开花期高温胁迫对水稻花粉粒性状及结实率的影响

为探明花期高温胁迫对水稻花器官及结实率的影响。利用人工气候箱在水稻抽穗开花期对特青及其渗入系YIL106进行高温处理,研究结果表明,高温胁迫下热敏感渗入系YIL106的花粉活力、花粉萌发率、柱头上花粉粒数、花药开裂系数和结实率降低幅度均大于耐热品种特青。表明高温胁迫下,水稻的花粉活力、花粉萌发率、柱头上花粉粒数、花药开裂系数、以及结实率都比常温条件下要低,且高温胁迫对热敏感品系的花粉粒性状及结实率影响更大。     

高温胁迫对水稻剑叶保护酶活性和膜透性的影响

对2个耐热性不同的水稻品系进行高温处理（8:00~17:00, 37℃; 17:00~8:00, 30℃）, 测定了高温胁迫对水稻剑叶中保护酶类活性和膜透性的影响。结果表明,水稻剑叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POX）和抗坏血酸过氧化物酶（AsA-POX）活性在高温胁迫初期均有明显增加,尔后快速下降, 耐热品系996这     

抽穗开花期不同高温处理对水稻开花习性和结实率的影响

为了探明高温胁迫对水稻的伤害机理,利用人工气候箱在水稻抽穗开花期对2个耐热性不同早稻品种进行不同高温处理,研究高温胁迫对水稻开花习性和结实率的影响。结果表明,随着胁迫温度的升高,日开花数减少,日开花峰值降低,开颖角度减小,花粉粒直径增大,花药开裂、花粉活力、柱头活力下降,结实率降低。相关分析表明,2个品种的结实率与花粉活力、花药开裂系数、柱头活力之间均呈显著正相关（R=0.9733*,0.9768*和0.9270*）。水稻抽穗开花期受高温的危害存在品种间差异,相同高温胁迫下,耐热品种996受高温的伤害小于热敏感品种4628。     

低温对开花期水稻颖花保护酶活性和过氧化物积累的影响

以耐冷性不同的水稻品种996和4628为材料,采用人工气候室进行低温(19℃(06:00-08:00;19:00-23:00)/21℃(08:00-10:00;16:00-19:00)/23℃(10:00-16:00)/17℃(23:00-06:00)和适温(24℃(06:00-8:00;19:00-23:00)/26℃(08:00-10:00;16:00-19:00)/30℃(10:00-16:00)/22℃(23:00-06:00))处理,研究了低温胁迫对水稻颖花中保护酶类活性和过氧化物积累的影响。结果表明,低温处理期间水稻颖花中超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POX),过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POX)活性呈先升后降趋势;随着低温处理时间延长,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量迅速上升。低温胁迫后期,耐冷水稻品种996颖花中的H2O2和MDA含量显著低于冷敏感水稻品种4628,这可能与耐冷水稻品种996低温胁迫期间的保护酶类活性显著高于冷敏感水稻品种4628,其活性氧的产生和清除较均衡有关。     

棉花不同耐高温品系的SOD、POD、CAT活性和MDA含量差异及其对盛花期高温胁迫的响应

分别以耐高温、中度敏感与敏感型3个棉花品系为材料,分析了它们在不同发育时期叶片和花药中SOD、POD、CAT保护酶活性和MDA含量的差异及在盛花期高温胁迫下的变化。3个品系间叶片保护酶活性在苗期和盛蕾期几乎相同,在盛花期和结铃盛期耐高温显著高于敏感类型,而耐高温棉花叶片MDA含量自盛蕾期起显著低于敏感类型。花药保护酶活性随生育进程而逐渐增加,耐高温棉花花药SOD和POD活性在花粉粒成熟期才显著高于敏感类型,而CAT活性和MDA含量在整个发育时期均分别显著高于和低于敏感类型材料。盛花期高温胁迫显著地抑制叶片和花药的保护酶活性,导致MDA含量极显著地增加,但耐高温棉花叶片和花药保护酶活性的降低和MDA含量的增加幅度明显少于敏感类型。     

