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。     

Harmonization ratio of post- to pre-anthesis durations by thermal times for durum wheat cultivars in a Mediterranean environment

The aims of this article were to calculate harmonization ratios (HR) of post- to pre-anthesis durations for 16 durum wheat cultivars by thermal times, to determine durum wheat cultivars having balanced vegetative period (VP) and grain filling period (GFP) for higher GY capacity and its possibility to be used as an adaptation and selection criteria for cultivars and to investigate relationships between HR and grain yield, phenological periods by the thermal times in a Mediterranean environment.

Experiments were carried out in randomized complete block design with four replications, for three successive years between 2000 and 2003 years, under the conditions of Kahramanmaras province, located in East-Mediterranean region of Turkey. In the research, phenological periods such as VP, GFP, days to maturity (DM) by the thermal times, GY were measured. HR values over thermal times were also calculated by the formula HR_tt = GFP_tt/VP_tt..

According to the results, cultivars were significantly different for VP_tt, GFP_tt, DM_tt by the thermal times and GY. Cultivars were also significantly different for HR. Harmonization ratio was determined as 0.512 for Fuatbey-2000 cv. which supplied the highest GY. On the other hand, the lowest HR_tt was obtained from Altar-84 STN cv. with 0.458 and its GY was also the lowest. Harmonization ratio was significantly and positively correlated with GY over the average results of 3 years. Significant correlations determined between GY and HR_tt showed that this HR_tt value might be considered as useful character on determination of wheat cultivars having balanced VP_tt and GFP_tt for higher GY. Thus, the varieties with the lowest HR_tt may be excluded from the nurseries, in the early generations of breeding works.     

玉米不同部位子粒灌浆特性与粒重的关系研究

以郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,研究在4.5万、7.5万、10.5万株/hm2种植密度下玉米上部及中下部子粒灌浆特性和粒重的关系。结果表明,穗粒数和千粒重是决定子粒最终产量的重要因素,两者均随着密度的增加而显著降低。同一密度下,穗位层光照自开花当天(0 d)先降低后升高,总体呈"高-低-高"的变化趋势,底层光照则持续升高。上部子粒的起始生长势、灌浆速率、胚乳细胞数及淀粉含量均低于中下部子粒。相关及通径分析表明,影响粒重的主要因素是灌浆速率、胚乳细胞数目和淀粉含量,其相关系数分别为0.959 66**、0.981 91**和0.877 76*。光照(包括穗位层和底层)主要通过灌浆速率和淀粉含量来间接影响粒重。     

植物多糖类复合制剂对冬小麦光合特性及籽粒灌浆进程的影响

为探明有效成分不同的植物多糖类复合制剂的增产作用和机理,在冬小麦始花期叶面喷施以植物多糖、5-氨基乙酰丙酸和缩节胺为有效成分复配的3种复合制剂P1、P2和P3(由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所自主研发),以清水为对照,比较研究不同制剂对冬小麦叶绿素含量、硝酸还原酶活性、光合蒸腾特性、籽粒灌浆进程及产量等的影响。结果表明,喷施3种制剂20 d内,小麦旗叶和倒二叶的叶绿素SPAD值均较对照有不同程度增加,且随生育进程下降的趋势较对照有所延缓。旗叶净光合速率较对照增加了8.7%~17.4%,且P1和P2对SPAD值和光合速率增加的效应大于P3。此外,P1和P2还促使小麦硝酸还原酶活性增强,单叶水分利用效率增加10%以上。3种植物多糖类复合制剂均促使小麦达到最大灌浆速率的时间提前1.3~4.2 d,且P1和P2使籽粒平均灌浆速率提高6%以上。P3虽未引起籽粒灌浆速率的明显变化,但灌浆时间延长1.0 d。喷施3种复合制剂未引起小麦穗数的明显变化,但穗粒数和千粒重增加,并促使小麦增产8%以上。分析认为,3种植物多糖类复合制剂可促进小麦叶绿素合成、延缓叶片衰老、改善旗叶光合潜能和籽粒灌浆进程,进而实现增产。     

不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟

为探明不同强度干旱对农作物生长过程所产生的影响,本文基于作物生长模型WOFOST,采用数值模拟方法,模拟分析了河南省郑州地区冬小麦在拔节期、抽穗期和灌浆期分别发生不同程度干旱、两个发育期以及3个发育期都发生不同程度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。结果表明,当单一发育期供水减少10~30 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第14~18 d下降,可使小麦减产1.34%~12.5%,且以抽穗期干旱影响最大,其次是灌浆期干旱,拔节期干旱影响最小;当两个发育期供水都减少10~20 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第10~17 d下降,可使小麦减产4.94%~21.88%,且以抽穗期和灌浆期干旱影响为最大,其次是拔节期和灌浆期干旱,拔节期和抽穗期干旱影响最小;当3个发育期供水都减少5~15 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第11~16 d下降,可使小麦减产3.93%~24.84%。可见,干旱致使土壤水分亏缺,影响了作物正常的灌浆强度,进而导致作物减产。干旱发生时段与程度不同,造成作物的减产率也不尽相同,多个发育期干旱导致小麦的减产率往往大于单一发育期干旱相叠加的效应。     

