复配化学调节剂对水稻子粒灌浆充实和蔗糖-淀粉代谢关键基因表达的影响

采用大田试验,以大穗型水稻品种新丰2号为试验材料,研究了抽穗期喷施复配化学调节剂对水稻子粒灌浆充实、稻米品质和蔗糖-淀粉代谢关键基因表达的影响。结果表明,外源喷施复配化学调节剂IV和V可增加水稻强势粒和弱势粒的起始灌浆势、相对起始势,提高最大灌浆速率和平均灌浆速率,缩短达到最大灌浆速率所需时间,显著改善强势子粒的外观品质和碾磨品质,提高水稻弱势子粒的千粒重,且强势粒和弱势粒中蔗糖-淀粉代谢关键酶基因的表达均得到显著提高。因此,外源喷施复配化学调节剂IV和V可通过增加强势粒和弱势粒中蔗糖-淀粉代谢关键酶基因的表达,进而提高水稻强势粒和弱势粒的灌浆充实、增加产量、改善稻米品质。     

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。     

外源ABA和GA对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响

 【目的】探讨喷施外源脱落酸（ABA）或赤霉素（GA）对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响，为激素调控提高籽粒的粒重提供理论依据。【方法】试验选用山农1391和藁城8901两个品种，籽粒灌浆初期喷施ABA或GA 两种外源激素于穗部，定期取籽粒样品，用高效液相色谱法测定籽粒内源激素含量，用三次多项方程式对籽粒灌浆进程进行模拟并分析相关参数。【结果】喷施外源ABA或GA均能显著增加两个品种的粒重。外源ABA或GA对粒重的调控存在粒位效应。喷施ABA显著增加强势粒粒重，喷施GA使强势粒和弱势粒粒重均显著增加。喷施外源ABA显著提高籽粒ABA含量，喷施外源GA显著提高籽粒GA含量，喷施外源ABA或外源GA均显著提高灌浆中后期籽粒IAA和CTK的含量，尤其是喷施外源GA效果更为明显。喷施外源ABA或外源GA均能延长籽粒的灌浆持续期，喷施ABA显著提高灌浆初期强势粒的灌浆速率，而喷施GA显著提高灌浆中后期强势粒和弱势粒的灌浆速率。【结论】喷施外源ABA或外源GA通过改变籽粒内源激素水平，调节灌浆起始时间和籽粒灌浆持续期，进而调控籽粒粒重的形成。喷施ABA是通过提高强势粒粒重来增加粒重的，喷施GA是通过提高强势粒和弱势粒的粒重来增加粒重的。     

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。     

大穗型水稻弱势子粒灌浆的复配化学调控剂筛选

采用大田试验,以大穗型水稻品种新丰2号为试验材料,研究了抽穗期喷施不同的复配化学调控剂对水稻弱势子粒灌浆的影响.结果表明,复配化学调控剂Ⅳ和V处理对结实率、千粒重、产量和灌浆速率均有促进作用,特别是弱势粒,分别使弱势粒的千粒重比喷施清水提高了17.48％,16.38％,达到了显著水平.复配化学调控剂Ⅳ和V主要是通过提高灌浆期可溶性糖含量、穗颈节间伤流强度,进而增加弱势子粒的库容活性和同化速率,提高弱势子粒的千粒重和灌浆速率.     

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。     

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。     

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。     

水稻大粒种质籽粒SS、SPS酶活性研究

采用2个水稻大粒种质（千粒重超40g）与2个常规水稻品种（千粒重25-30g）进行了籽粒蔗糖合成酶（ss）和磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性的比较研究,结果表明：1）灌浆前期强势粒的SS和SPS酶活性高于弱势粒,而灌浆后期弱势粒的SS和SPS酶活性高于强势粒;2）常规水稻品种强、弱势粒灌浆前期SS酶活性高于大粒种质,而大粒种质强、弱势粒灌浆后期的SS酶活性高于常规水稻品种;常规水稻品种强势粒灌浆前期SPS活性高于大粒种质;3）常规水稻品种强、弱势粒SS酶活峰值出现的时间早于大粒种质,供试材料强、弱势粒SPS酶活峰值分别出现在花后10～15d和30～35d。4）SS酶平均活性和最大活性与淀粉含量、淀粉积累最大速率（Gmax）、达到淀粉积累最大速率时间（tmaxG）和平均速率（G）呈正相关;SPS酶平均活性和最大活性与淀粉含量和tmaxG呈负相关,与Gmax和G呈正相关。     

