高生产力及其产量构成、关键生育阶段天数、主要生育时期的叶面积指数和干物重。结果表明:(1)杂交籼稻获得最高生产力对应的施氮量为225.0~262.5 kg hm–2,常规粳稻为300.0 kg hm–2,杂交粳稻和籼粳杂交稻为262.5~300.0 kg hm–2。(2)氮肥群体最高生产力以籼粳杂交稻最高,达12.2(12.0~12.3)t hm–2,较杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻分别高出6.6%、9.8%和19.6%(两年平均值)。群体颖花量和每穗粒数均以籼粳杂交稻最高,但其每穗粒数年度间波动较大。穗数和结实率以常规粳稻最高。(3)播种至抽穗期天数以杂交粳稻最长,抽穗至成熟期天数则以籼粳杂交稻最长,达60 d左右。全生育期天数呈杂交粳稻常规粳稻籼粳杂交稻杂交籼稻。两年中日产量以籼粳杂交稻最高。(4)籼粳杂交稻在抽穗、抽穗后20 d和成熟期的叶面积指数和干物重均显著高于另外3种类型品种,且抽穗至成熟期的干物质积累量也最高。此外,籼粳杂交稻在拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期的光合势显著高于另外3种类型品种。较多的每穗粒数、较长的灌浆期天数以及较高的日产量、生育后期(抽穗至成熟期)较强的光合物质生产能力是籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力形成的重要原因和基础。     

旱种水稻生育特性与产量形成的研究

以杂交籼稻汕优63和粳稻镇稻88为材料, 研究了旱种(地膜覆盖栽培)水稻的生长发育与产量形成的特性. 与水种(常规栽培, 对照)相比, 旱种水稻在有效分蘖临界叶龄期前分蘖发生慢、叶面积指数小, 干物质积累少, 在拔节期则相反. 旱种水稻的各节间长度、分蘖成穗率、粒叶比[颖花数/叶(cm2)]、灌浆中后期的叶片光合速率、成熟期干物     

不同穗型粳稻品种米质形成的生理生化特性差异

对不同穗型粳稻品种的籽粒干物质积累动态和淀粉磷酸化酶及Q酶的活性进行了研究，同时分析了供试品种在4个氮素水平下叶绿素含量变化及与稻米品质性状的关系。结果表明，籽粒干物质积累动态在品种间存在差异，直立穗型品种，由于每穗粒数多，着粒较密，在籽粒灌浆前期，起始生长势低(GR0)，全穗籽粒平均灌浆速率较低，而后期     

结实期土壤水分和灌溉方式对水稻产量与品质的影响及其生理原因

以水稻品种武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)为材料, 研究了结实期土壤水分和灌溉方式对产量、米质、籽粒中淀粉合成关键酶活性和内源乙烯释放速率的影响及它们之间的关系。结果表明, 与WW(保持水层, well-watered)或CI(常规灌溉, conventional irrigation)相比, 土壤轻度落干(MD, moderate soil-drying, 土壤水势保持在–10 ~ –30 kPa)和轻干湿交替灌溉(W-MD, alternate wetting and moderate-drying irrigation, 土壤落干至土水势为–25 kPa时复水)显著提高了千粒重、稻米的最高黏度和崩解值, 显著降低了垩白度和消减值; 土壤干旱(SD, severe soil-drying, 土壤水势保持在– 40~ – 60 kPa)和重干湿交替灌溉(W-SD, alternate wetting and severe-drying irrigation, 土壤落干至土水势为– 50 kPa时复水)则使稻米品质变劣。MD和W-MD处理显著降低了籽粒乙烯释放速率, 增加了灌浆中后期籽粒中蔗糖合酶(SuS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合酶(StS)和淀粉分支酶(SBE)活性, SD和W-SD处理则提高了籽粒内源乙烯释放速率, 降低了上述各酶的活性。说明结实期土壤轻度落干或轻干－湿交替灌溉可以改善稻米品质, 籽粒SuS、AGP、StS和SBE活性的增强和内源乙烯水平的降低是稻米品质改善的重要生理原因。     

超级稻根系形态生理特征及其与产量形成的关系

2011年与2012年于水培池种植超级稻品种两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038 (粳稻)及常规高产品种扬稻6号(籼稻)和扬辐粳8号(粳稻),观察各生育期根系形态生理特征及其与产量形成的关系。结果表明,与常规高产品种相比,超级稻品种具有强大的产量潜力,其高产潜力主要得益于较多的每穗颖花数与较大的总库容量(单位地面积颖花量)。超级稻品种在整个生育期较大的根量、生育早中期较高的单株根系氧化力、根系总吸收表面积与活跃吸收表面积及根系中较高的玉米素与玉米素核苷含量是其产量库容大和产量高的重要原因。超级稻存在着结实率较低的问题,这可能与其在灌浆期根系活性下降较快有关。提高超级稻灌浆期根系活性,是提高其结实率、促进其产量进一步提高的重要途径。