抽穗和灌浆早期高温对耐热性不同籼稻品种产量的影响及其生理原因

选用4个耐热性不同的籼稻品种,分别于抽穗(始穗后0~10 d)和灌浆早期(始穗后11~20 d)进行高温(白天温度>33℃)处理,以同期自然温度(白天温度<30℃)为对照,研究高温对产量的影响及其生理机制。结果表明,与对照相比,高温处理显著降低热敏感品种的花粉可育率、受精率,而耐热品种与对照无显著差异。高温胁迫明显降低热敏感品种的结实率,导致产量显著下降,且抽穗期高温处理影响大于灌浆早期处理。高温胁迫显著增加耐热品种黄华占叶片的抗氧化酶活性,对热敏感品种影响不大。高温胁迫显著降低热敏感品种籽粒ATP酶活性,耐热品种结果则相反。高温处理增加两类品种叶片温度和丙二醛(MDA)含量,降低根系活力和叶片光合速率,耐热品种增降的幅度显著小于热敏感品种。在高温胁迫下较低的叶片温度,较强的根系活力和抗氧化保护系统能力及较高的籽粒ATP酶活性是耐热性品种保持较高产量的重要生理原因,也是耐热品种的重要生理特征。     

减数分裂期高温胁迫对耐热性不同水稻品种产量的影响及其生理原因

以两个耐热性不同的籼稻品种为材料,在减数分裂期进行高温(白天温度>35℃)处理,以同期自然温度(白天温度<33℃)为对照,研究减数分裂期高温对产量的影响及其生理机制。结果表明,高温处理与对照相比,显著降低了热敏感品种双桂1号的花药开裂率及花粉育性,对耐热品种黄华占影响较小;明显降低了每穗颖花数、结实率和粒重,从而使产量显著下降,其中耐热品种下降幅度小于热敏感品种;热敏感品种粒宽显著缩短,长宽比显著增大,而对耐热型品种影响不大;明显降低了水稻的根系活力和幼穗的核糖核酸(RNA)含量,显著增加了叶片丙二醛(MDA)含量和幼穗的乙烯释放速率,热敏感品种变化幅度大于耐热品种;显著增加了耐热品种叶片的抗氧化酶活性,对热敏感品种无显著影响。总之,根系活力和抗氧化保护系统能力强、RNA含量高、MDA含量低及乙烯合成少是耐热性品种在高温胁迫下保持较高产量的重要生理原因。     

高温胁迫对不同甜瓜品种的种子萌发及幼苗生长和抗氧化酶活性的影响

研究了耐热性不同的2个甜瓜品种在不同高温(38℃和42℃)条件下,种子萌发及发芽后早期幼苗生长和抗氧化酶活性的变化。结果表明,与对照相比,38℃高温对耐热品种"GL-16"萌发没有影响,但幼苗生长受到抑制,热敏感品种"04-41"萌发和幼苗生长与对照相比均下降。在42℃高温条件下,2个品种萌发和生长指标均下降,但"GL-16"下降幅度小于"04-41"。同时38℃高温导致2个甜瓜品种抗氧化酶活性及MDA含量显著升高(SOD除外),在42℃高温条件下,"GL-16"的这些指标继续升高,"04-41"显著降低;耐热品种"GL-16"在高温胁迫下可溶性蛋白含量升高,热敏感品种"04-41"显著降低,而脯氨酸含量变化没有一定的规律。     

热激处理对甘蓝幼苗叶片保护酶活性和膜透性的影响

试验对耐热性不同的2个甘蓝品种的种子进行了热激处理,在苗期测定了热激处理对甘蓝叶片中保护酶活性和膜透性的影响。结果表明,热激处理后,耐热品种叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性的增幅大于不耐热品种,而不耐热品种叶片中丙二醛(MDA)的含量和膜透性的增幅大于耐热品种。     

高温胁迫对景天植物膜脂过氧化及保护酶活性的影响

研究高温胁迫对景天植物的膜脂过氧化程度及保护酶活性的影响。以5种景天植物为试材,进行45℃/30℃（白13 h/昼11 h）高温胁迫,高温胁迫前及胁迫后每5天取叶片测定相关生理指标,分析膜脂过氧化程度及保护酶活性的变化。随着高温胁迫程度加重,5种景天植物的O2.-产生速率和MDA含量持续上升,耐热性强的景天植物O2.-产生速率上升慢、MDA含量积累少;胁迫过程中,5种景天植物的SOD、POD、CAT活性均高于胁迫前,说明高温胁迫诱导3种酶活性增强,3种酶活性在整个胁迫过程中呈现先升后降的趋势,耐热性强的景天植物SOD、POD、CAT活性增幅高。高温胁迫下通过增强SOD、POD、CAT活性以减轻膜脂过氧化程度是景天植物适应高温胁迫的重要生理机制。     

