杂交稻华优3号在尼日利亚旱种源库关系的研究

用三因素二次回归旋转组合设计探索旱种技术对中国杂交水稻库源关系的影响。结果表明：水稻旱种的施氮量及氮肥运筹和点播密度极显著影响灌浆期群体叶面积、群体颖花量、总实粒数及产量和粒叶比。因此适宜的施氮量、合理的氮肥运筹及点播密度必将调控抽穗期群体LAI在适宜范围内并延缓灌浆群体叶面积的衰减而保证有较大的光合叶面积、显著提高颖花量而形成较高的粒/叶比,进而增加库对光合物质需求,促进同化物质从源到库转动速率的提高,而形成“库大”、“源足”、“流畅”的高产群体而实现高产。     

小麦开花后源库关系分析

小麦开花后的源库关系分析结果表明，库容量的大小影响开花后光合产物的生产和分配，较大的库容可以促进叶片光合潜力的发挥和光合产物向穗部的运转。开花后绿叶面积的大小和光合强度的高低影响籽粒的灌浆速率，粒重受花后干物质积累量的制约。说明小麦开花后库对源有反馈调节作用，而源又影响库的充实，源库关系在动态变化中相互协调取得平衡。栽培措施应使源库关系在高水平上取得动态平衡，才能获得高产，粒叶比既反映了库容的相对     

减氮对华南早晚兼用型水稻源库特性的影响及其机理

研究了大田条件下氮肥水平（常规施氮肥（187．5 kg/hm2）、减氮28％（135．0 kg/hm2）和不施氮肥（0 kg/hm2）对不同基因型水稻（粤晶丝苗2号、桂香占、华优8305和天优998）的源库特性的影响。结果表明,减氮不会导致华南早晚兼用型水稻产量显著降低在于其能维持或促进水稻的源库协调性。与常规施氮比较,减氮28％有利于提高粤晶丝苗2号、桂香占及华优8305的产量,增幅分别为11．99％,5．51％,6．46％,主要归因于减氮28％能增强后期叶片光合或茎鞘转运而有利于稳定高产形成。减氮28％有利于提高粤晶丝苗2号和桂香占库容和粒叶比,提高华优8305库容有效充实度,而对天优998无显著影响。     

增密减氮对不同类型水稻品种颖花形成的影响

为了明确增密减氮栽培对不同类型水稻品种颖花形成（分化与退化）的影响以及颖花形成与产量的关系，在大田条件下采用裂-裂区试验设计，以籼粳杂交稻（甬优4949）、超级杂交籼稻（扬两优6号）和常规籼稻（黄华占）为供试材料，设置正常氮肥（180kg/hm²）和减氮（90kg/hm²）2个施氮水平，正常密度（30cm×15cm）和增密（20cm×15cm）2个移栽密度处理。结果表明，减氮轻微降低了3个品种的二次枝梗数、颖花分化数和颖花现存数，但差异均不显著；而增密显著降低了颖花分化数和颖花现存数。一次枝梗数、二次枝梗数和幼穗分化期干物质积累对颖花分化数贡献较大。就颖花生产效率而言，增密减氮能有效增加氮素、积温和辐射颖花生产效率，有利于单位面积总颖花数的提高。与扬两优6号和黄华占相比，甬优4949在增密减氮栽培下具有较高的幼穗分化期干物质积累量、颖花生产效率和颖花分化数，从而形成了大的库容，获得了高的产量。     

不同施氮量下夏玉米产量形成的源库关系

本试验对0,90,180,270kg/hm24个施氮量下夏播玉米CF008、郑单958和金海5号产量形成的源库关系进行了研究,目的是明确不同株穗型品种在不同施氮量下限制产量的主要因素。结果表明,3个品种夏玉米均在施氮量90～180kg/hm2下冠层透光率较高,LAI发展动态合理(前快、中稳、后衰慢),群体光合性能较高;其群体粒数、群体粒重和籽粒品质较高,源库性能较优。早衰型品种CF008成熟期粒叶比处理间无规律可循;郑单958成熟期粒叶比随施氮量增加而增加,在施氮量较高的条件下成熟期源不足是限制产量的主要因素;而保绿性较好的品种金海5号成熟期粒叶比随施氮量增加而降低,施氮量较高条件下库不足是限制产量的主要因素。     

