高温和外源ABA对不同持绿型小麦品种籽粒发育及内源激素含量的影响

【目的】探讨花后高温和外源脱落酸（ABA）对不同持绿型小麦籽粒胚乳细胞增殖、籽粒灌浆和内源激素的影响,为高温逆境下采用激素调控措施提高粒重提供理论依据。【方法】选用持绿型汶农6号和非持绿型济麦20,花后1-5 d,用透明聚乙烯塑料膜搭设增温棚进行高温处理,同时花后1-3 d喷施10 mg?L-1的ABA于穗部,用量100 mL?m-2,3次重复。定期取籽粒样,用高效液相色谱法测定4种内源激素,用简易胚乳细胞计数法测定胚乳细胞数目,Richard方程对籽粒增重及胚乳细胞增殖动态模拟并计算相关参数。【结果】高温处理显著降低了两品种强弱势籽粒的胚乳细胞数目,降低胚乳细胞增殖速率,但延长了籽粒胚乳细胞活跃分裂期和实际分裂终期;显著降低两品种弱势籽粒的灌浆速率,缩短了两品种弱势粒的生长活跃期及实际灌浆终期。高温处理显著降低两品种千粒重和穗粒数,其中汶农6号强、弱势粒分别减少3.7和8.2 粒/穗,济麦20强、弱势粒分别减少1.3和4.3 粒/穗;显著降低两品种产量,汶农6号和济麦20产量分别降低19.65%和26.22%。常温及高温下喷施ABA均显著提高了两品种灌浆速率,提高了籽粒胚乳细胞增殖速率,扩大胚乳细胞数目。高温处理降低了强弱势籽粒ZR含量,显著提高了济麦20强、弱势粒花后3-27 d的GA3含量,显著提高汶农6号花后12-27 d的GA3含量;但降低了弱势粒花后15-27 d的IAA含量。高温处理下喷施ABA,降低了济麦20强势粒花后3-9 d ZR含量,但显著提高济麦20强势粒花后3-28 d内源ABA含量,显著提高汶农6号强势粒花后3-18 d ABA含量。常温下喷施ABA显著降低了济麦20和汶农6号强、弱势粒的GA3含量;高温下喷施ABA,显著降低了汶农6号强弱势粒的GA3含量,降低济麦20强势粒花后3-12 d的GA3含量,显著降低弱势粒花后6-15 d的GA3含量。常温下喷施ABA显著提高济麦20强势粒花后12-18 d的IAA含量;提高了汶农6号强势粒花后6-18 d IAA含量,显著提高两品种弱势粒花后6-27 d IAA含量。持绿型汶农6号的千粒重和产量均显著大于非持绿型济麦20。【结论】高温胁迫对非持绿型品种的产量和两品种弱势粒粒数影响较大,高温降低了两品种籽粒胚乳细胞数目,降低籽粒灌浆速率,最终导致粒重及产量降低。喷施外源ABA通过调节内源激素水平,促进胚乳细胞分裂,扩大了常温及高温下籽粒库容量,提高了籽粒灌浆速率,从而提高了籽粒产量。     

两系杂交稻籽粒充实不良的成因及其与激素含量的关系

 【目的】阐明两系杂交稻籽粒充实特征及籽粒充实不良的成因与激素机理。【方法】采用结实特性差异明显的两系杂交稻为材料，测定籽粒中蔗糖和淀粉含量、玉米素+玉米素核苷（Z+ZR）、吲哚-3-乙酸（IAA）和脱落酸（ABA）含量、乙烯释放速率、蔗糖合成酶（SuSase）和淀粉合成酶（StSase）活性以及籽粒灌浆充实指标，并进行相关分析。【结果】表明两系杂交稻结实率低，主要归咎于弱势粒的秕粒率高、充实度差。籽粒充实度差的组合，灌浆前、中期弱势粒中蔗糖含量高于强势粒，表明基质浓度不是两系杂交稻弱势粒灌浆速率慢和籽粒充实度差的主要限制因子。灌浆前期强势粒中的Z+ZR、IAA和ABA含量明显高于弱势粒，Z+ZR、IAA和ABA的最高含量和平均含量与籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率、谷粒充实度和粒重均呈极显著的正相关。灌浆前、中期弱势粒中的乙烯释放速率明显高于强势粒，籽粒充实度差的组合高于籽粒充实度好的组合，乙烯的释放速率与灌浆速率、谷粒充实度和粒重均呈极显著的负相关。在灌浆初期喷施乙烯合成促进剂（乙烯利），弱势粒的乙烯释放速率增加，ABA含量减少，SuSase和StSase活性降低，谷粒充实度和粒重下降；喷施乙烯合成的抑制剂（硝酸钴），结果则相反。表明籽粒中激素含量及其平衡对籽粒灌浆和酶的活性起调控作用，部分两系杂交稻籽粒充实不良与其弱势粒中Z+ZR、IAA和ABA含量低、乙烯浓度高有密切关系。【结论】激素对两系杂交稻籽粒充实起重要作用，通过调控激素含量，可以提高籽粒充实。     

