水稻籽粒灌浆期间茎鞘贮存物质含量变化及其影响因素研究

 以库限制型水稻品种盐粳235和源限制型水稻品种汕优63和亚优2号进行研究，水稻籽粒的灌浆因品种源库关系而有很大差异，剪叶或疏花对强势粒的灌浆影响不大，但显著地延缓或加速弱势粒的灌浆进程，库限制型品种盐粳235抽穗前叶鞘和茎秆中临时性贮存物质积累高峰出现迟，单位库容占有贮存性物质比例低，两类型品种茎鞘中贮存物质均在籽粒发育早期输出，但盐粳135的输出持续时间长于汕优63和亚优2号的。疏花、剪叶和激素处理主要通过改变库源大小，增加或减少单位库容占有光合同化物比例及改变茎鞘贮存物质在整个籽粒灌浆物质中的比例来影响籽粒生长和发育。还就茎鞘贮存物质在籽粒早期发育中的作用进行了讨论。     

水稻中413的广亲恢性及其系列组合

 中413是从50465中经系统选育而成的广亲和恢复系。与籼型测验种IR36，南京11测交，F₁结实率分别为75.5%和80.0%；与粳型测验种秋光，Balilla测交，结实率分别为71.4%和53.2%。对野败，矮败，Dissi，马尾粘等胞质不育系均具有较强的恢复能力。以中413为广亲恢系而配制的系列组合均有较强的杂种优势，在不同地区，不同季节种植均比对照汕优63和汕优10号增产或极显著增产。作单季种植，亩产可达700 kg以上；作双晚栽培，亩产可达600 kg左右。表现为秧苗素质号，生长势旺，耐肥抗倒，穗大，叶面积系数大，物质生产力高，穗多，库源关系协调。中413系列组合不仅表现较强的杂种优势，而且较好地克服了籼粳亚种间优势利用种F1结实率偏低，籽粒不饱满，植株偏高和生育期偏长等障碍。     

不同氮利用率粳稻品种的碳氮积累与转运特征及其生理机制

【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量：全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm² (180N),比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率,较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量,分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量,抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量,灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。     

水稻新品种盐粳188形态特征及生理基础研究

以北方粳稻品种金珠1号、辽粳9号为对照,研究了高产优质水稻新品种盐粳188的形态特征和生理基础。结果表明:盐粳188有效穗数比辽粳9号多14.5%,穗粒数比金珠1号多28.7%,总库容量比金珠1号、辽粳9号高25.88%和23.08%;茎基部茎鞘干物质量比金珠1号、辽粳9号重5.06%和13.49%,叶面积比金珠1号、辽粳9号高37.91%和41.39%,消光系数比金珠1号、辽粳9号低42.22%和60%;叶绿素下降幅度比金珠1号、辽粳9号小5.09%和4.82%,并且后期根系伤流强度下降较慢。单位面积总干物质量齐穗期盐粳188比金珠1号、辽粳9号高14.15%和15.08%,成熟期高13.82%和17.7%,增加量高17.89%和2.78%;齐穗至成熟期CGR比金珠1号、辽粳9号高19.82%和2.71%。盐粳188库大源足、株型较好,生育后期功能叶叶绿素含量较高、根系活力旺盛,干物质积累与生产能力较强,具有高产品种应有的形态特征和生理基础,并有较大的增产潜力。     

铅胁迫下不同品种水稻对铅与微量元素的吸收分配差异

通过盆栽试验研究两个水稻品种汕优63和扬粳9538对不同土壤Pb浓度的吸收分配差异及Pb对水稻3种矿质元素(Fe、Cu、Zn)吸收的影响.结果表明,在相同Pb浓度处理条件下,两个水稻品种根系对Pb吸收差异不显著(P>0.05),而地上部差异显著(P<0.05),汕优63地上部Pb浓度显著高于扬粳9538;根系活力与根系吸收Pb的能力没有必然联系.Pb对水稻分蘖的影响主要表现在分蘖早期,对水稻成穗数无影响.低浓度Pb处理对水稻矿质元素的吸收无显著影响;高浓度Pb(3 115 mg/kg)处理均增加两个水稻品种根系Fe含量,降低汕优63地上部Fe含量及降低汕优63根系Cu、Zn含量.     

