结实期低土水势对水稻强弱势粒灌浆特性及主要米质性状的影响

以扬稻6号和武育粳3号为供试材料,研究了结实期-40kPa低土壤水势对水稻强、弱势粒灌浆特征和主要米质性状的影响,并分析了强弱势粒灌浆特征与稻米垩白之间的关系。结果表明:结实期低土水势对强弱势粒米质主要性状、米粉RVA谱、籽粒灌浆特征和物质的积累有着显著的影响,而且强弱势粒间存在明显的差异。低土水势下,强势粒的起始灌浆势R0增加,而弱势粒R0减小;强弱势粒达到最大灌浆速率的时间Tmax提前,活跃生长期缩短。水分胁迫下弱势粒中蔗糖、可溶性糖含量明显偏高,而淀粉积累明显缓慢。这表明低土水势下强势粒灌浆过快,弱势粒又易丧失对灌浆基质的转化能力,这种籽粒灌浆进程的异常和灌浆物质的分配变化,易形成垩白。低土水势下,强弱势粒米粒的整精米率降低,粗蛋白含量显著增加,米粉的RVA谱特征值发生明显的变化,米饭的食味变差,导致米质变劣。     

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。     

结实期土壤水分对稻米品质的影响

以粳稻武香粳9号和杂交籼稻汕优63为材料, 通过严格控制土壤水分的盆栽试验, 研究了结实期土壤水分(土水势)对稻米品质形成的影响. 结果表明: (1) 水稻籽粒整个灌浆结实期间, 当间歇灌溉的低限土水势为-15 kPa时, 整精米率提高, 对垩白粒率和垩白度无显著影响, 胶稠度变软, 稻米品质有所改善; (2) 而当低限土壤水势≤-30 kPa     

水稻灌浆期籽粒中蔗糖合成酶活性的变化与调节

以4个水稻品种(杂交组合)为材料,研究了灌浆期强、弱势粒中蔗糖合成酶(SS)活性变化及其与灌浆速率的关系。强势粒灌浆速率和谷粒充实率大于弱势粒,亚种间杂交稻和两系杂交稻组合尤为明显。灌浆前、中期弱势粒中可溶性糖含量显著高于强势粒,表明同化物基质浓度不是弱势粒灌浆的主要限制因子。与灌浆速率相类似,灌浆前期强     

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     

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。     

小麦籽粒游离多胺对土壤干旱的响应及其与籽粒灌浆的关系

为探明干旱胁迫下小麦内源游离多胺在籽粒灌浆过程中的作用,2013-2014和2014-2015年度选用高产品种扬麦16和宁麦13进行不同水分条件的盆栽试验。自分蘖末期至成熟期设置正常供水(WW)、土壤轻度干旱(MD)和土壤重度干旱(SD) 3种处理,观察不同土壤水分对籽粒中游离多胺和籽粒灌浆的影响。两个品种的结果一致表明,与WW相比,MD处理对叶片水势及光合作用没有显著影响,显著增加弱势粒灌浆速率(12.5%)和粒重(11.8%),对强势粒灌浆无显著影响;SD处理则严重抑制叶片光合作用,显著降低叶片水势,强势粒的灌浆速率和粒重分别下降10.1%和9.5%,弱势粒的灌浆速率和粒重分别下降14.5%和11.7%。MD处理显著提高了灌浆期弱势粒中游离亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量及其与腐胺(Put)的比值,而SD处理的结果则相反。籽粒灌浆速率、粒重与籽粒中Spd和Spm含量及Spd/Put和Spm/Put值呈极显著正相关,与Put含量呈极显著负相关。喷施Spd和Spm,显著增加3个处理弱势粒及SD处理强势粒的灌浆速率(11.2%~25.9%)和粒重(9.9%~17.7%),但对WW和MD处理的强势粒无显著影响;喷施Spd和Spm合成抑制剂[甲基乙二醛-双脒基腙(MGBG)]后,3个处理强、弱势粒的灌浆速率和粒重均显著降低,分别下降20.5%~28.8%和16.9%~28.5%。表明小麦籽粒中多胺对土壤水分的响应因土壤干旱程度而异,通过轻度土壤干旱处理增加籽粒中Spd和Spm含量以及Spd/Put和Spm/Put值,可以促进籽粒灌浆,增加粒重。     

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。     

不同光合器官对小麦强势和弱势籽粒产量及蛋白质含量的影响

为了解不同光合器官对小麦籽粒特性的作用,以明确产量和品质的穗粒位差异。以中筋品种济麦22和强筋品种济麦229为材料,于2011-2012年小麦季种植于山东省农业科学院作物研究所济南试验基地,通过对穗部遮光或剪掉叶片等6个处理,研究了小麦叶片与非叶光合器官对不同穗粒位籽粒粒数、粒质量和蛋白质含量的影响。结果表明,单个处理对2个品种强势粒和弱势粒千粒质量和蛋白质含量的影响大于对穗粒数的影响;同时包穗和减掉全部叶片可显著降低2个品种强势粒和弱势粒的穗粒数和千粒质量,并显著提高蛋白质含量。在单个处理条件下,剪掉旗叶对千粒质量和蛋白质含量的影响最大,其次为包穗处理。济麦22强势粒穗粒数以及强势粒和弱势粒千粒质量均高于济麦229,而济麦229的籽粒蛋白质含量更高。不同处理下,2个品种强势粒和弱势粒穗粒数和千粒质量的变化较一致,而蛋白质含量的变化与穗粒数和千粒质量相反。因此,提高叶片光合效率的同时,增强穗部等非叶器官的光合能力,对保证籽粒灌浆、培育高产稳产品种具有重要意义。     