黑米灌浆特性对花青素积累的影响

【目的】研究黑米籽粒灌浆特性对花青素积累的影响,为高花青素黑米品种的选育提供理论依据。【方法】以籽粒花青素含量具有显著差异的5个黑米品种为材料,采用完全随机设计进行盆栽种植,花后定期取样测定并分析籽粒干物质量与花青素的积累动态。【结果】5个黑米品种强弱势粒异步灌浆明显,强势粒最大灌浆速率和平均灌浆速率均高于弱势粒,且强势粒最大灌浆速率的出现时间早于弱势粒。随着灌浆进程的推进,5种黑米的花青素含量均先缓慢增加再快速增加,达到峰值后又有一定程度的降低。强弱势粒花青素积累动态差异显著,灌浆前中期强势粒花青素积累含量明显高于弱势粒,花青素含量达到峰值前的积累速率与最大灌浆速率、平均灌浆速率均呈显著正相关;灌浆中后期弱势粒花青素积累量高于强势粒,但降解速率明显缓于强势粒。在花后30 d, 5个黑米品种弱势粒花青素含量均高于强势粒。【结论】黑米籽粒灌浆和花青素积累均存在显著的粒位差异;灌浆前中期花青素的快速积累与籽粒质量增加基本同步,且二者呈显著正相关;灌浆中后期弱势粒表现出较高的花青素积累优势和较缓的降解速率。     

化学调控剂对大穗型水稻籽粒激素和灌浆相关miRNA表达的影响

【目的】探究化学调控剂对大穗型水稻籽粒激素和灌浆相关miRNA表达的影响。【方法】采用大田试验，以大穗型杂交稻交源优216为试验材料，测定了喷施ABA和复配化学调控剂后水稻籽粒灌浆充实、激素含量、miRNA及靶基因表达量。【结果】ABA和复配剂处理显著增加了水稻籽粒、尤其是弱势籽粒灌浆期间的起始灌浆势、最大及平均灌浆速率，进而增加千粒质量和提高水稻产量；ABA和复配剂处理显著增加了灌浆中前期强弱势籽粒中IAA、Z+ZR和ABA的含量，同时显著抑制强弱势籽粒花后10 d和弱势籽粒中花后10和20 d miR167和miR1432的表达量，促进相应靶基因的表达；进一步相关分析结果表明，灌浆速率和籽粒中IAA和ABA的含量呈极显著正相关关系，而与miR167和miR1432的相对表达量呈显著负相关关系。【结论】ABA和复配剂可能是抑制籽粒灌浆中前期miR167、miR1432的表达，促进其下游靶基因的表达，进而增加籽粒中IAA、Z+ZR和ABA含量，促进灌浆速率的提高和千粒质量及产量的增加。     

外源ABA和GA对小麦籽粒HMW-GS含量及GMP粒度分布的影响

在小麦籽粒灌浆初期,通过喷施外源脱落酸(ABA)或赤霉素(GA),探讨外源ABA或GA对籽粒蛋白质、高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)表达量及谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的影响,为激素调控小麦籽粒品质提供理论依据。结果表明,灌浆初期喷施ABA均能显著提高籽粒蛋白、HMW-GS含量;喷施GA对籽粒蛋白含量无显著影响,但能显著降低籽粒HMW-GS含量;外源ABA或GA均能改变籽粒中GMP粒度的分布,其中喷施ABA降低了小粒径(d12μm)GMP颗粒体积和表面积比重,提高了大粒径(d≥12μm)GMP颗粒体积和表面积比重,而GA处理结果恰好相反;且2个处理均对GMP颗粒数量比重无显著影响。     

