籼粳交超级稻甬优538的穗部特征及籽粒灌浆特性

以籼粳交超级稻甬优538为试材,常规粳稻镇稻18和杂交籼稻中浙优1号为对照,将穗部分成上部一次枝粳籽粒(UP)、上部二次枝粳籽粒(US)、中部一次枝粳籽粒(MP)、中部二次枝粳籽粒(MS)、下部一次枝粳籽粒(LP)、下部二次枝粳籽粒(LS)6个部分,比较不同类型品种的穗部特征和籽粒灌浆特性。结果表明:(1)两年中甬优538平均产量为12.5 t hm–2,较中浙优1号和镇稻18分别高17.6%和15.2%;每穗粒数和群体颖花量以甬优538最高。(2)单穗重和着粒密度以甬优538最高;甬优538穗部6个部位的籽粒数均显著高于对照品种,且以上部二次枝粳籽粒和中部二次枝粳籽粒数增加最为明显。(3)甬优538中,UP与MP、MS与US、LP与LS为同步灌浆,但两两之间为异步灌浆。中浙优1号和镇稻18中,UP、US和MP为同步灌浆,而UP、US、MP与LP、LS为异步灌浆。品种类型间,穗部6个部位米粒终极生长量的平均值以镇稻18最高,最大灌浆速率和平均灌浆速率的平均值为中浙优1号镇稻18甬优538,有效灌浆时间为甬优538镇稻18中浙优1号。     

籼粳交超级稻甬优538花后氮素积累模型与特征分析

以甬优籼粳交超级稻甬优538为试材,常规粳稻镇稻18和杂交籼稻中浙优1号为对照,研究甬优籼粳杂交稻花后氮素积累特征以及比较不同类型品种花后氮素积累特征差异。结果表明: (1)两年中,甬优538平均产量为12.5 t hm^-2,显著高于对照。抽穗期、成熟期及抽穗-成熟期氮素积累量均呈甬优538>镇稻18>中浙优1号。百千克籽粒吸氮量以镇稻18最高,甬优538最低;氮肥偏生产力则以甬优538最高,镇稻18最低。甬优538花后茎鞘氮素转运量和转运率、穗部氮素积累量显著高于对照。(2)镇稻18和甬优538花后各时期氮素积累量均高于中浙优1号,且各品种花后氮素积累量与花后天数均以Richards方程拟合效果较好(R²均大于0.995)。分析特征参数,花后最大氮素积累速率、花后平均氮素积累速率及花后到达最大氮素积累速率的时间均呈镇稻18>中浙优1号>甬优538,花后氮素有效吸收时间则呈甬优538>镇稻18>中浙优1号。花后氮素积累渐增期、缓增期的持续天数、积累速率和积累量以镇稻18最高、甬优538最低,快增期的持续天数和积累量以甬优538显著高于对照。本研究结果表明,甬优538花后较强的氮素积累优势集中在快增期,此期氮素积累量占其花后氮素积累总量的86.1%(两年平均值)。且甬优538在花后快增期较强的氮素积累能力主要在于其较长的快增期持续天数。     

不同粒型小麦品种籽粒内源激素变化与籽粒灌浆特征的比较

选用2个粒重差异较大的小麦品种济麦20(小粒型)和山农710331(大粒型),对比研究其籽粒发育过程中4种主要内源激素(IAA,GAs,ZR和ABA)的含量变化及籽粒灌浆特征。结果表明,2个品种内源激素含量变化动态趋势基本一致,但品种间内源激素含量存在基因型差异。在籽粒发育过程中,IAA,GAs和ZR含量呈籽粒发育前期高、后期低的趋势,而ABA含量呈“V”型曲线变化。用Logistic方程拟合籽粒灌浆过程可以看出,籽粒灌浆启动时间、灌浆速率以及灌浆持续时间共同决定小麦最终籽粒重的高低。与小粒型品种济麦20相比,大粒型品种山农710331籽粒发育初期较高的ZR含量使其籽粒灌浆启动时间早;在整个籽粒发育过程中较高的GAs,ZR和ABA含量与较高的籽粒灌浆速率相联系;籽粒发育后期较高的ZR含量及相对较低的ABA增幅,可能是其籽粒灌浆持续时间较长的一个重要原因。     

