超级稻花后强、弱势粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其与籽粒灌浆的关系

 种植4个超级稻品种\[两优培九和Ⅱ优084（杂交籼稻）、淮稻9号和武粳15（粳稻）\]和2个高产对照品种\[汕优63（杂交籼稻）和扬辐粳8号（粳稻）\],观察其结实期强、弱势粒中蔗糖合酶（SuSase）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合酶（StSase）和淀粉分支酶（SBE）活性及玉米素+玉米素核苷（Z+ZR）、3 吲哚乙酸（IAA）和脱落酸（ABA）含量的变化,并测定了强、弱势粒灌浆速率。结果表明,超级稻品种强势粒的最大灌浆速率、到达最大灌浆速率的时间、平均灌浆速率和糙米重与对照品种差异较小,超级稻品种弱势粒的灌浆速率和糙米重显著低于对照。灌浆期强、弱势粒的SuSase、AGPase 、StSase 和SBE活性变化及Z+ZR、IAA 和ABA 含量变化均呈单峰曲线。弱势粒的SuSase、AGPase、StSase 和SBE的峰值活性和平均活性及其Z+ZR 和IAA的峰值含量和平均含量均低于强势粒。弱势粒的ABA 峰值含量和平均含量显著高于强势粒,超级稻品种高于对照品种。籽粒灌浆速率与SuSase、AGPase和StSase 活性及Z+ZR 和IAA含量均呈显著或极显著正相关,与SBE活性及ABA含量的相关不显著。说明超级稻品种弱势粒中较低的SuSase、AGPase和StSase活性及较低的Z+ZR和IAA含量是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要原因。     

灌浆期低温对离体玉米子粒灌浆过程及内源激素的影响

以郑单958为材料,采用子粒离体培养方法,研究灌浆期低温对玉米强、弱势粒灌浆特性及内源激素的影响。研究表明,灌浆期低温分别减缓强、弱势粒平均灌浆速率15%、23%,延长灌浆时间约8 d,最终粒重分别降低3%、9%。低温处理下,GA_3、IAA、ZR含量与灌浆速率显著相关;受低温影响,强、弱势粒的激素含量变化趋势相近,与常温相比,子粒GA_3含量先增加后减少,IAA、ZR含量低于对照,且对弱势粒的影响大于强势粒。低温对内源激素含量的影响是导致灌浆速率降低的主要原因之一。     

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。     

夜间补光对小麦叶片激素含量及光合特性的影响

为探究夜间补光对小麦生育后期的调控作用,以冬小麦品种豫农186为材料,以自然光照时间为对照,在小麦抽穗后设置夜间人工补光2h、4h和6h三个处理,研究补光时间对小麦叶片内源激素含量、光合特性及产量的影响。结果表明,夜间补光可增加小麦叶面积及旗叶叶绿素含量和光合速率,以补光6h的效果最显著。与自然对照相比,夜间补光显著增加旗叶GA3、IAA、ZR含量,且激素含量的升高幅度随补光时间的延长而增加,但ABA含量受影响较小。夜间补光能显著提高灌浆前期和中期籽粒灌浆速率及千粒重和产量,其中补光6h处理的最大灌浆速率比自然对照增大16.21%,产量提高14.07%。说明小麦抽穗后适当延长光照时间有利于叶片的生长发育,可提高激素含量和光合效率,促进籽粒灌浆,增加产量。     

小麦籽粒发育过程中淀粉和激素含量的变化及其关系

为给小麦籽粒生长发育的化学调控提供依据,以蛋白质含量相近、粒重和淀粉含量差异大的小麦品种川麦32和川麦107为材料,研究了籽粒发育过程中淀粉、激素含量的变化及其相互关系.结果表明,大粒品种川麦32授粉后ZR含量高,灌浆中期IAA峰值高,而小粒品种川麦107籽粒发育期间淀粉含量高,GA含量也一直高于大粒品种川麦32,因而说明ZR和IAA含量与籽粒的大小及粒重关系密切,而GA含量与淀粉含量关系更密切.     

