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。     

水稻在不同土水势下的生理反应

在低土水势下,叶片水势下降,且随着叶位的下降,叶片水势下降早而快。在150～900μmol photons·m~(-2)·s~(-1)的光强范围内,稻株群体净光合与光强呈线性关系,且随着土水势的下降,光强对光合的促进作用逐渐减弱。土水势、光强和气孔导度对光合强度的影响存在互作效应,在低土水势下,除气孔导度外,另有其它限制光合的因素存在。低土水势引起叶片质膜透性增加,同时刺激超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,水分胁迫造成的膜伤害很可能包含自由基伤害过程。低土水势对水稻根系活力的影响随生育时期和品种的不同而异,灌浆中、后期,较低的土水势能延缓根系的衰老。     

水分胁迫对两系杂交稻籽粒充实的影响

以2个两系杂交稻为材料,设充分灌溉、适度水分胁迫和重度水分胁迫3种水分处理,研究大田和盆栽条件下抽穗后9 d至成熟期水分胁迫对水稻籽粒充实的影响。结果表明:植株趋向成熟的过程中,剑叶叶绿素含量和光合速率的下降速度,适度水分胁迫和重度水分胁迫处理比充分灌溉处理更快,表明水分亏缺可加速植株衰老。水分胁迫处理与充分灌溉处理相比,储藏性碳和14C固定的碳从茎秆向籽粒运转分别增加15％～20％和55％～67％;水分胁迫处理灌浆期缩短5～17 d,籽粒灌浆速率增加0.09～0.27 mg·(d·粒)-1。盆栽和大田试验的适度水分胁迫处理籽粒增产8.2％～10％,盆栽试验中重度水分胁迫处理导致籽粒减产。     

C4转基因水稻秧苗叶片气孔与叶鞘维管束结构特征

【目的】探明C4转基因水稻高光效的生物学结构基础。【方法】以已导入玉米C4光合关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)和PEPC + PPDK的转基因水稻为材料，以其受体品种Kitaake (WT) 为对照，运用扫描电镜观察了秧苗叶片气孔与叶鞘维管束结构，运用透射电镜观察叶肉细胞。【结果】与对照品种相比，转C4单基因水稻叶片气孔密度提高、面积增大，PPDK气孔密度和气孔面积都居各转基因品系之首；转C4双聚合基因（PEPC + PPDK）水稻叶片气孔密度提高、面积减小；C4转基因水稻各品系叶片叶肉细胞中叶绿体基粒堆密集，有些基粒类囊体沿长轴方向排列整齐、完整；C4转基因品系的叶鞘均比对照品种粗壮坚韧；除PPDK外，所有转基因品系叶鞘的内外侧维管束及其导管管腔、筛管等执行物质运输功能的组织结构的面积均大于对照品种。【结论】C4转基因水稻叶片气孔多、面积大以及叶鞘维管束结构发达是C4转基因水稻高光效实现的结构前提和基础，与秧苗高的干物质积累相一致。     

中籼水稻品种改良过程中米质和根系特征对灌溉方式的响应

【目的】研究不同灌溉方式下中籼水稻品种的稻米品质与根系特征。【方法】以江苏省近80年来各阶段具有代表性的中籼水稻品种为试验材料,全生育期设置干湿交替灌溉(AWD)和常规灌溉(CI)处理。在矮秆、半矮秆常规稻和半矮秆杂交稻中各选择2个水分利用效率(WUE)存在明显差异的品种进行稻米品质和根系特征分析。【结果】无论是在AWD还是CI下,各类型品种的产量和WUE均随品种改良逐渐提高。与CI相比,AWD显著增加了产量和水分利用效率。在AWD下,各类型品种(矮秆品种、半矮秆品种、半矮秆杂交稻)的产量分别为6.96 t/hm²、8.71 t/hm²和10.14 t/hm²,WUE分别为1.30 kg/m³、1.62 kg/m³和1.91 kg/m³。各类型品种的精米率、整精米率、蛋白质含量、淀粉溶解度与膨胀度、根干质量、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积、根系伤流液中玉米素和玉米素核苷以及脱落酸含量随品种改良显著提高。与CI相比,AWD改善了稻米的加工和外观品质及根系形态生理特征,提高了稻米淀粉的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值,降低了淀粉的消减值和相对结晶度。相关分析表明,产量、WUE及稻米品质均与根系生长密切相关。【结论】现代半矮秆品种尤其杂交稻在全生育期干湿交替灌溉条件下可获得较高的产量和水分利用效率以及较优的稻米品质,这与根系形态和生理特征的改善密切相关。     