两系杂交稻扬两优6号源库特征与结实特性的分析

以两系杂交稻扬两优6号和两优培九及三系杂交稻汕优63为材料,研究了源、库、流特征及其与籽粒充实的关系。 扬两优6号和汕优63的结实率、籽粒充实度和产量明显高于两优培九;扬两优6号和汕优63茎鞘物质输出率和转换率显著高于两优培九;扬两优6号和汕优63籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶的活性显著高于两优培九,且上述各酶的活性与籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率、谷粒充实度和粒重呈极显著的正相关;扬两优6号和汕优63的单位维管束和韧皮部的颖花负荷、现实产量负荷、总库容负荷显著小于两优培九,且负荷越大的组合结实率就越低,充实度也就越差。扬两优6号单位面积韧皮部的物质转运速率显著高于两优培九和汕优63。表明扬两优6号具有源足、库强、流畅的特点,这是它结实率高和籽粒充实度好的生理基础。     

超级杂交稻冠层形态结构与干物质生产特性研究

以第1,2,3期超级杂交稻代表品种两优培九、Y两优1号、Y两优2号为材料、以高产三系杂交稻汕优63为对照,对冠层形态结构、干物质积累与转运和产量性状进行了研究。结果表明:与对照汕优63相比,超级杂交稻的比叶重、卷叶指数较大,叶基角、披垂角较小,表现为上3叶直立、厚、卷,基部透光率较高;总干物质积累量及抽穗后干物质积累量、茎鞘物质输出率较高,群体总颖花量、每穗总粒数和结实率也显著高于对照,且随不同时期超级杂交稻产量水平的提高,群体总颖花量、抽穗后及总干物质积累量依次提高。在"源"足、"流"畅的支撑下,不断提高"库"容量是进一步提高超级杂交稻产量水平的重要途径。     

杂交水稻不同器官重金属铅浓度与累积量

以生长于盆钵中的两系杂交稻和三系杂交稻共6个组合为试验材料,设置土壤铅(Pb)浓度为500mg/kg和不加Pb土壤(对照)两个处理,测定水稻植株不同器官Pb的浓度和累积量。结果表明,Pb处理降低了两优培九、103S/郑粳2号、丰优香占和汕优63的产量,主要是每穗粒数减少,对其余组合的产量无显著影响;不同基因型水稻植株对Pb吸收与积累存在差异,以103S/郑粳2号和两优培九累积量最多,K优818累积量最少;水稻植株不同器官Pb的浓度和累积量的大小顺序为根>茎鞘>叶片。籽粒不同部位Pb的浓度大小顺序为糠层>颖壳>精米,精米中Pb累积量仅为谷粒的25%左右,精米中Pb的浓度以103S/郑粳2号最高,K优818最低;在抽穗期和成熟期,同一器官Pb浓度与累积量呈显著或极显著正相关,但不同器官之间的相关不显著。对不同杂交稻组合植株中Pb浓度和累积量差异的原因进行了讨论。     

三个C两优杂交稻组合的株型及干物质生产特性

 以汕优63为对照,对3个C两优杂交稻组合的株型及干物质生产特性进行了研究。与汕优63相比,C两优杂交稻组合上3叶叶型较狭长,叶片着生角度小,总叶面积较大;齐穗期上3叶净光合速率和叶绿素含量较高,根系活力较强;基部节间较粗、较短,茎秆的抗倒性强, 中部节间较长,穗下节间占总秆长的42.77%;抽穗后干物质积累速率快,增量大,且茎鞘叶中的干物质向籽粒运转量多,对籽粒的贡献率高。C两优杂交稻抽穗后茎叶干物质输出量和干物质积累量与稻谷产量分别呈显著和极显著正相关。C两优杂交稻组合较理想的株型和中后期强大的干物质生产和转运优势是其高产的重要原因。     

超高产杂交稻C两优396和C两优87的源库特性研究

以汕优63为对照,研究了超高产杂交稻组合C两优396和C两优87的源、库、流特性。结果表明,C两优396和C两优87库容较大,填库能力强,单位面积总颖花量、叶面积指数和粒叶比均高于汕优63;抽穗后剑叶的净光合速率高,光合能力强;孕穗后光合产物积累速度快,增量大,抽穗后茎鞘叶干物质向籽粒运转量多,对籽粒的贡献率高;产量与总颖花量呈极显著正相关,与粒叶比和抽穗后干物质生产量呈显著正相关。库大、源强、流畅且三者之间能在较高水平上协调,是C两优396和C两优87超高产的主要成因。     