稻麦及豆科作物籽粒发育过程中的内源激素水平变化

稻麦与豆科作物的籽粒中均含较高IAA、GA、CTK与ABA，其中IAA与ABA以胚乳糊粉层中的含量最高。大多研究认为籽粒本身可以合成ABA。在籽粒形成阶段，CTK含量峰值出现，GA、IAA与ABA水平也逐渐升高，但在整个籽粒发育过程中仍属含量较低时期。因而此阶段CTK水平对胚乳细胞分化与籽粒库容形成有较大影响；在籽粒灌浆阶段，GA与IAA含量达到高峰，而ABA含量与籽粒灌浆速率呈线性相关，CTK水平降低；在籽粒成熟阶段，各种激素水平均降低，但其降低开始的时间先后不一致。众多的研究表明，利用外源激素的栽培措施，通过改变环境因素或施用外源激素等方法来调节籽粒内源激素水平变化，从而达到促进籽粒发育、提高产量的目的。     

宁麦9号花后内源激素和蔗糖含量变化及其与籽粒淀粉合成的关系

为研究小麦花后旗叶和籽粒中内源激素、蔗糖含量及籽粒中淀粉积累的动态变化,以弱筋小麦宁麦9号为供试材料在两种施肥处理条件下分析了花后内源激素和蔗糖含量变化与籽粒淀粉合成的关系.结果表明,氮肥后移的处理旗叶中ZRs、iPAs含量的增加及ABA含量的减少,有利于光合产物的合成;蔗糖含量较高,为籽粒合成淀粉提供了充足的碳源物质.籽粒中淀粉及其组分积累量灌浆期呈不断上升的趋势,积累速率呈单峰曲线,直、支链淀粉和总淀粉积累速率峰值期均在花后21～28 d,氮肥后移表现为增加趋势.相关分析表明,籽粒中内源激素ABA与蔗糖含量呈极显著负相关,GA1/3/ABA与蔗糖含量呈极显著正相关,IAA、GA1/3与淀粉积累速率呈极显著正相关.通径分析表明,籽粒中内源激素IAA对淀粉积累速率有极显著促进作用,直接通径系数达0.9627**,GA1/3主要是通过提高IAA含量间接促进籽粒中淀粉的积累,说明适当提高IAA含量有利于促进籽粒淀粉的积累.     

齐穗至乳熟期不同温度对水稻南粳9108籽粒激素含量、淀粉积累及其合成关键酶活性的影响

【目的】为了明确灌浆结实前中期不同温度对晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分含量的影响特征及其机理,【方法】以优质食味粳稻南粳9108为材料,利用植物培养箱控温,于水稻灌浆结实期设置高温(HT,日均温度31℃)、中温(MT,日均温度26℃)和低温(LT,日均温度21℃)三个处理,以自然温度为对照(CK),研究灌浆结实前中期持续高低温对晚粳稻籽粒灌浆、内源激素含量、淀粉及其及合成关键酶活性的影响。【结果】随温度上升(21℃～31℃),晚粳稻结实率和千粒重降低;灌浆前中期籽粒总淀粉积累速率加快,但持续时间短,总含量降低,而直链淀粉含量及其所占比例在整个灌浆期均呈降低趋势;灌浆前中期脱落酸(ABA)含量显著增加,赤霉素(GA3)含量降低,玉米素核苷(ZR)含量呈"先增先降"趋势;MT处理有利于提高灌浆结实期籽粒生长素(IAA)含量,HT和LT处理均降低籽粒IAA含量,LT处理下,IAA含量先降后升,而HT处理籽粒IAA含量一直处于较低水平;籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性与ZR变化规律相似,也呈"先增先降"趋势,但二者在灌浆结实期并不同步;淀粉分支酶(SBE)活性增加而淀粉脱分支酶(DBE)活性降低。【结论】不同温度显著影响晚粳稻籽粒内源激素含量和淀粉合成关键酶活性的变化,进而影响晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分的积累。     