花后喷施外源物质对小麦激素含量及源库的调节效应

研究不同粒型小麦品种花后叶面喷施GA3,6-BA等植物生长调节物质及N-P-K营养液(以下称外源物质),对小麦激素含量及源库的调节作用.结果表明,喷施GA3,6-BA,N-P-K营养液后,旗叶和子粒中内源GA3的含量增加,ABA的含量降低;大粒品系兰考8679花前物质转运率提高,花后物质积累量增加.温麦4号花前转运率降低,花后物质积累量增加;处理后大粒品系兰考8679子粒灌浆即表现出差异,中粒品种温麦4号处理后差异不明显,到灌浆盛期差异才表现出来;喷GA3和N-P-K营养液后兰考8679产量增幅最大,GA3和N-P-K之间差异不明显,喷6-BA次之,与对照相比差异显著.温麦4号喷GA3产量最高,N-P-K营养液次之,喷6-BA和对照差异不显著.     

抽穗后遮荫对龙粳31产量及籽粒灌浆的影响

对水稻龙粳31抽穗后进行遮光处理,研究遮荫处理与未遮荫处理(CK)在产量及其构成、功能叶片的SPAD值和灌浆特性等方面的差异。结果表明:龙粳31抽穗后进行遮荫,主要影响千粒重和结实率两个产量因素,产量降低达到极显著水平;胁迫功能叶片SPAD值升高;遮光处理的强、弱势粒籽粒最大灌浆速率GR_(max)和平均灌浆速率GR_(mean)均低于对照。     

成都平原两熟区籼粳稻品种籽粒灌浆特性

【目的】研究成都平原两熟区籼、粳稻品种籽粒灌浆特性及产量形成的差异,为成都平原种植粳稻提供依据。【方法】以籼稻品种辐优838、泸优578及粳稻品种辽星15、辽星19为材料进行田间试验,利用Richards方程对不同品种强、弱势粒的灌浆过程进行比较,进而分析不同品种灌浆特性与抽穗后物质积累和转运及产量形成的关系。【结果】粳稻品种中辽星19不仅库容量大,结实率也高,其产量显著高于辽星15,且与籼稻品种辐优838、泸优578相当。籼、粳稻稻品种籽粒灌浆类型分别为强、弱势粒同步灌浆型和异步灌浆型,并且穗型大小对籼、粳稻灌浆结实的影响也存在差异。辽星19抽穗后干物质转运能力更接近当地的籼稻品种,有利于籽粒灌浆的启动;其每穗粒数虽显著高于辽星15,但弱势粒的灌浆速度并未降低,且达到灌浆峰值后下降减缓,灌浆时间也有所延长,最终结实率得到显著提高。【结论】粳稻品种辽星19每穗粒数虽多,但其抽穗后干物质转运能力得到加强,籽粒灌浆得到改善,仍能实现较高的结实率,因此在成都平原仍表现出较好的产量潜力。     