直播种植模式下水稻剑叶光合、强弱势籽粒灌浆特性及产量的氮素调控

为探讨不同施氮水平对水稻剑叶光合、籽粒灌浆特性和产量的影响。以生育期较短的‘新稻567’、‘新稻568’和‘新科稻31’为试验材料,在直播种植模式下,设置3个施氮水平0、255、300 kg/hm²,分别测定抽穗后剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率和产量等指标,研究氮肥调控水稻产量的生理机制。结果表明,随着施氮量的增加,3个品种产量均呈先增加后降低的趋势;高效叶面积率和粒叶比表现为中氮水平较高,高氮水平较低。灌浆期剑叶光合速率呈先增加后降低趋势,不同氮肥处理间基本表现为中氮处理高于高氮处理;强弱势籽粒灌浆速率在整个灌浆期内呈开口向下的抛物线趋势,不同氮肥处理间的差异在灌浆盛期至灌浆中后期较大,表现为无氮和中氮处理高于高氮处理,灌浆末期处理间差异较小。产量与灌浆期剑叶光合速率呈正相关关系,与强弱势籽粒灌浆速率在灌浆初期呈负相关在灌浆中后期呈正相关关系。适度的氮肥施用量有利于提高直播水稻高效叶面积率、粒叶比,增加剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率,从而促进水稻高产。     

穗分化期外施24-表油菜素内酯(EBR)促进水稻源、库及籽粒灌浆的生理机制

水稻产量高低与其籽粒灌浆能力的强弱密切相关, 而籽粒灌浆能力的强弱受源和库的影响。已有研究表明, 油菜素甾醇类化合物(brassinosteroids, BRs)对水稻生长发育和产量具有正向调节作用。为进一步阐明BRs调控水稻源强、库容和库活性的生理机制及其相互关系, 本研究在大田条件下, 以粳稻日本晴为试验材料, 在穗分化期喷施24-表油菜素内酯(24-epibrassinolid, EBR), 分析其相关影响。首先, 两种不同浓度的EBR处理通过促进光合产物的合成及其在灌浆过程中的转运提高了水稻的源强。其次, 两种浓度EBR处理均增大了水稻的库容, 但两种处理的影响方式存在差异, 低浓度处理(T1) 显著提高水稻籽粒的千粒重, 对穗粒数的影响较小; 高浓度处理(T2)则显著增加单位面积的穗数和穗粒数, 对千粒重的影响较小。再次, 两处理同时提高了水稻强、弱势粒的蔗糖裂解酶活性, 尤其对弱势粒酸性转化酶(acid invertase, AI)活性的影响较大, 有助于光合产物向弱势粒分配, 进而促进弱势粒淀粉合成和籽粒灌浆, 提高其充实度和结实率。最后, 两处理均显著增加了水稻的产量, T1和T2分别平均增加5.6%和15.2%, T2比T1平均增产9.1%。因此, 与低浓度EBR处理下的千粒重增大相比, 高浓度处理下穗粒数的增加对产量影响更大。综上所述, 穗分化期进行EBR处理能够增大水稻的源强、库容和库活性, 进而促进光合物质的积累和分配, 有利于籽粒灌浆; 在光合物质供应充足和库活性显著提高的基础上, 库容的增大有助于产量的明显提高。     

不同施氮量对机插杂交籼稻群体质量及产量的影响

在机插条件下,研究了不同施氮量对超级杂交籼稻群体质量及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,株高、最高茎蘖数、成穗率、穗前干物质积累量、叶面积指数、总颖花量、有效穗数和产量均有增加的趋势,而茎鞘物质输出率和转换率、结实率呈相反的趋势,穗后干物质积累、粒叶比、每穗总粒数有先增后减的趋势。合理施用氮肥才能获得较高的产量,在试验条件下,实现水稻最高产量的施氮量为230.09 kg/hm~2,最高产量为10596.76 kg/hm~2。     