六倍体小黑麦株高形成中内源激素含量的变化

为了解六倍体小黑麦株高形成与内源激素的关系,以六个不同株高的六倍体小黑麦品种（系）为材料,对小黑麦在株高形成时期叶片中内源激素含量的动态变化进行了分析。结果表明,矮秆小黑麦品种的ABA、ZR和GA含量在所调查时期均显著高于高秆品种,而IAA含量在生长后期则显著低于高秆品种。同时高秆小黑麦中IAA/ABA、GA/ABA与（IAA＋GA）/ABA的比值均高于矮秆小黑麦,但ZR/IAA、ZR/ABA比值的变化趋势则与IAA、GA含量的变化趋势相反。可见不同株高类型的小黑麦在株高形成过程中内源激素具有显著差异。     

玉米丝黑穗病菌对植株体内内源激素水平改变的影响

采用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法,测定玉米苗期接种丝黑穗病菌后植株体内生长素(IAA)、赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA)4种内源激素的含量变化,从寄主与病菌互作过程中植物内源激素的变化研究玉米对丝黑穗病的抗性机制。研究结果表明,玉米丝黑穗病菌侵染玉米植株后,植株体内单一激素ABA含量提高;IAA、GA和ZR的含量降低;IAA/ABA、ZR/ABA、GA/ABA及(IAA+GA+ZR)/ABA的比值均明显低于对照。激素间的比值变化较单一激素的含量变化更加显著,相对单一激素的调控作用,激素间相互作用对调节植株生长发育更为重要。玉米丝黑穗病菌侵染玉米的过程中,植物内源激素的一系列变化可能是引起植株出现畸形症状(如节间缩短、植株矮化和丛生等)的直接原因。     

灌浆期高温胁迫对小麦灌浆特性和品质的影响

为了解小麦灌浆和品质对高温的响应,同时为小麦耐热育种筛选种质资源,选取我国北方麦区和黄淮麦区13个推广品种(系)于2013-2014年度种植在石家庄,以自然生长为对照,研究了塑料棚热胁迫处理下小麦籽粒灌浆和品质的基因型差异.结果表明,中麦895、CA0816、衡4444、京冬8号和石麦15的产量和千粒重在自然生长和热处理环境中均较高,抗热性好;在自然生长和热处理环境间中麦875的产量差异不大,但千粒重均较高,抗热性较好;衡08观29、衡观35和石优17的产量和千粒重在自然生长环境下较高,但在热处理下均较低,抗热性较差.与自然生长环境相比,热处理下小麦籽粒硬度增加,其他指标变化规律不一致,石优17的吸水率、湿面筋含量和硬度差异显著,衡08观29的蛋白质含量、延展性和湿面筋含量差异显著;灌浆高峰期自然生长下灌浆速率为1.5～1.8g· d-1,热处理下灌浆速率为1.3～1.6g·d-1.     

弱光对小麦花后旗叶光合及籽粒灌浆的影响

为给小麦的高产优质栽培提供理论依据,选用优质小麦品种济麦20为试验材料,在大田试验条件下研究了灌浆期弱光对小麦光合及籽粒灌浆进程的影响。结果表明,弱光处理后,旗叶净光合速率和光合色素含量（除叶绿素b）显著降低,灌浆中期弱光处理下小麦旗叶净光合速率降低的主要原因是气孔限制因素,而前期、后期弱光处理是非气孔因素造成的。弱光对旗叶叶绿素a的影响大于叶绿素b。弱光胁迫显著降低小麦产量和粒重,且产量和粒重对不同灌浆时期弱光胁迫的响应不同。灌浆中期弱光胁迫对小麦产量及粒重的形成影响最大,其中弱光胁迫对小穗下位籽粒粒重的影响大于上位籽粒粒重。弱光处理后籽粒粒重的降低主要是平均灌浆速率显著降低所致,而灌浆持续期长短对其影响较小。弱光胁迫下小麦光合同化产物不能满足灌浆需求,是导致其产量及粒重降低的主要原因之一。     