不同施氮量和移栽密度对水稻产量及灌浆特性的影响

为明确不同移栽密度条件下施氮水平对水稻籽粒产量及灌浆特性的影响,设计裂区试验,主处理为氮肥量,副处理为移栽密度,用Richards方程拟合水稻强、弱势粒的灌浆过程,从不同粒位籽粒灌浆特性间的差异认识群体产量构成,以期为进一步提高水稻生产潜力提供理论依据。结果表明:1低密度(15万株/hm~2、21万株/hm~2)条件下,与不施氮处理相比,施氮分别平均增产36.6%、34.6%,且随施氮水平的提高呈增加趋势。高密度条件下(27万株/hm~2、33万株/hm~2),施氮分别平均增产30.8%、18.8%,结实率分别平均降低了2.0%和1.6%,且产量随施氮水平的提高呈先增加后降低趋势。2灌浆特性结果显示,施氮提高了强势粒的最大灌浆速率(GRmax),与不施氮处理(N0)相比平均增加了3.5%,且随施氮水平的提高呈先增加后降低趋势。移栽密度对强势粒平均灌浆速率(GRmean)有明显影响,在低密度(15万株/hm~2、21万株/hm~2)条件下施氮处理强势粒GRmean与不施氮处理相比分别平均降低了2.1%、3.1%,而在高密度(27万株/hm~2、33万株/hm~2)条件下则分别平均增加了1.0%、3.7%;施氮显著提高了弱势粒的GRmax和GRmean,与不施氮处理相比分别平均增加了14.3%、14.4%,且随施氮水平的提高呈先增加后降低趋势。3灌浆阶段性特征显示,灌浆中期强、弱势粒物质积累对籽粒形成的贡献率均最大,分别为58.6%、57.3%。随着施氮水平的提高,中期和后期籽粒的平均灌浆速率(MGR)呈先增加后降低趋势。灌浆持续天数和灌浆贡献率均随着移栽密度的提升而增加。千粒重与弱势粒的GRmax和GRmean呈极显著正相关,与籽粒的起始势(R0)及弱势粒的灌浆活跃期(D)呈显著负相关。结实率与弱势粒GRmean呈显著负相关,与弱势粒的R0呈极显著正相关关系。通过合理密植,同时适当提高施氮水平(27万株/hm~2,165 kg/hm~2),在增加单位面积穗数的同时也提高了水稻个体灌浆速率、增加了有效灌浆持续天数,最终籽粒灌浆充实度好,形成高产。     

中籼迟熟杂交稻新组合籽粒灌浆特性的研究

应用Richards模型研究了12个杂交稻品种(组合)的籽粒灌浆过程,结果表明:V2(B优827)、V7(宜香优2292)和V9(内香2550)强、弱势粒灌浆高峰时间间隔较短,为明显的同步灌浆类型;其余的组合强、弱势粒灌浆高峰时间间隔较长,为明显的异步灌浆型。灌浆过程的前、中、后3期对总灌浆物质的贡献分别约占12%、61%、27%,且V2(B优827)、V5(冈优363)、V6(绵2优838)、V11(D优527)的强势粒上前期和中期的灌浆持续天数相差很小,V1(一丰8号)、V5(冈优363)、V11(D优527)的弱势粒上中期和后期的灌浆持续天数相差很小,V1(一丰8号)、V5(冈优363)、V11(D优527)、V12(川香9838)的弱势粒上前期贡献率较大,所以这些品种(组合)的灌浆效果都显著,产量都较高。相关分析表明,活跃生长期D、灌浆中期持续时间T2和整个灌浆持续t99都对终极生长量A有显著作用。     

水稻籽粒灌浆的研究进展

水稻籽粒灌浆是水稻生长的重要生理过程,直接影响到水稻的结实和产量。强、弱势粒异步灌浆往往导致结实率降低和产量下降。其生理活性是影响灌浆的重要因素,主要包括蔗糖合成酶类和淀粉合成酶类等的活性。同时,ABAI、AA、ALA和Z+ZR等激素以及CO2、温度和水分等外界环境因子对籽粒灌浆有着较大的影响。综述了籽粒灌浆的研究进展,并提出了今后加强不同因子对籽粒灌浆影响的深入研究。     