水稻穗分化期高温胁迫对颖花退化及籽粒充实的影响

为明确水稻穗分化期高温胁迫对颖花退化和籽粒充实的影响,选用耐热性品种黄华占和热敏感性品种丰两优6号进行人工气候箱盆栽试验,于倒一叶心叶抽出时(花粉母细胞形成至减数分裂期)进行高温处理(10:00-15:00,40℃) 1 d、3 d、5 d、7 d、9 d,并以同时段适温处理(10:00-15:00,32℃)为参考,自然条件下生长的植株为对照(CK),分析不同持续天数高温对颖花退化、花器官发育和籽粒充实的影响。结果表明：(1)随着处理天数的增加,高温加剧颖花退化,与适温处理及CK相比,高温处理9 d黄华占颖花退化率增加45.8%和62.9%,丰两优6号颖花退化率增加81.7%和136.1%,丰两优6号增加幅度大于黄华占。(2)高温处理1~3 d降低花粉活力,5~9 d抑制花药充实。花药发育不良,花粉形成受阻是导致结实率显著下降的原因,两品种趋势一致。(3)高温处理缩短颖花长度,降低籽粒充实性,使千粒重显著下降,热敏感性品种丰两优6号下降幅度大于耐热性品种黄华占,籽粒充实在5 d以上高温处理下降显著。研究说明倒一叶生长时期高温胁迫影响穗生长发育,生产中需加强相应栽培措施的调控。     

开花期低温胁迫对四川攀西稻区水稻开花结实的影响

以3种籼稻品种和3种粳稻品种为试验材料, 利用人工气候室在开花期进行低温胁迫处理, 研究了低温胁迫对攀西稻区籼、粳稻开花和结实及两者间关系的影响。结果表明, 开花期低温胁迫下籼稻和粳稻的开花习性、花药和花粉特性和结实表现不同。常规粳稻开花对低温有较高的耐冷性。低温胁迫下籼稻品种(组合)花药体积、花药开裂率、可育花粉率、柱头着花粉数和柱头花粉萌发率较对照降低幅度均比粳稻品种(组合)大; 籼稻品种(组合)各产量构成因素较对照降低幅度比粳稻品种(组合)大。相关分析表明, 结实与水稻花药和花粉主要性状有密切关系。开花期低温胁迫影响花药和花粉发育成熟, 使花药不能正常开裂、散粉不足, 可育花粉率和柱头花粉萌发率降低, 直接影响受精结实, 成为结实率降低的主要原因之一。     

花后高温对稻米品质及胚乳淀粉粒结构的影响

为阐明花后高温对稻米品质的影响机理,以耐热性不同的两个水稻品系为材料,在人工气候室高温和适温条件下,研究了花后高温胁迫对稻米外观品质、加工品质、蒸煮食味品质及胚乳淀粉粒结构的影响。结果表明,与对照相比,花后高温胁迫条件下,稻米长宽比增大,垩白粒率和垩白度显著增加, 精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量和胶稠度降低,蛋白质含量增加;高温下淀粉RVA谱特征值最终黏度、消减值和糊化温度升高,崩解值降低,峰值时间延长,Mg/ K比值降低。相同处理条件下,热敏感品系4628稻米品质受高温影响程度大些。花后高温条件下,稻米胚乳淀粉粒排列不紧密,淀粉粒间空隙大,多为单粒淀粉体,导致光线的多角度散射,胚乳透明度降低,垩白形成。花后高温条件下,稻米蛋白质含量的增加、Mg/K降低、稻米RVA谱特征值及胚乳淀粉粒结构的变化是导致稻米蒸煮食味品质和外观品质降低的主要原因。     