谷氨酰胺对扬麦9号强势和弱势籽粒淀粉及蛋白质积累的调控

离体穗培养条件下,研究了培养基中不同谷氨酰胺供应水平对冬小麦品种扬麦9号强势和弱势籽粒粒重以及淀粉和蛋白质及其组分积累的影响。结果显示,弱势籽粒的蔗糖和氨基酸含量均较强势籽粒高,而其积累量均较强势籽粒低,可见弱势籽粒中同化物贮存量较强势籽粒少,其合成淀粉和蛋白质的能力较强势籽粒低。在一定范围内提高谷氨酰胺供应水平可显著促进弱势籽粒淀粉和蛋白质的积累,提高弱势籽粒粒重,可见一定范围内改善氮素营养有利于弱势籽粒物质积累;但相同谷氨酰胺浓度下强势籽粒淀粉、蛋白质和氨基酸积累量均高于弱势籽粒,强势籽粒四种蛋白组分的积累量均较弱势籽粒高。4和6 g／L谷氨酰胺处理下,强势和弱势籽粒淀粉、蛋白质及氨基酸含量的差异小于其他较高或较低谷氨酰胺浓度。强势籽粒清蛋白和球蛋白含量略低于弱势籽粒,而醇溶蛋白和麦谷蛋白在2-6 g／L时高于弱势籽粒,但差异较小。     

ABA对水分胁迫下水稻籽粒灌浆的调节

 利用水平分根系统研究了水稻抽穗后水分胁迫条件下ABA对水稻品种汕优63叶片光合特性、糖代谢和籽粒灌浆过程的调节。当一半根系受干旱胁迫时，叶片的水势和相对含量变化很小，但叶片和籽粒内ABA的含量显著增加。整个根系受干旱胁迫时，叶片的水势和相对含水量随着胁迫的增加而显著地降低，ABA含量则显著增加。半干和全干处理的水稻叶片的光合速率和RuBP羧化酶／氧化酶（Rubisco）的活性显著下降。叶片内蔗糖和淀粉的积累和代谢与叶片内ABA的含量和水分状况存在密切的关系，低浓度的ABA和高的叶水势与高的蔗糖积累和蔗糖磷酸合成酶活性相一致，但当叶片ABA的浓度增加时，即使叶片的水势与对照相似，叶片的蔗糖和淀粉积累以及蔗糖磷酸合成酶的活性则显著地下降，叶片的α－和β－淀粉酶活性似与ABA和水分状况关系不密切。ABA对籽粒灌浆有显著的抑制作用，ABA对籽粒灌浆的抑制作用至少部分与其对催化水稻籽粒内蔗糖代谢和淀粉积累的关键酶蔗糖合成酶的抑制有关。另外，干旱处理对叶片光合速率和蔗糖与淀粉积累的抑制程度显著高于半干旱处理，说明干旱本身也对这些过程有直接的效应。根据这些结果，作者认为，当水稻遇到干旱胁迫时，ABA对其光合作用、糖代谢以及籽粒的发育过程都有极其显著的调节作用。还就ABA对这些生理过程调节的可能性进行了讨论     

植物激素对杂交稻籽粒灌浆及蔗糖合酶活性的影响

 以亚种间杂交稻两优培九和品种间杂交稻汕优63为材料,对籽粒灌浆期间的内源激素含量和酶活性进行了测定分析,并结合外源激素对水稻籽粒灌浆过程的调控试验,分析了脱落酸对蔗糖代谢关键酶——蔗糖合酶活性的调节作用。结果表明,灌浆前期强势粒中生长素、玉米素核苷和脱落酸（ABA）含量明显高于弱势粒,并与籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率、籽粒充实率和粒重均呈显著或极显著正相关。强势粒中蔗糖合酶活性明显高于弱势粒,且达到峰值的时间也早于弱势粒。籽粒灌浆速率、籽粒充实率、粒重和淀粉积累速率与蔗糖合酶活性呈显著正相关。花后8 d对稻株喷施低浓度ABA显著提高了籽粒中ABA含量和蔗糖合酶活性,增加了粒重和籽粒充实率。喷施ABA合成抑制剂氟草酮作用则相反。上述结果说明,植物激素尤其是ABA对水稻籽粒灌浆有重要的促进作用,其作用在很大程度上是通过调节籽粒蔗糖合酶活性实现的。     