免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响

于2005-2006年在双季稻田以翻耕处理为对照,研究了免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响。结果表明, 每公顷有效穗数免耕抛秧处理略低于翻耕抛秧而高于翻耕移栽,结实率高于翻耕处理。随着免耕次数的增加,各处理产量基本持平。水稻一生中叶面积指数、抽穗后水稻群体光合势、势粒比、颖花伤流量、源库增量比和籽粒平均灌浆速率均免耕处理高于翻耕处理,而粒叶比则相反;剑叶中叶绿素含量以免耕高于翻耕,而丙二醛(MDA)含量以免耕低于翻耕。免耕抛栽水稻后期不易早衰,有利于同化物的转运和结实率的提高。     

氮肥用量对糯小麦和普通小麦干物质积累和产量影响的比较研究

为研究糯小麦和普通小麦植株生长发育和籽粒产量对氮素水平响应的差异,在大田条件下,以糯50222和轮选987为试验材料,设计3个氮肥处理（0,100,200 kg／hm2）,结果表明：糯50222植株的分蘖力和成穗率均低于轮选987,最终表现为单位面积穗数明显低于后者;但糯50222的穗粒数明显高于轮选987。2个品种籽粒干物质积累均呈“S”型变化,灌浆速率呈单峰曲线变化,且糯50222的灌浆速率小于轮选987,导致其千粒质量低于轮选987。增施氮肥后,糯50222的分蘖增多,成穗率增大,穗数增加;而轮选987的穗数也增多,但是分蘖成穗率表现为先增后降的趋势。增施氮肥促进了糯50222植株茎、叶和鞘部干物质向籽粒的转移,而轮选987呈相反趋势,但两品种的千粒质量均呈下降趋势。施氮在0～200 kg／hm2内,与轮选987小麦产量出现了先增后降的趋势不同,农大糯50222小麦产量随着施氮量的增加而提高。     

辽优1052及其亲本灌浆特性与源库关系的比较

对直立大穗型杂交稻辽优1052及其母本105B和父本C52做减源和减库处理,研究大穗型水稻品种籽粒灌浆特点。结果表明：三品种均为源限制型,都存在着两段灌浆现象。同一品种强弱势粒间灌浆过程差异较大。母本105B最终粒重较小,且强弱势粒间粒重差异较小;而杂交稻辽优1052及父本C52强弱势粒粒重差异较大。说明大穗小粒型品种源库矛盾较小。对于源限制型品种,减源能明显的缓和源库矛盾,尤其对最终粒重的提高有一定作用;而减库能加剧源库矛盾,使最终粒重降低。     

灌浆结实期适度高温对香稻产量的影响及其机理

选用1个常规香稻品种和1个杂交香稻组合,通过人工气候室控温的方法,研究了高温处理(日均温30℃)和适温处理(日均温23℃)对产量及其构成的影响,并进一步从光合作用和碳水化合物积累的角度对其生理机制进行了分析研究。结果表明:灌浆结实期高温使新香占和优杂五山香的结实率、实粒数显著降低,虽千粒重稍有增加,但最终表现为产量极显著下降,分别比适温处理下降了22.8%和29.9%;香稻子粒灌浆中后期,高温处理显著降低了剑叶的叶绿素含量和净光合速率,使产量形成的"源"明显不足,同时子粒中可溶性糖的含量和淀粉的积累速率明显下降,使产量形成的"库"显著变弱。     