杂交水稻制种过程中籽粒内源激素含量的动态变化

穗发芽对粮食生产造成巨大的经济损失,为研究穗发芽前杂交水稻制种中杂交种子籽粒内源激素含量变化关系。采用HPLC等方法,以2个杂交水稻组合‘Y两优1号’（亲本为Y58S× R9311×）和‘II优416’（ Ⅱ-32A×R416）为材料,在水稻制种过程中进行穗发芽实验。发现组合‘Y两优1’号种子比‘II优416’易于穗发芽。同时测定了两组合在授粉15 ~27 天期间种子内源激素（IAA﹑GA1﹑ZR和ABA）含量的变化,易穗发芽的‘Y两优1号’内源激素ZR﹑IAA和GA1含量高于‘II优416’,ABA含量低于‘II优416’,且‘Y两优1号’籽粒内源GA1/ABA比值在整个过程中均大于‘II优416’。由此可见,杂交水稻制种过程中出现穗发芽现象的最主要原因是穗发芽前期种子内GA1的含量高于ABA且在发生穗发芽时GA1/ABA比值比较大。     

杂交水稻制种过程中谷粒内源激素含量的动态变化

穗发芽对粮食生产造成巨大的经济损失,为研究穗发芽前杂交水稻制种中谷粒内源激素含量变化,采用HPLC等方法,以2个杂交水稻组合‘Y两优1号’(亲本为Y58S×R9311)和‘II优416’(亲本为Ⅱ-32A×R416)为材料,在水稻制种过程中进行穗发芽试验。发现组合‘Y两优1号’种子比‘II优416’易于穗发芽。同时测定了两组合在授粉15~27天期间种子内源激素(IAA、GA1、ZR和ABA)含量的变化,易穗发芽的‘Y两优1号’内源激素ZR、IAA和GA1含量高于‘II优416’,ABA含量低于‘II优416’,且‘Y两优1号’籽粒内源GA1/ABA比值在整个过程中均大于‘II优416’。由此可见,杂交水稻制种过程中出现穗发芽现象的主要原因是穗发芽前期种子内GA1的含量高于ABA,且在发生穗发芽时GA1/ABA比值比较大。     

不同温度下灌浆期水稻籽粒内源激素含量的动态变化

利用人工气候箱设置高温(日均温度32℃)和适温(日均温度22℃)2个处理，对籽粒灌浆过程中4种主要内源激素（IAA、ZR、GA₃和ABA）含量差异及其动态变化作了比较分析。结果表明，高温对籽粒灌浆的影响主要表现为加速早期灌浆和缩短持续时间。在水稻灌浆初期，高温处理下籽粒IAA、ZR、GA₃含量明显低于适温处理，而灌浆中、后期的处理间差异较小；温度处理对籽粒ABA含量的影响尤为显著，整个灌浆期均呈高温处理明显高于适温处理的基本趋势；2个供试品种在不同温度处理下的4种内源激素含量变化存在着一定差异，其变化与品种的灌浆动态有关。高温下灌浆前期籽粒中IAA、ZR、GA₃含量的降低，尤其是ABA含量的剧增，可能是其早期灌浆加速及灌浆持续时间缩短的主要原因。     