灌浆期低温对离体培养玉米强弱势粒发育的影响

【目的】通过对玉米灌浆过程中籽粒干物质、淀粉的积累,籽粒内源激素含量及淀粉积累相关酶活性的研究,揭示低温对灌浆过程中玉米强、弱势籽粒灌浆生理过程的影响规律,为生产上抗御低温冷害提供理论参考。【方法】选用郑单958为试验品种,采用玉米籽粒离体培养的方式,将大田人工授粉后3 d的玉米果穗按照弱势粒和强势粒进行取样,无菌环境接种到人工培养基培养,低温处理和对照分别设置培养平均温度为16℃及25℃。自授粉后每10 d取样一次,分别测定灌浆过程中玉米强、弱势粒干物质积累量、内源激素、籽粒淀粉含量及淀粉积累相关酶活性。【结果】低温胁迫下强、弱势粒灌浆后期粒重分别比对照低47.58%、50.95%,强、弱势粒灌浆高峰期的平均灌浆速率较对照分别显著降低55.39%、54.72%。低温胁迫下玉米籽粒灌浆速率前期提升和后期减小的速度明显减缓,活跃灌浆时间延长5-7 d。授粉后10 d低温处理显著降低玉米强、弱势粒生长素（IAA）、玉米素（ZR）和脱落酸（ABA）含量,显著提高玉米籽粒赤霉素（GA₃）的含量。授粉后30 d低温处理显著降低了弱势粒的IAA、ZR含量,增加了强势粒的ABA含量。低温胁迫显著减弱了灌浆前期和灌浆中期的可溶性酸性转化酶（SAI）、蔗糖合酶（SS）、淀粉合酶（SSS）及ADPG焦磷酸化酶（APGase）的活性,低温下弱势粒SAI活性降幅大于强势粒,对SS、SSS及APGase活性的降低幅度表现为强势粒大于弱势粒,导致玉米籽粒淀粉含量降低。【结论】受低温胁迫影响,灌浆前期玉米籽粒的IAA、ZR、ABA含量减少,GA₃含量增加,SAI活性降低,导致籽粒库容量减少,库活性不足。在灌浆中期,低温降低SS活性,造成淀粉合成底物供应不足,影响淀粉的合成,降低籽粒淀粉含量。低温处理降低玉米强、弱势粒的灌浆速率,导致籽粒干物质积累减少。低温对玉米强弱、势粒的灌浆过程都造成较大的影响,且对弱势粒的影响大于强势粒。     

外源茉莉酸对小麦籽粒灌浆的影响

选择粒质量不同的2个小麦品种,研究开花期外源喷施茉莉酸(JA)对小麦强势粒和弱势粒灌浆的影响。结果表明,开花期外源喷施JA对小麦强势粒灌浆无显著影响,但其显著降低小麦弱势粒灌浆前中期的籽粒灌浆速率,从而抑制小麦籽粒灌浆,降低小麦粒质量和产量。进一步分析表明,开花期外源喷施JA对小麦籽粒灌浆的抑制作用与旗叶衰老及抗氧化酶活性无关。JA通过阻止可溶性总糖向弱势粒的转运以及淀粉合成抑制小麦弱势粒籽粒灌浆。除此之外,外源JA提高小麦籽粒蛋白质含量和粗面筋含量,改善小麦品质。说明开花期外源喷施JA不利于小麦粒质量及产量形成,但是有利于籽粒品质的改善。     