油菜素甾醇(BRs)对杂交粳稻灌浆期光合物质、群体氮素积累和利用的影响

以常规杂交粳稻常优3号和籼粳杂交超级稻甬优12为材料,通过叶面施肥分析了油菜素甾醇(BRs)对2个杂交粳稻灌浆期剑叶光合特性、群体干物质积累、氮素吸收利用、非结构性碳水化合物(NSC)积累和植株不同器官NSC/N的影响。结果表明,BRs对2个水稻叶片光合生理指标的影响表现为G_s>T_r>P_n>C_i。喷施2,4-表油菜素内酯(eBL)后能够增强灌浆期叶片净光合速率和蒸腾速率,维持叶绿素含量和胞间CO₂浓度,从而提升叶片光合能力;以及增加群体干物质、氮素和NSC积累量以及干物质积累比例和积累速率、氮素吸收比例和吸收速率、NSC转运比例和转运速率,但降低了氮素干物质生产效率;喷施油菜素吡咯(Brz)后的上述生理效应相反。eBL提升了2个水稻品种花后干物质、NSC和氮素的转移量及氮素对籽粒贡献率,降低了干物质和NSC对籽粒贡献率;Brz则降低了干物质、NSC及氮素的转移量和转移率,提升了干物质和NSC对籽粒贡献率。2个杂交粳稻整个灌浆期地上部不同器官NSC、氮素转运量均表现为eBL>CK>Brz,籽粒灌浆前期>籽粒灌浆后期。2个水稻品种地上部不同器官NSC/N随着籽粒的不断充实呈现上升趋势,其中茎鞘、穗部NSC/N变化最为显著;eBL减小了叶片和茎鞘中的NSC/N,Brz则反之,但喷施BRs后穗部变化规律不明显。籼粳杂交超级稻甬优12比常规杂交粳稻常优3号具有更强的剑叶光合速率,更高的干物质和氮素及NSC积累量,更大的灌浆前期NSC和氮素转运量,最终籽粒实际产量较常优3号增加5.03%~9.32%;eBL对2个水稻品种干物质和氮素积累及NSC转运作用规律不一,Brz对甬优12干物质、氮素积累及NSC转运抑制效应大于常优3号。     

土壤水分与氮素对水稻地上器官脱落酸和细胞分裂素含量的影响

在盆栽和土培池条件下,研究了结实期轻度土壤水分胁迫与氮素营养对水稻地上部脱落酸和细胞分裂素含量及籽粒灌浆的影响。轻度土壤水分胁迫提高了籽粒的灌浆速率,缩短了灌浆期。在高氮（HN）水平下,轻度土壤水分胁迫处理使结实率、粒重和产量较正常灌溉条件下提高。土壤水分胁迫降低了稻株中的玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）含量,显著增加了稻株中特别是籽粒中脱落酸（ABA）含量。籽粒灌浆速率与籽粒ABA含量极显著正相关,而与籽粒中Z+ZR含量的相关不显著。灌浆前期（花后9～13 d）对在HN和正常灌水下生长的稻株喷施ABA,显著提高了籽粒中蔗糖合成酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶、可溶性酸性转化酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,增加了粒重。喷施氟草酮(ABA合成抑制剂)的结果与喷施ABA相反。表明轻度土壤水分胁迫促进籽粒灌浆,ABA起重要的调控作用。     

杂交中稻粒肥高效施用量与齐穗期SPAD值关系研究

以杂交中稻组合Ⅱ优602为材料,通过不同基、蘖肥施氮量以塑造施粒肥当时植株营养状况的差异,在此基础上,分别设粒肥施用量处理,探明了粒肥高效施用量与齐穗期库源结构关系。粒肥施用效果与稻齐穗期植株营养水平关系密切,齐穗期剑叶SPAD值、叶片含氮量和群体单位面积的总颖花量3个因子决定粒肥高效施用量。建立了根据齐穗期剑叶SPAD值（x）预测粒肥的高效施氮量(y,kg hm^-2)的回归方程,y =－30.7980x + 1340.9,R² = 0.9114,并指出当齐穗期剑叶的SPAD值高于43.5时,植株营养充足,不需施粒肥,此为临界的苗情诊断指标。     

水稻品种源库特性与胚乳细胞增殖和充实的关系

选用不同源库类型品种,人为改变其源库比例,观察不同粒位籽粒胚乳细胞增殖和产的反应。结果表明,强势粒胚乳的细胞增殖品种间差别不大,弱势粒胚乳的细胞增殖和充实具明显的源库类型特征。剪叶、疏花和抽穗前用氮素肥料对强势粒的影响甚小,对弱热粒影响较大。其影响首要表现在弱势粒的胚乳细胞增殖上,单细胞物质量的调节幅度较小。弱势粒粒重的提高主要通过增强胚乳的细胞增殖实现。     