花后高温、弱光及其双重胁迫对小麦籽粒内源激素含量与增重进程的影响

在田间试验条件下研究了花后不同时期高温、弱光和温光双重胁迫对小麦籽粒内源激素含量与增重进程的影响。结果表明,灌浆中期温光双重胁迫处理对小麦粒重的影响最为显著,不同时期3种处理后,单粒重的降低主要是缓增期灌浆速率和平均灌浆速率显著降低所致,而灌浆持续期对其影响较小。灌浆进程中籽粒GA₃含量的降低或ABA含量的升高可能是导致平均与最大灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期灌浆速率变化的生理原因。对籽粒各内源激素变化速率之间及其与籽粒平均灌浆速率的相关分析表明,对籽粒灌浆速率的调节作用GA₃主要体现在灌浆前期（开花后7~12 d）和后期（开花后19~28 d）;而ABA主要是在灌浆中期（开花后12~19 d）,且籽粒平均灌浆速率与ABA之间的关系要比其与GA₃的关系相对密切。整个籽粒灌浆过程,ZR和IAA含量变化与籽粒平均灌浆速率的相关性均不显著。     

旱种水稻灌浆特性与灌浆期籽粒中激素含量的变化

以粳稻武育粳3号和杂交籼稻汕优63为材料, 研究了旱种(地膜覆盖栽培)水稻籽粒灌浆特性与灌浆期籽粒中激素含量的变化. 与水种(常规栽培)相比, 旱种水稻的粒重减轻, 最大灌浆速率和平均灌浆速率增大, 达到最大灌浆速率的时间提前, 活跃灌浆期缩短, 弱势粒尤为明显. 灌浆前期籽粒中的吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA     

华北驼绒藜种子发育过程中内源激素变化动态的研究

以3种结实类型华北驼绒藜的种子(正常发育型,轻度败育型,高度败育型)为材料,对种子发育过程中内源激素含量动态进行了观察测定.结果表明:正常发育型华北驼绒藜种子IAA和GA,含量随着种子的发育呈持续上升趋势,轻度败育型和高度败育型种子IAA和GA3含量在种子发育初期(花后10 d)同时出现明显下降,随后开始上升;ZR含量在种子发育过程中呈单峰曲线,败育型种子的ZR含量要显著低于正常发育型;ABA含量在种子发育前期较低,随着种子的发育呈上升趋势,但3种结实类型种子间的差异并不是很大;在种子发育初期(花后10 d),正常发育型与两种败育类型种子(IAA GA3 ZR)/ABA的比值差异达到最大,说明内源激素动态变化及它们之间的比例平衡关系与华北驼绒藜胚胎败育有着密切联系.     

木薯不同生育时期内源激素含量变化研究

为探讨木薯块根淀粉含量不同的品种不同生育时期内源激素的变化,以‘华南124’和‘辐选01’2个块根淀粉含量不同的木薯品种为材料,分别对其不同生长发育时期的块根、茎杆及叶片中内源吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素(ZR)、脱落酸(ABA)的含量变化进行了研究。结果表明：2个木薯品种块根、茎杆及叶片中IAA、GA3和ZR 3种激素的含量变化趋势基本一致,在块根中这3种激素均呈先上升后下降的变化趋势,茎杆中这3种激素的含量均呈先下降后上升的变化趋势,叶片中这3种激素的含量均为逐渐下降的变化趋势;而ABA含量的变化不同于IAA、GA3和ZR,其在整个生育期间呈不断上升的变化趋势。不同品种内源激素含量变化不同,块根IAA含量生育前中期,‘辐选01’高于‘华南124’,后期两者差异不大。块根GA3含量生育前期,2个品上差不大,中后期‘华南124’高于‘辐选01’。块根ZR含量前期两个品种相差不大,中期‘辐选01’高于‘华南124’,后期‘华南124’高于‘辐选01’;块根ABA含量整个生育期‘华南124’高于‘辐选01’,但叶片ABA含量则相反,‘辐选01’高于‘华南124’。木薯不同生育时期块根、茎杆及叶片的内源激素IAA、GA3、ZR、ABA含量变化不同,块根淀粉含量不同的品种内源激素含量变化也不同。     

水稻结实期籽粒和根系中玉米素与玉米素核苷含量的变化及其与籽粒充实的关系

在水培和盆栽条件下,研究了6个水稻品种(含籼/粳杂交组合、新株型品系)结实期强、弱势粒和根系中玉米素(Z)与玉米素核苷(ZR)含量的变化及其与籽粒充实的关系。籽粒中Z+ZR含量在开始灌浆时很低,随灌浆进程Z+ZR含量增加,达到峰值(强势粒在花后9～15d,弱势粒在花后12～21d)后迅速下降。根系中Z+ZR含量在抽穗时就很高,在花后     