Exogenously Applied Plant Growth Regulators Affect Heat‐Stressed Rice Pollens

Increasing temperature due to global warming has emerged one of the gravest threats to rice production. This study examined the influence of high temperature and exogenously applied plant growth regulators on pollen fertility, anther dehiscence, pollen germination and metabolites synthesis in pollens of two rice cultivars (IR‐64 and Huanghuazhan (HHZ)). Plants were subjected to high day temperature (HDT), high night temperature (HNT) and control temperature (CT) in controlled growth chambers. Four different combinations of ascorbic acid (Vc), alpha‐tocopherol (Ve), brassinosteroids (Br), methyl jasmonates (MeJA) and triazoles (Tr) were used along with a nothing applied control. Our results depicted that high temperature severely reduced the pollen fertility, anther dehiscence, pollen retention, germination and metabolites synthesis in pollens of both rice cultivars. Nonetheless, exogenous application of various plant growth regulators assuaged the adverse effects of high temperature and Vc + Ve + MeJA + Br was found the best combination than the other treatments for every studied characteristic. The HNT posed more negative effects than the HDT. Variations were also apparent between cultivars and HHZ performed better than IR‐64 under high‐temperature stress, with higher pollen fertility, better anther dehiscence, and greater pollen retention and germination rates. The greater tolerance of HHZ to high temperature was related with the higher synthesis of metabolites in this cultivar.     

水稻抽穗期高温胁迫对不同品种受粉和受精作用的影响

水稻抽穗期高温障碍导致结实性降低已经成为长江中下游水稻的重要自然灾害之一。以现代常规粳稻、三系杂交籼稻和两系法杂交籼稻为试料,研究了抽穗期高温处理对现代水稻品种和组合受精率的影响。现代粳型品种表现出较好的抽穗期高温耐性;杂交稻特别是两系杂交稻抽穗期高温耐性相对较弱,抽穗期39℃的高温胁迫下,受精率几乎接近于零;在杂交稻中,汕优63在较轻高温胁迫下表现较好耐性,但在较强的高温胁迫下高温耐性迅速下降。相同处理下抽穗期高温耐性在品种间有较大差异。2个两系超级杂交稻的单药花粉数均在1750粒以上,数量最多,宁粳1号数量最少,为979.8粒药^-1。总体趋势为杂交稻多于常规稻,籼型品种多于粳型品种,分析表明单药花粉数与高温耐性不相关。高温胁迫导致花药开裂系数显著下降,宁粳1号在较强的高温胁迫条件下还能维持一定程度的纵裂率,开花后柱头上花粉数量相对较多。可见水稻抽穗期高温耐性与花粉生产能力无关,与花药开裂和柱头捕获的花粉量关系较大。     

Evaluation of the High-temperature Tolerance of Floral Organs in Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

The development of floral organs in upland cotton (Gossypium hirsutum L.) is related to squares and yield formation. The germination percentage of pollen grains, the rate of anther dehiscence and the length of filaments and styles of 11 upland cotton cultivars were determined before and after high-temperature periods by pollen grain culture in vitro. We aimed to analyze the effects of high temperature on pollen germination in styles and on stamen characteristics. The number of pollen tubes in styles and cytological structure of anthers were also tested under simulation of high temperatures by paraffin sectioning of cotton anthers. We found that the germination percentage of pollen grains and rate of anthers dehiscence of Ke 1053, Simian 4 and the male parent of Xiangzamian 3 were greater than those of other cultivars under high field temperatures. There was no significant difference in the length ratio of filaments and styles and filaments length between 11 upland cotton cultivars under high field temperatures. After high-temperature periods in the field, the difference in pollen germination percentage, anther dehiscence, style and filament length between the 11 cultivars was not significant. The number of pollen tubes in Ke 1053, Simian 4 and the male parent of Xiangzamian 3 was greater than those of other cultivars under the high simulation temperature. The number of deformed pollen grains in anthers was also less than those of other cultivars. These results were consistent with the field conditions. This experiment indicated that germination percentage of pollen grains and the rate of anther dehiscence are useful as indicators for screening high-temperature tolerance. The length ratio of filaments and styles and the filaments length could be used as parameters for screening high-temperature tolerance cultivars.     

Cryopreservation of pollen from two rose cultivars

Summary An investigation was undertaken on the storage characteristics of pollen collected from two English rose cultivars. A rapid decline in viability was observed in pollen stored at +4° C and –20° C, whereas the viability of pollen, stored at ultra-low temperature (–196° C), remained constant. Cryopreserved pollen was shown to retain its ability for fertilisation. The effects of the stage of flower development and anther dehiscence were assessed on both pre-and post-cryopreservation viabilities. Successful long-term storage of pollen will facilitate hybridisation of rose species and cultivars that do not flower synchronously.