玉米子粒灌浆特性品种间差异分析

选择浚单系列品种浚单18、浚单98-3、浚单20、浚单26玉米杂交种,以郑单958和农大108为对照,研究这4个品种后期子粒灌浆特性。结果表明,浚单系列品种的产量明显高于对照,穗粒数和百粒重对产量的贡献基本相同,浚单20、浚单26、浚单18、浚单98-3的子粒体积和灌浆速率均大于郑单958和农大108。选择高水肥地,加强生育后期的水肥管理,可充分发挥浚单系列玉米杂交种的增产潜力。     

小麦花后淹水胁迫对根区土温及籽粒灌浆的影响

为了探讨淹水对花后冬小麦根区土温及籽粒灌浆的影响,在淮北平原涝渍易发地河南商丘市,对处于花后灌浆阶段的冬小麦进行淹水试验。结果表明,淹水使小麦百粒重降低,花后灌浆阶段淹水1 d、3 d和5 d使乳熟期的小麦百粒重比非淹水处理分别降低6.93%、10.35%和10.31%;淹水使小麦灌浆速率受到抑制,淹水5 d、3 d、1 d和CK的平均单粒灌浆速率分别为1.36、1.39、1.52和1.61 mg·d^-1,淹水超过5 d使小麦的乳熟时间推后。淹水使10~40 cm土层间温差变小,淹水时间越长,10~40 cm土温降低越多,淹水结束后土温回升也越快。花后淹水使小麦干物质量及籽粒产量降低,淹水5 d以上使小麦地上、地下部分干物质量显著降低。因此,小麦花后灌浆阶段淹水会影响根区环境和地上部干物质的形成,并最终影响籽粒灌浆及产量。     

京单38不同播期子粒灌浆特性研究

以郑单958为对照,设置春播（5月14日）和夏播（6月13日）两个播期处理,研究玉米品种京单38在不同生态条件下的子粒灌浆特性。结果表明,京单38的百粒干物重高于对照品种郑单958,春、夏播条件下增幅分别为14.74%和20.26%,春播百粒干物重较夏播高1.87%。京单38的子粒灌浆速率高于郑单958,春、夏播最大灌浆速率分别较对照高42.27%和49.50%,夏播最大灌浆速率较春播高9.42%。相关和通径分析表明,最大灌浆速率与粒重呈极显著正相关,与郑单958相比,京单38子粒灌浆速率高且灌浆速度快,春、夏播条件下均可获得较高的粒重。     

玉米子粒灌浆速率的配合力分析

试验选用9份自交系,按格列芬双列杂交方法Ⅱ设计。对4个阶段灌浆速率配合力分析并结合产量对自交系和杂交组合进行综合评价。结果表明:第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期灌浆速率的配合力自交系间有较大差异;同一自交系及同一自交系的不同杂交种4个时期的灌浆速率也有较大差异。HR705自交系4个阶段均较低;Mo17第Ⅰ、Ⅱ期较低,第Ⅲ、Ⅳ期较高;HR11前3期较高,第Ⅳ期较低;黄早四4期均高;HR304前两期较低,后两期较高;丹340Ⅰ期较低,其它3期均高;HR1124期均高;K10第Ⅰ、Ⅱ期最高,Ⅲ、Ⅳ期较低;HR106的4期均较低。灌浆速率一般配合力高的自交系其特殊配合力也较高,一般配合力低的自交系也有特殊配合力较高的组合出现,因此有必要重视特殊配合力。     