水稻弱势粒灌浆机理与调控途径

水稻籽粒充实优劣和粒重高低与颖花在穗上着生的部位有密切关系。通常, 着生在稻穗中上部早开花的强势粒, 灌浆快、充实好、粒重高; 着生在稻穗下部迟开花的弱势粒, 灌浆慢、充实差、粒重低。这种强、弱势粒灌浆的差异在大穗型超级稻品种上表现更为突出。弱势粒充实差和粒重低不仅阻碍了水稻产量潜力的发挥, 而且还会降低稻米品质, 尤其是加工品质和外观品质。关于弱势粒灌浆差的机理有许多假设, 包括同化物供应限制、库容限制、激素间不平衡、蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性或基因表达量低、“流”不畅等。最近研究表明, 灌浆始期籽粒库生理活性低和活跃灌浆期蔗糖转化为淀粉的生化效率低是弱势粒灌浆差的重要原因; 增加抽穗期糖花比(抽穗期茎与鞘中非结构性碳水化合物与颖花数之比)及灌浆期脱落酸与乙烯比值可以显著提高籽粒库生理活性和籽粒灌浆速率。从环境(含栽培)、植株整体水平以及籽粒内在因素等不同层次上深入研究水稻弱势粒灌浆差的机理及其调控途径, 对于破解弱势粒灌浆差的科学难题、挖掘水稻生产潜力具有十分重要的意义。     

太湖地区晚粳地方种稻米RVA谱特征多样性分析

利用50年代征集的368份太湖地区晚粳稻地方种资源材料（部分种质资源名见表1），系统测定与分析了其稻米RVA谱特征并对其多样性进行了测算。结果表明，这些种质资源的稻米RVA谱曲线特征分化明显，种质间差异极显著，呈现从籼性到糯性连续变化的特征，形成4种特征类群（见图2）。绝大多数种质（约51.9%）RVA谱的消减值在300~1 000 cP，属于典型的粳稻品种，为A类型；少量种质（如大红稻、早日黄稻、上海青、苏州青、慢红谷等）具有糯性淀粉RVA谱特征，为C类型；一些种质（如金谷黄、慢白稻、粗营洋晚稻、细叠谷、立更青）表现典型的籼稻淀粉RVA谱特征（D类型）；部分种质具有优质的RVA谱特征，即消减为负值（如天下第一种、大青种、黄谷大稻头、摇矮子、余山种等），表明种质的淀粉性质存在明显的差异。各特征值的表型遗传多样性指数均大于1，其中崩解值的遗传多样性指数达2.04。RVA谱各特征值间显著相关，并可用崩解值、消减值2个指标来简化定量描述稻米RVA谱的特征。     

结实期水分胁迫对水稻反义Wx基因转化系主要米质性状及米饭质地的影响

以反义Wx基因的转化系及其受体亲本武运粳7号(9522)为材料,研究了结实期水分胁迫对主要品质性状及米饭质地的影响。结果表明,与水层灌溉处理相比,结实期水分胁迫使整精米率和垩白粒率提高;崩解值明显降低,而最终黏度和消减值却明显提高;米饭的硬性增加,黏附性减小,稻米的蒸煮食味品质有着变劣的趋势。     

两种穗型水稻穗上不同粒位籽粒淀粉黏滞谱特征的比较分析

利用3个直立穗型和3个弯曲穗型粳稻品种研究了两种不同穗型水稻穗上不同粒位籽粒淀粉RVA谱特征的差异。结果表明:穗内不同粒位间籽粒的淀粉黏滞特性的差异幅度和变异系数大小因品种而异,与穗型特征无关。淀粉黏滞特性好坏与其颖花在穗上的开花顺序有密切联系,早开花籽粒的淀粉黏滞特性强于晚开花籽粒。一次枝梗上的6个粒位的RVA谱特征值排列顺序以第1,6,5粒位较高,第2粒位最低;二次枝梗上的3个粒位排序为第1粒位>第3粒位>第2粒位。从空间上看,整穗粒位间从上到下,淀粉黏滞特性有逐渐变劣的趋势。     