外源激素对水稻籽粒充实度和品质的影响

激素在植物生长发育过程中起着重要作用,为了探究外源激素对水稻籽粒充实和品质的影响,在大田条件下,于开花前5 d喷施3种外源激素ABA、GA3、PR1(复配的化学调控剂),结果表明,喷施ABA的水稻强势粒千粒重比对照(喷清水)高5.69%,弱势粒千粒重比对照高12.00%;喷施GA3的水稻强势粒千粒重比对照高4.67%,弱势粒千粒重比对照高7.67%;喷施PR1的水稻强势粒千粒重比对照高8.27%,弱势粒千粒重比对照高13.89%。喷施ABA、GA3和PR1的水稻强势粒的充实度与对照相比,分别提高了1.72%、1.12%、1.20%,弱势粒充实度分别提高了9.71%、5.49%、12.86%。喷施ABA和PR1降低了垩白粒率、垩白面积和垩白度,强、弱势粒的垩白粒率与对照比差异均达极显著水平。研究表明,3种外源激素处理都提高了水稻的强、弱势粒千粒重和充实度,ABA和PR1处理降低了垩白粒率、垩白面积和垩白度。3种外源激素对水稻弱势粒作用强于对强势粒的作用效果;3种外源激素中,复配的PR1作用效果优于ABA和GA3。     

籽粒灌浆期高温对不同耐热型玉米品种强弱势粒发育的影响

【目的】灌浆期高温会对玉米籽粒的生长和发育造成不利的影响,是影响玉米稳产和高产的重要因素之一。比较灌浆期高温对不同耐热型玉米品种籽粒形成和生长发育的影响,以期寻找相应的预防和应对措施,避免和缓解高温胁迫伤害。【方法】采用玉米籽粒离体培养技术,以耐热型品种郑单958和热敏感型品种德美亚1号为材料,研究了籽粒灌浆期(授粉后17—28 d)高温对玉米籽粒发育的影响机制。【结果】高温加快了两品种玉米强势粒前期的灌浆速率,但降低了强、弱势粒中后期灌浆速率,总体导致灌浆持续时间缩短,籽粒千粒重下降。在授粉后40 d,郑单958强、弱势粒的干重分别比对照低10.58%和18.95%,德美亚1号强、弱势粒的干重分别比对照低24.78%和28.08%。德美亚1号籽粒干重下降幅度大于郑单958,且差异显著。籽粒灌浆期高温显著降低了玉米籽粒淀粉合成酶的活性,从而影响两品种玉米籽粒的淀粉含量。在授粉后40 d,郑单958强、弱势粒的淀粉含量较对照分别降低了5.20%和6.46%,德美亚1号强、弱势粒的淀粉含量较对照分别降低了13.68%和16.39%,均差异显著。德美亚1号强、弱势粒淀粉合酶的活性较对照分别降低了19.67%和30.03%,均差异显著,郑单958强、弱势粒的淀粉合成酶的活性分别较对照降低了13.70%和11.26%。高温处理后,两种品种玉米籽粒的ABA和IAA含量均上升,ZR含量均下降,而强势粒的GA3含量均上升,弱势粒的GA3含量无明显变化。【结论】籽粒灌浆期高温对德美亚1号强、弱势粒发育的影响均显著高于郑单958,对两品种弱势粒的影响显著高于强势粒。     

苯醚甲环唑对小麦籽粒GA含量的影响

研究苯醚甲环唑对小麦籽粒GA含量的影响,结果表明:在小麦灌浆中后期喷施苯醚甲环唑,提高了小麦籽粒内源激素GA的含量,调节了籽粒灌浆速率,延长了籽粒灌浆持续期,使小麦增加了粒重,进而提高了小麦产量。     

氮素形态对两个小麦品种籽粒内源激素含量的影响

 【目的】探讨氮素形态对强筋小麦豫麦34和弱筋小麦豫麦50籽粒内源激素含量的影响。【方法】在盆栽条件下, 设酰胺态氮、铵态氮和硝态氮3种氮素形态处理并加入硝化抑制剂双氰铵（DCD）,在小麦开花后定期取样,用酶联免疫法测定籽粒中IAA、GA3、ABA和ZR含量。【结果】酰胺态氮处理下,豫麦34籽粒形成初期,ZR含量较高;籽粒灌浆盛期前,IAA,ABA,GA3含量较高,灌浆速率较早达到高峰,与铵态氮和硝态氮处理相比,粒重分别增加9.16%和5.74%。铵态氮处理下,豫麦50籽粒形成初期,ZR含量较高;籽粒灌浆盛期前,IAA,GA3含量高;籽粒灌浆后期,IAA含量仍较高,籽粒灌浆速率较快且下降较为平缓,与酰胺态氮和硝态氮相比,粒重分别增加3.88%和11.52%。【结论】氮素形态对两个品种的影响不同,酰胺态氮有利于调节豫麦34内源激素水平,促进籽粒灌浆,提高粒重;而铵态氮对豫麦50较为有利。     