不同类型水稻品种（组合）籽粒灌浆特性及库源关系的比较研究

 对4种类型的水稻品种（组合）即常规稻、两系品种间杂交稻、亚种间杂交稻、三系杂交稻的籽粒灌浆特性及库源与结实性关系进行了比较研究。结果表明，秕粒的数量是影响这4个材料结实率的主要因素；与常规稻比较，杂交稻在灌浆前期启动灌浆的籽粒多，粒重增加快，但实粒出现迟且增加速度慢，实粒率达到最大值的时间晚；3个杂交组合均有2个灌浆高峰，第一个高峰出现的时期都相同，但第二个高峰出现的时期因组合不同而不同；不同类型水稻品种（组合）的源库矛盾及其结实对生育后期功能叶片光合作用的依赖程度均不同。本研究还对杂交稻的结实率比常规稻低的原因及如何提高结实率进行了探讨。     

种植方式对陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8米质的影响

在大田试验条件下,以陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8为材,设覆膜旱种和裸地旱种2种方式,以水层湿润灌溉为对照,研究了种植方式对米质的影响。结果表明,与水种(对照)相比,中旱3号覆膜旱种的产量显著降低,而武香粳99-8覆膜旱种的产量则无显著差异,裸地旱种的产量均较对照显著降低。旱种可降低垩白度、粒长/粒宽、直链淀粉含量、胶稠度、峰值黏度,提高蛋白质含量和糊化温度;中旱3号覆膜旱种和裸地旱种以及武香粳99-8裸地旱种的垩白粒率显著低于对照,而武香粳99-8覆膜旱种则无显著差异。三种种植方式中,两品种均以覆膜旱种的垩白度、直链淀粉含量、胶稠度、崩解值和灌浆期稻株含N率下降值最小,蛋白质含量和消减值最大,籽粒Q酶活性维持在较高的水平。与武香粳99-8相比,中旱3号的垩白粒率和胶稠度显著降低,垩白度没有显著差异,粒长/粒宽、直链淀粉含量、蛋白质含量、崩解值和糊化温度显著提高。Q酶活性、籽粒灌浆参数与米质指标关系密切。旱种有利于改善稻米的外观和营养品质,但蒸煮食味品质有所变劣。     

灌浆期郑麦1860旗叶的光合速率及叶绿体超微结构分析

为了解郑麦1860在灌浆前中期（花后15~21 d）旗叶叶绿体超微结构以及光合速率,选取百农207和周麦18为对照,通过光合仪测定三个小麦品种花后15~21 d叶片的光合参数,并利用实时荧光定量PCR对灌浆期蔗糖和淀粉合成相关基因的表达量进行分析,进一步通过透射电子显微镜观察叶绿体的超微结构。结果表明,花后15~21 d郑麦1860的净光合速率 (P_n)、细胞间隙CO₂浓度 (C_i) 和气孔导度 (G_s) 总体上显著高于百农207和周麦18,且保持较高的ATP酶活性、NADPH酶含量和叶绿素含量。与百农207和周麦18相比,郑麦1860花后15 d的淀粉含量也相对较高,但花后21 d的淀粉含量较花后15 d显著降低,而蔗糖含量却显著提高。实时荧光定量PCR分析表明,花后15~21 d郑麦1860旗叶蔗糖合成相关基因TaFBA、TaSS和淀粉合成相关基因TaSSⅡ均能保持较高的表达水平。透射电子显微镜观察发现,花后21 d郑麦1860叶绿体的类囊体片层排列清晰有序,堆砌紧密,嗜锇颗粒较少,也未观察到淀粉粒,表明该品种在灌浆前中期一直保持着较稳定的光合结构。这些结果表明,与百农207和周麦18相比,郑麦1860在灌浆前中期能够维持较完整的叶绿体结构,对光能的吸收和转化利用能力更强,可以捕获更多的光能进行光合作用;同时,可将旗叶中的光合产物更快地转运到籽粒中,降低旗叶中的光合产物浓度,从而维持较高的光合速率。     

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。     

微喷灌水肥一体化对河北夏玉米生长及产量的影响

设置漫灌常规施肥(CK)、微喷灌常规施肥(MC)以及微喷灌减肥20%(MR)3个处理,研究3种不同水肥处理对华北地区夏玉米营养生长和生殖生长以及最终产量的影响。结果表明,常规施肥量情况下,微喷灌能够促进玉米灌浆期生物量的积累,MC处理比CK处理显著提高9.58%,成熟期没有显著性差异;微喷灌减肥20%没有造成生物量积累的减少。常规施肥量情况下,微喷灌能够显著促进玉米子粒的灌浆速率,达最大灌浆速率时的天数比CK处理高1 d,灌浆速率最大时的生长量Wmax比CK高9.99%,灌浆活跃期比CK高7.20%;微喷灌减肥20%处理,与CK处理相比达最大灌浆速率时的天数比CK处理高1.60 d,灌浆速率最大时的生长量Wmax比CK高10.59%,灌浆活跃期比CK高14.83%,最大灌浆速率低于CK处理。MC处理玉米产量最高,分别比CK处理与MR处理提高6.70%与5.68%(P0.05);MR处理与CK处理没有显著性差异。