超级杂交中籼水稻物质生产特性分析

以具代表性的5个籼型超级稻为材料, 用汕优63作对照, 比较研究了超级中籼杂交稻物质生产与分配的特性。 超级稻具有显著的物质生产与积累优势, 产量随成熟期物质积累量的增加而提高。 超级稻的物质生产优势集中在中期和后期, 产量与拔节前的干物质积累量相关不显著, 与拔节至抽穗期的积累量呈显著正相关, 与抽穗至成熟期的干物质积累量呈极显著正相关; 超级稻抽穗期营养器官贮存了较多的结构物质但干物质表观输出量均低于对照, 平均少148.5 kg/hm2, 表观输出率也低, 平均低2.5个百分点。 超级稻的叶面积及光合势的显著提高促进了群体生产率的提高, 大田期平均群体生产率比对照高4542 (m2·d)/hm2。     

杂交水稻腋芽再生特性

 以培两优500和汕优63为供试材料，研究了其腋芽再生特性。与汕优63相比,培两优500腋芽萌发好,活芽率高,在头季稻后期茎部干物质积累和非结构碳水化合物含量表现出明显的优势。成熟期茎节各节位干物质量、可溶性糖含量和淀粉含量与活芽率呈显著正相关；齐穗后20 d茎部SOD、POX酶活性均有所回升，至成熟期达最大，活性氧自由基清除能力强，腋芽萌发好；头季稻后期根系吸收面积和比表面积大,活力强，根系衰老缓慢,有利于腋芽萌发生长。     

水稻育秧环境对秧苗生长的影响

 以汕优63为材料,研究了不同育秧环境下秧苗生理和形态结构方面的差异及对本田生长的影响。旱育秧苗植株矮壮,体内积累的淀粉多,过氧化氢酶活性强,叶绿素含量高,抛植大田后发根快、分蘖多,具有明显的“爆发”优势,最终成穗率高,有效穗多,产量较高;湿润育秧的秧苗,秧田期生长量大,体内积累的淀粉少,抛植大田后发苗慢,缓苗期长,最终有效穗少,产量较低;前期旱育后期多雨寡照的秧苗体内积累的淀粉量及过氧化氢酶活性等均不及正常旱育秧,抛植大田后秧苗体的“爆发”优势丧失,产量与湿润育秧相仿。     

盐胁迫对水稻幼苗期的影响研究——盐胁迫对水稻干物质的影响

对123个不同水稻品种分别在纯水、100 mmol/L NaCl和150 mmol/LNaCl水溶液中的萌发情况进行试验,来研究盐对幼苗单株苗干重,去苗后的种子干重,种子的贮藏物质利用率的影响规律,及利用率对盐胁迫的不同反应,结果表明:在盐胁迫下不同品种单株苗干重显著下降。盐浓度增高,单株苗干重下降率增大。去苗后的种子干重在盐胁迫下明显的升高,盐浓度增大,去苗后的种子干重也增大。在盐胁迫下,各品种的种子贮藏物质利用率都下降。盐浓度增大,种子贮藏物质利用率降低。     

Proteomic Study for Responses to Cadmium Stress in Rice Seedlings

A proteomic approach including two-dimensional electrophoresis and mass spectrometric (MALDI-TOF MS) analyses was used to investigate the responses to cadmium (Cd) stress in seedlings of rice (Oryza sativa L.) varieties Shanyou 63 and Aizaizhan. Cd stress significantly inhibited root and shoot growth, and affected the global proteome in rice roots and leaves, which induced or upregulated the expression of corresponding proteins in rice roots and leaves when rice seedlings were exposed to 0.1 or 1.0 mmol/L Cd. The Cd-induced proteins are involved in chelation and compartmentation of Cd, elimination of active oxygen free radicals, detoxification of toxic substances, degradation of denatured proteins or inactivated enzymes, regulation of physiologic metabolism and induction of pathogenesis-related proteins. Comparing the Cd-induced proteins between the two varieties, the β-glucosidase and pathogenesis-related protein family 10 proteins were more drastically induced by Cd stress in roots and leaves of Aizaizhan, and the UDP-glucose protein transglucosylase and translational elongation factor Tu were induced by 0.1 mmol/L Cd stress in roots of Shanyou 63. This may be one of the important mechanisms for higher tolerance to Cd stress in Shanyou 63 than in Aizaizhan.