水稻育苗移栽旱种方式对米质的影响及其与籽粒激素浓度的关系

 【目的】探讨育苗移栽水稻在不同旱种方式下米质形成的特点及其与籽粒激素浓度的关系。【方法】试验以镇稻88（粳稻）和扬稻6号（籼稻）为材料,进行无覆盖旱种（裸种,BN）、地膜覆盖旱种（PM）和麦秸秆覆盖旱种（SM）处理,以常规水种（TF）为对照。【结果】与TF相比,BN和PM显著降低了产量,SM的产量与TF无显著差异。SM显著降低了垩白米率、垩白度和消减值,显著增加了胶稠度、碱消值和崩解值。BN和PM对上述稻米品质的影响与SM的相反。稻米直链淀粉含量和蛋白质含量在各处理间无显著差异。两品种表现一致。结实期籽粒吲哚-3-乙酸（IAA）、赤霉酸（GA1＋GA4）、玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）浓度在灌浆早期处理间差异很小,在灌浆中、后期则表现为SM＞TF＞PM＞BN,乙烯释放速率则表现为BN＞PM＞TF＞SM。籽粒脱落酸（ABA）浓度在SM、PM和TF之间无显著差异。在各处理中,BN籽粒ABA浓度在灌浆前期最低,灌浆中后期则最高。灌浆中后期籽粒IAA和GA1＋GA4、灌浆前中期籽粒ABA及灌浆各期籽粒Z＋ZR浓度与粒重、出糙率、精米率和崩解值呈显著或极显著正相关（r=0.71*～0.96**）,与消减值呈显著或极显著负相关(r=-0.76*～-0.91**)。灌浆后期籽粒IAA和Z＋ZR浓度与垩白粒率和垩白度呈显著或极显著负相关（r=-073*～-0.85**）。灌浆各期籽粒乙烯释放速率与粒重、出糙率、精米率、碱消值和崩解值呈显著或极显著负相关（r=-0.71*～-0.91**）,与垩白粒率、垩白度和消减值呈显著或极显著正相关（r=0.73*～0.93**）。【结论】覆草旱种可以改善稻米品质,裸地旱种和覆膜旱种则使品质变差;促进型激素浓度的降低和乙烯产生的增加是裸地旱种和覆膜旱种稻米加工品质和外观品质较差的重要原因。     

Causes of Poor Grain Plumpness of Two-Line Hybrids and Their Relationships to the Contents of Hormones in the Rice Grain

This study was designed to elucidate the grain filling characteristics and the causes of poor grain plumpness of some two-line hybrid rice combinations and their hormonal mechanism. Six varieties, including three two-line hybrid rice combinations,that show differences in seed-setting and grain filling, were used. And the contents of starch, sucrose, zeatin (Z) + zeatin riboside (ZR), indole-3-acetic acid (IAA), and abscisic acid (ABA), the ethylene evolution rate, activities of sucrose synthase (SuSase) and starch synthase (StSase) in grains, the seed-setting and grain filling rate were investigated. The correlations amongst these were analyzed. The results showed that the poor grain filling of two-line hybrids was mainly attributed to the higher unfilled grain rate and the lower filling degree of inferior grains. During the early and mid grain filling periods, the sucrose content in inferior grains was greater than that in superior grains for the combinations with poor grain filling, indicating that the substrate concentration was not the principal factor for their slow grain filling and poor grain plumpness of the inferior grains of two-line hybrids. Z + ZR, IAA, and ABA in superior grains were obviously greater than those in inferior grains at early grain filling stage. The maximum and mean contents of Z + ZR, IAA, and ABA were positively very significantly correlated with the maximum and mean grain-filling rate, filling degree, and gram weight.The evolution rate of ethylene was greater in inferior grains than in superior grains and greater for the combinations with poor grain plumpness than those with good grain plumpness at the early or mid filling stages. The evolution rate of ethylene was negatively and significantly correlated with the grain filling rate, the grain filling degree, and the grain weight.Spraying ethephon (ethylene-releasing agent) at the early grain filling stage increased the evolution rate of ethylene,reduced the ABA content and activities of SuSase and StSase, and decreased the grain filling degree and the grain weight.The results were reversed when cobatous nitrate (an inhibitor of ethylene synthesis) was applied. The results suggested that the hormones and their balance play a role in the regulation of grain filling and enzymatic activities, and the poor grain filling is attributed to the low contents of Z + ZR, IAA, and ABA, and the high evolution rate of ethylene in the inferior grains of some two-line hybrid rice combinations. The results suggested that hormones play important roles in the grain filling of some two-line hybrid rice combinations, and their filling degree can be improved by regulating the hormonal contents.     