小麦重组自交系群体大粒品系籽粒灌浆特性研究

为了明确大粒小麦的灌浆特性,以豫农9901/周麦16重组自交系群体中籽粒大小基本一致而饱满度和粒重具有较大差异的11个半冬性品系为试验材料,以周麦18为对照,分析了籽粒灌浆特性及阶段性灌浆参数与粒重的关系.结果表明,籽粒灌浆呈“慢-快-慢”的变化规律,可以用logistic曲线方程拟合其增长趋势;粒重较高的品系W02、W03与对照周麦18具有相似的灌浆特性,其他品系的籽粒灌浆特性与对照周麦18有明显差异,表现在前期灌浆速率高于周麦18且增速较快,后期则明显低于周麦18且下降的幅度较大;在三个灌浆阶段参数中,缓增期灌浆速率、渐增期和快增期持续时间明显低于周麦18,而缓增期持续时间明显长于周麦18.通径分析表明,阶段灌装参数中对粒重直接作用最大的是快增期持续时间,其次是缓增期持续时间,但是缓增期持续时间对粒重的直接正向效应被其较大的负向间接效应所掩盖;快增期和缓增期灌浆速率对粒重的间接效应明显大于直接效应.     

小麦胚乳充实特性研究初报

通过剪叶去穗试验探讨了小麦籽粒从乳熟始到面团期不同小穗位、不同粒位籽粒胚乳的容积扩充和物质填充特性以及源库改变对不同小穗位、不同粒位籽粒胚乳充实的影响。结果表明:（1）不同部位相同粒数的小穗间,下部小穗籽粒胚乳的容积扩充量和物质填充量大于上部小穗同一粒位;不同类型小穗的相同粒位间,3粒小穗大于2粒小穗,2粒小穗又大于1粒小穗;同一小穗不同粒位间,3粒小穗的第2粒位最大,基部粒位次之,最上粒位最少;2粒小穗相应粒位的籽粒胚乳相差不大;胚乳充实量大的小穗位、粒位,更突出表现在胚乳的容积扩充量上,这导致胚乳充实比的下降,相反则导致上升。（2）剪叶去穗后,籽粒胚乳的各种参数都发生了较大变化。去穗处理籽粒胚乳容积扩充量和物质填充量均变大,但胚乳充实比变小;剪叶处理籽粒胚乳,与上面各种参数的变化相反。这是因为容积扩充量更为敏感,变化幅度更大。     

植酸形成与水稻籽粒充实的关系

研究了6个水稻品种（组合）的籽粒灌浆特征及植酸合成过程中相关生化成分变化与籽粒充实的关系。籽粒充实度好的亚杂1号(ISHR1)、亚杂2号（ISHR2）、R198和JW21,强、弱势粒灌浆不表现两段灌浆现象,而籽粒充实度差的亚杂3号（ISHR3）和559两段灌浆现象则十分明显。孕穗期至开花期,籽粒充实度好的品种其植酸、肌醇含量显著高于籽粒充实度差的品种;灌浆期,籽粒充实度差的品种无机磷含量明显高于籽粒充实度好的品种。相关分析表明,在孕穗期至开花期籽粒中植酸、肌醇含量与起始灌浆势（P0）、平均灌浆速率（RA）和籽粒充实率（GFP）均呈极显著正相关;灌浆期,无机磷含量与P0、RA和GFP呈极显著负相关,肌醇含量与P0、RA和GFP无明显相关性。提出了提高水稻籽粒充实度的有效途径。     

Association of Phytate Formation with Grain Filling in Rice

The grain-filling characteristics of six rice varieties (combinations) and the relationships between their relative biochemistry composition during phytate synthesizing and grain plumpness were studied. Regarding results for ISHR1,ISHR2, R198 and JW21, with good grain plumpness, the two-step-filling in superior spikelets and inferior spikelets was not clear, while for ISHR3 and 559, with poor grain plumpness, it was very clear. From booting stage to flowering stage, the contents of phytate and inositol in varieties with good grain plumpness was obviously higher than those in varieties with poor grain plumpness. While at grain filling stage, the content of inorganic phosphorus in varieties with poor grain plumpness was obviously higher than that in varieties with good grain plumpness. The contents of phytate and inositol from booting stage to flowering stage was highly significantly correlated with the initial filling power (R0), the mean filling rate (RM) and grainfilling percentage (PGF), and the content of inorganic phosphorus at grain filling stage was negatively significantly correlated with R0, FM and PGF. Furthermore, effective approach to improving grain filling was put forward.