机插密度与施氮量对超级杂交籼稻‘准两优527’源库特性的影响

为探明不同机插密度与施氮量下超级杂交籼稻源库特性。在机插条件下,于2012年以超级杂交籼稻‘准两优527’为供试材料,研究密度与施氮量对超级杂交籼稻源库特性的影响。结果表明,随着施氮量的增加,移栽—孕穗和抽穗—成熟阶段的作物生长率以及群体总作物生长率、抽穗期叶面积指数、光合势、拔节—抽穗阶段叶面积比率均有增加的趋势,拔节—孕穗阶段的叶源总量值、总颖花量和总库容量亦有相同规律,而高效叶面积率、有效叶面积率和粒叶比刚好相反,但当施氮量超过150 kg/hm2时,孕穗—抽穗阶段的作物生长率和净同化率以及叶源总量值、单茎茎鞘重、叶绿素相对含量、冠层光合有效辐射截获率有下降的趋势。随着机插密度的降低,拔节—抽穗阶段的作物生长率和总作物生长率、孕穗期的叶绿素相对含量、高效叶面积率和有效叶面积率均呈增加趋势,拔节—孕穗阶段的光合势和净同化率及叶源总量值、总颖花量和总库容量亦增加,而抽穗—成熟阶段的作物生长率、孕穗—抽穗阶段的净同化率刚好相反,但当机插密度低于20.83万穴/hm2后,最大叶面积指数、孕穗—抽穗阶段的叶源总量值、冠层光合有效辐射截获率、抽穗期的叶绿素相对含量、拔节期的单茎茎鞘重和粒叶比随密度降低呈降低趋势。实粒数/叶面积与饱粒千粒重呈显著负相关,而与结实率呈显著正相关;最大群体叶面积指数、总颖花数、千粒重、总库容量与产量呈显著正相关。由此得出,提高氮肥施用量,降低机插密度,能够改善超级杂交籼稻‘准两优527’的源库质量,但过量施氮,机插密度太高或太低,反而会造成源库质量下降,导致产量下降。     

花后低温对水稻籽粒灌浆与内源激素含量的影响

以籼粳杂交稻甬优538、甬优17和籼稻中浙优1号、粳稻浙粳88为材料,设置灌浆期不同时段低温处理,分析籽粒灌浆过程中内源激素含量的动态变化及其差异。结果表明,花后不同时段低温对籽粒灌浆的影响表现为前期>中期>后期,而中、后期与对照差异不大,且低温对甬优17、中浙优1号籽粒灌浆的影响大于对甬优538和浙粳88。花后前期低温显著降低甬优17号籽粒灌浆,延长灌浆时间,而甬优538与对照差异不明显。花后不同温度处理下供试品种内源激素含量变化存在一定差异,其变化与品种灌浆动态保持一致。花后前、中期低温明显降低甬优17号籽粒中IAA、ZR含量,显著增加GA3、ABA含量;而对甬优538显著下降GA3含量和略增加IAA、ZR含量,这可能是籽粒正常灌浆的主要原因。生产中可通过适宜的激素调控措施来提高水稻籽粒低温灌浆。     

促芽肥对头季稻灌浆后期叶片蛋白质表达的影响

为探究促芽肥对头季稻的调控效应,以Ⅱ优1273为材料,在头季稻齐穗后18 d设置施用促芽肥和未施用促芽肥2种处理,采用比较蛋白质组学的方法和技术,并结合相关生理指标测定,分析了促芽肥对头季稻灌浆后期叶片蛋白质表达及相应生理特性的影响。不同促芽肥处理的头季稻灌浆后期叶片蛋白质经双向电泳分离后共获得了15个差异表达的蛋白质点,涉及头季稻灌浆后期叶片的光合碳同化、电子传递与光合磷酸化和抗逆抗衰老响应等,分析结果表明,头季稻后期剑叶中与光合碳同化、电子传递与光合磷酸化相关蛋白随灌浆进程呈下降趋势,施用促芽肥能明显减缓其下调幅度,从而使头季稻灌浆后期剑叶具有相对较高的叶绿素含量和净光合速率,提高了头季稻灌浆后期的干物质积累和源供应能力;还能明显提高头季稻灌浆后期剑叶中与抗性相关蛋白的表达量,从而增强稻株的活性氧清除能力,抑制功能叶的膜脂过氧化作用,延缓头季稻灌浆后期剑叶的衰老速率,从而显著提高了头季稻的结实率和产量。