土壤水分对水稻产量与品质的影响

采用上育397和绥粳3号水稻品种,于分蘖期、长穗期、抽穗后1～10 d、11～20 d、21～30 d及1～30 d,用负压式土壤湿度计监测,分别进行土壤水势为－30～－35 kPa、－60～－65 kPa的控水处理。结果表明,抽穗前土壤水势控制在－30～－35 kPa时,两品种的产量均显著降低,以长穗期产量最低,进一步降低土壤水势产量不再明显下降;分蘖期控水的减产幅度以上育397＞绥粳3号,长穗期以上育397＜绥粳3号;2个品种穗分化期控水对籽粒品质影响最大,质量质数最低,其他时期相差不大,因此,穗分化期不仅是水稻产量的水分敏感期,也是品质的水分敏感期;比较两品种相同处理的抗旱系数和质量质数,抽穗前控水处理对产量的影响大于对品质的影响,尤其是劣势粒中表现的更为突出,抽穗后多数处理对品质的影响大于对产量的影响。     

不同粳稻品种和DH群体稻米淀粉RVA谱特征与蒸煮理化指标及相关分析

测定18个日本品种（系）、18个江苏品种（系）及3个DH群体粳稻稻米淀粉RVA谱特征值和蒸煮理化指标并分析了不同测定值间的相关性，结果表明如下：（1）江苏品种（系）峰值黏度（PKV）、热浆黏度（HPV）、冷胶黏度（CPV）、回复值（CSV）和直链淀粉含量（AC）均高于日本品种（系），糊化开始温度（PaT）低于日本品种（系），崩解值（BDV）、消减值（SBV）和胶稠度（GC）则差异不显著。根据RVA谱特征值将品种分为4种类型。（2）3个DH群体的RVA谱特征值和蒸煮理化指标均有广泛变异和超亲现象，其中以SBV变异系数最大。（3）各RVA谱特征值间有较好的相关性，PKV、HPV和CPV之间相互呈极显著正相关，PKV、HPV与BDV分别呈显著或极显著正相关，HPV、CPV、SBV与CSV分别呈极显著正相关，BDV与SBV呈极显著负相关，5个群体表现出比较好的一致性。另外，在3个DH群体中，CPV与BDV也呈现极显著正相关，PaT与PKV、BDV均呈显著或极显著正相关，PaT与SBV呈极显著负相关。（4）3个DH群体的蒸煮理化指标与RVA谱特征值的关系也很密切，AC与SBV显著或极显著正相关，与PaT显著或极显著负相关；GC与PKV、BDV、PaT极显著正相关，与SBV极显著负相关。用HPV、CPV、SBV、CSV和PaT5个特征值能较好反映稻米食味品质的优劣。     

攀西地区稻米淀粉RVA谱的影响因子及其垂直变化特点

通过两年在攀西地区不同海拔的分期播种试验研究表明,在稻米淀粉RVA谱各特征参数中以消减值（SBV）受环境条件的影响最大。栽培地点不同,稻米淀粉的RVA谱有较大差异,最高黏度（PKV）、崩解值（BDV）与种植地的海拔高度和纬度之间,呈三维凸型曲面关系,随着种植地海拔的升高,PKV和BDV先升后降,因此存在高值区域即“最优区”不尽相同,粳型品种“最优区”的海拔高度较籼型品种高。RKV与播种期之间呈二次函数关系,但BDV随播种期的推迟而降低,SBV则随播种期的推迟而升高,因此应适时播种。在气候因子中,PKV、BDV与齐穗后20d的平均温度、最高温度、最低温度和日照时数正相关,而SBV则相反,不同品种的RVA谱对温度的敏感性不同。     

水旱种植下多个品种蒸煮品质和稻米RVA谱的比较性研究

研究了多个品种于水旱种植下稻米RVA谱曲线的变化及其蒸煮和营养品质,结果表明:旱种条件下米粉的RVA谱发生明显的变化,主要表现在最高粘度、崩解值、最终粘度和回复值RVA谱特征值上.根据水、旱种植下稻米淀粉谱的变化特点,将供试品种分为三类,第一类品种是生产上可用于旱作的品种,该类品种旱作下蒸煮和食味品质有变优的趋势,     

水稻品种胚乳淀粉RVA谱的稳定性分析

利用AMMI模型对18个水稻品种的淀粉RVA谱特征值——最高黏度、热浆黏性、冷胶黏度、崩解值、回复值和消减值进行稳定性分析,并以6个性状的表型值及相应的稳定性参数（Di）为指标,对供试品种进行聚类分析和评价。结果表明,6项RVA谱特征值在不同品种和环境间的差异以及G×E互作效应都达到极显著水平（P<0.01）;6项特征值的     

水稻籽粒灌浆特性及其与籽粒生理活性的关系

研究了6个水稻品种(组合)的籽粒灌浆特征及其与籽粒生理活性的关系.籽粒充实较好的武育粳3号和9516,强、弱势粒灌浆趋于同步,强、弱势粒的起始灌浆势(R0)、最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)以及达到最大灌浆速率的时间(Tmax)差异较小.籽粒充实较差的扬稻4号、汕优63、PC311/早献党18和PC311/IR36,强、弱势粒灌浆表现为异