3种禾谷类作物弱势粒灌浆机理与调控途径

水稻、小麦和玉米等禾谷类作物的粒重因其在穗上着生位置的不同而有较大差异。开花或发育早的强势粒灌浆好、粒重高;开花或发育迟的弱势粒灌浆差、粒重低。弱势粒充实差和粒重低不仅限制作物产量潜力的发挥,而且会严重影响籽粒品质。文章比较分析了水稻、小麦和玉米这三大禾谷类作物强、弱势粒灌浆差异机理以及促进弱势粒充实的调控途径,旨在进一步揭示禾谷类作物弱势粒灌浆机理,为挖掘禾谷类作物的高产潜力提供理论依据。     

水稻穗上不同部位籽粒垩白性状的差异

以中熟籼稻扬稻6号和中熟粳稻武育粳3号为材，研究了在不同施肥水平下，稻米垩白度与垩白粒率在穗上不同部位和不同粒位籽粒间的差异及其分布特点。结果表明，在稻穗同一部位，籽粒的垩白度和垩白粒率二次枝梗高于一次枝梗；一次枝梗上第6粒位籽粒的垩白度较高，第1粒位籽粒的垩白度较低；在二次枝梗上，第1粒位籽粒的垩白度较低，第3、4粒位籽粒的垩白度较高；垩白粒率，一般穗下部>中部>上部；一次枝梗上第2粒位籽粒最高，第1或第6粒位籽粒最低；在二次枝梗上，一般以第1粒位籽粒最低。在0～240 kg/hm2范围内增施氮肥可以降低垩白度和垩白粒率。     

亚种间杂交稻光合特性及物质积累与运转的研究

亚种间杂交稻穗大粒多，增产潜力大，同亚种内品种间杂交稻相比，亚种间杂交稻剑叶的气孔密度和气孔导度大，抽穗以后叶片的光合速度高。在抽穗期，亚种间杂 亚种内杂种的干物质积累量相关很小，叶和叶鞘中储存的可生碳水化合物以及干重颖花比前者则小于后者。抽穗至成熟，亚种间杂种的干物质积累量和干重颖花比明显刘于亚种内杂处，但前者的物质运转率、茎鞘物质的输出率和转换率均低于后者。对亚种间杂种物质运输率的原因进行了计     

水稻籽粒灌浆特性及其与籽粒生理活性的关系

研究了6个水稻品种(组合)的籽粒灌浆特征及其与籽粒生理活性的关系.籽粒充实较好的武育粳3号和9516,强、弱势粒灌浆趋于同步,强、弱势粒的起始灌浆势(R0)、最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)以及达到最大灌浆速率的时间(Tmax)差异较小.籽粒充实较差的扬稻4号、汕优63、PC311/早献党18和PC311/IR36,强、弱势粒灌浆表现为异     

亚种间杂交稻根系形态生理特征及其与籽粒充实度关系的研究

以籽粒充实程度一好一差两个亚种间杂交稻及其亲本为材料, 观察分析了两组合根系特征及其与籽粒充实程度的关系. 结果如下: 亚种间杂交稻齐穗期上、下层根优势较强; 形态方面, 表现为根干重、根系总吸收面积、活跃吸收面积及不定根上一次及二次分枝根的数量等指标显著高于亲本和对照; 生理方面, 发根力强, 伤流强度大, 氨基酸