外源6-BA和不同用量氮肥配合对小麦花后叶片功能与荧光特性的调控效应

【目的】探讨外源细胞分裂素（6-BA）和不同用量氮肥对小麦花后光合特性的调控效应,为激素与氮肥配合施用提高小麦光合生产力提供理论依据。【方法】试验选用持绿型品种汶农6号和非持绿型品种济麦20,设置N0（0）、N1（240 kg·hm-2）、N2（360 kg·hm^-2）3个氮肥用量,同时,花后连续3 d叶面喷施25 mg·L^-1 6-苄基腺嘌呤（6-BA）及300 mg·L^-1洛伐他汀（Lovastatin）,用量100 mL·m^-2。开花后每隔7 d取旗叶,测定叶绿素含量、MDA含量、抗氧化酶活性等生理指标,用高效液相色谱法测定4种内源激素含量,利用脉冲调制式荧光仪测定不同处理下旗叶叶绿素荧光诱导的动力学参数。【结果】喷施外源6-BA显著提高两品种小麦旗叶花后不同时期最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSII）、光合电子传递速率（ETR）以及光化学猝灭系数（qP）,而喷施外源洛伐他汀对上述指标产生显著降低作用。喷施外源6-BA使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ΦPSII分别提高12.08%、14.21%、9.43%,汶农6号旗叶ΦPSII分别提高12.44%、14.84%、11.58%;喷施外源6-BA使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ETR分别提高16.57%、25.81%、18.83%,汶农6号旗叶ETR分别提高13.88%、23.58%、22.80%。两品种其他荧光参数指标表现出以下规律,即6-BA与N1配合对小麦旗叶Fv/Fm、ΦPSII、ETR以及qP的提高效应均高于单一喷施6-BA或6-BA与N2配合。同时,品种、氮肥、激素单一效应及激素与氮肥配合对ΦPSII、ETR、qP影响显著,品种、激素单一效应对Fv/Fm影响显著,而激素与不同用量氮肥配合对Fv/Fm无显著影响。叶面喷施细胞分裂素抑制剂洛伐他汀使N0、N1、N2处理下济麦20旗叶ETR分别降低22.71%、12.06%、11.92%,两品种其他荧光参数指标Fv/Fm、ΦPSII、qP均表现出下降趋势,而增施氮肥能够缓解因细胞分裂素合成减少导致的小麦荧光参数的降低。外源喷施6-BA对两品种小麦内源激素含量影响显著。喷施外源6-BA显著提高旗叶玉米素核苷（ZR）含量,生长素（IAA）含量以及N0、N1处理下21-28 d赤霉素（GA3）含量,显著降低脱落酸（ABA）含量,而喷施外源洛伐他汀后,4种内源激素含量变化与以上结果相反。随着施氮量增加,ZR含量、14-28 d IAA含量随之增加,ABA含量总体呈下降趋势,而7-14 d GA3含量在N1处理下最高。同时,品种、氮肥、激素单一效应、激素与氮肥配合对ZR含量影响显著。另外,6-BA与N1配合对小麦叶绿素含量和抗氧化酶活性的提高效应高于单一喷施6-BA或6-BA与N2配合,激素与氮肥配合施用显著影响叶绿素含量和抗氧化酶活性。与不施氮相比,N1与N2处理下,外源洛伐他汀对叶绿素含量和抗氧化酶系活性的降低幅度减小,即增施氮肥能够缓解因细胞分裂素合成减少引起的两品种小麦光合结构的衰老。花后喷施外源6-BA显著影响千粒重和产量（P＜0.01）,对穗数、穗粒数无显著影响,6-BA与氮肥配合显著影响穗数、穗粒数、千粒重以及产量,6-BA与N1配合显著提高产量及其构成因素。【结论】细胞分裂素与氮肥配合能够明显改善小麦的光合性能,6-BA与适量氮肥配合施用对小麦光合性能的提高效应显著高于单一喷施6-BA或6-BA与过量氮肥相配合,光合性能的改善显著提高两品种的产量。     

施氮量对大穗型二系杂交水稻品种籽粒灌浆特性的影响(英文)

[目的]研究施氮量对大穗型二系杂交水稻品种籽粒灌浆特性的影响。[方法]以2个大穗型二系杂交水稻品种培杂67和培杂88为材料,研究3种不同施氮水平(LN:90kg/hm2;MN:180kg/hm2;HN:270kg/hm)2对大穗型二系杂交水稻强弱势粒充实度和灌浆特性的影响。[结果]施氮量过高会降低弱势粒灌浆速率,延长灌浆时间,致使在叶片功能明显衰退后,弱势粒尚不能完成充实过程,造成弱势粒充实度下降;而施氮量过低则会降低弱势粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,增大强、弱势粒之间平均灌浆速率的差异,从而造成弱势粒粒重和充实度下降。施氮量对强势粒充实度影响不大。[结论]该研究结果为氮肥的合理施用以及提高水稻产量和氮肥利用率提供了理论依据。