不同深耘及施穗肥方式对水稻根系活力、籽粒灌浆及产量的影响

【目的】探明不同深耘施穗肥方式对水稻根系活力、籽粒灌浆动态及产量的影响。【方法】采用大田完全随机小区试验,在倒四叶期设置平作撒施、深耘撒施、开沟起垄撒施和深耘深施4个氮素穗肥处理,对不同深耘施穗肥方式下水稻生育后期伤流强度、籽粒灌浆动态及稻谷产量的差异进行研究。【结果】与平作撒施相比,不同深耘施穗肥方式显著提高水稻的基部节间和穗颈节间伤流强度和稻谷产量,以深耘深施肥措施最好,其次为开沟起垄撒施、深耘撒施。不同深耘施穗肥方式下强、弱势粒最大生长量、起始势、相对起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率均有提高。【结论】在砂壤土水稻田中,水稻生育中期可采用深耘处理提高根系和籽粒库容活力,改善籽粒灌浆进程,进而提高稻谷产量。     

密穗与疏穗型小麦强、弱势籽粒淀粉积累及库强度的比较

 【目的】研究小麦强、弱势籽粒淀粉积累与库容量、库活性间的关系及不同穗型间的差异。【方法】以密穗型小麦品种鲁麦21、济麦20和疏穗型小麦品种山农1391、山农12为材料,对籽粒发育过程中强、弱势粒淀粉积累、胚乳细胞数目及相关酶活性变化进行比较。【结果】两种类型小麦强势粒直、支链淀粉积累量均高于弱势粒,密穗型小麦籽粒直、支链淀粉积累量在强、弱势粒间的差异幅度高于疏穗型小麦。Logistic方程拟合籽粒淀粉积累进程表明,强势粒淀粉积累量较弱势粒高的原因是其积累启动时间较早和淀粉积累速率较高;密穗型小麦强、弱势粒淀粉积累速率的差异幅度较大,是造成其籽粒最终淀粉积累量在强、弱势粒间的差异幅度大于疏穗型的原因之一。小麦强势粒胚乳细胞数目显著高于弱势粒,与疏穗型小麦相比,密穗型小麦强、弱势粒胚乳细胞数目的差异幅度较大。4个小麦品种弱势粒蔗糖含量在灌浆期均高于强势粒,说明籽粒蔗糖含量即淀粉合成底物的供给并不是造成强、弱势粒淀粉积累存在差异的限制因子。小麦强势粒蔗糖合酶（SS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合酶（SSS）和颗粒结合态淀粉合酶（GBSS）活性均高于弱势粒,密穗型小麦强、弱势粒上述酶活性差异幅度均较疏穗型大。【结论】小麦库容量（胚乳细胞数目）和库活性（淀粉合成相关酶活性）是制约强、弱势粒淀粉积累的主要因素。密穗型小麦强、弱势粒间的胚乳细胞数目和淀粉合成相关酶活性差异较大,这可能是造成密穗型小麦籽粒淀粉积累量在强、弱势粒间的差异幅度大于疏穗型的原因。