油菜素甾醇(BRs)对杂交粳稻灌浆期光合物质、群体氮素积累和利用的影响

以常规杂交粳稻常优3号和籼粳杂交超级稻甬优12为材料,通过叶面施肥分析了油菜素甾醇(BRs)对2个杂交粳稻灌浆期剑叶光合特性、群体干物质积累、氮素吸收利用、非结构性碳水化合物(NSC)积累和植株不同器官NSC/N的影响。结果表明,BRs对2个水稻叶片光合生理指标的影响表现为G_s>T_r>P_n>C_i。喷施2,4-表油菜素内酯(eBL)后能够增强灌浆期叶片净光合速率和蒸腾速率,维持叶绿素含量和胞间CO₂浓度,从而提升叶片光合能力;以及增加群体干物质、氮素和NSC积累量以及干物质积累比例和积累速率、氮素吸收比例和吸收速率、NSC转运比例和转运速率,但降低了氮素干物质生产效率;喷施油菜素吡咯(Brz)后的上述生理效应相反。eBL提升了2个水稻品种花后干物质、NSC和氮素的转移量及氮素对籽粒贡献率,降低了干物质和NSC对籽粒贡献率;Brz则降低了干物质、NSC及氮素的转移量和转移率,提升了干物质和NSC对籽粒贡献率。2个杂交粳稻整个灌浆期地上部不同器官NSC、氮素转运量均表现为eBL>CK>Brz,籽粒灌浆前期>籽粒灌浆后期。2个水稻品种地上部不同器官NSC/N随着籽粒的不断充实呈现上升趋势,其中茎鞘、穗部NSC/N变化最为显著;eBL减小了叶片和茎鞘中的NSC/N,Brz则反之,但喷施BRs后穗部变化规律不明显。籼粳杂交超级稻甬优12比常规杂交粳稻常优3号具有更强的剑叶光合速率,更高的干物质和氮素及NSC积累量,更大的灌浆前期NSC和氮素转运量,最终籽粒实际产量较常优3号增加5.03%~9.32%;eBL对2个水稻品种干物质和氮素积累及NSC转运作用规律不一,Brz对甬优12干物质、氮素积累及NSC转运抑制效应大于常优3号。     

水稻根和籽粒细胞分裂素和脱落酸浓度与籽粒灌浆及蒸煮品质的关系

以10个不同基因型水稻品种和杂交稻组合为材料，分析了结实期水稻根系和籽粒细胞分裂素和脱落酸（ABA）浓度的变化及其与籽粒灌浆速率和稻米蒸煮品质的关系。结果表明，灌浆早期(花后0～12 d)根和籽粒玉米素＋玉米素核苷（Z＋ZR）浓度以及灌浆中期（花后13～26 d）根和籽粒ABA浓度与籽粒起始生长势、平均灌浆速率、最大灌浆速率、糙米重呈显著或极显著正相关（r＝0.726* ~ 0.984**），与活跃灌浆期呈显著或极显著负相关(r＝－0.749* ~ －0.834**)。灌浆中、后期（花后27~40 d）根和籽粒Z＋ZR浓度与活跃灌浆期呈显著或极显著正相关(r＝0.689* ~ 0.932**)，但灌浆后期Z＋ZR浓度与灌浆速率呈极显著负相关(r＝－0.826** ~ －0.927**)。灌浆中期和后期根和籽粒Z＋ZR浓度与胶稠度及碱化值呈显著或极显著正相关（r＝0.722* ~ 0.896**），与直链淀粉含量呈显著或极显著负相关（r＝－0.633* ~－0.778**）。灌浆中期根和籽粒ABA浓度与胶稠度及碱化值呈极显著负相关（r＝－0.883** ~ －0.913**），与直链淀粉含量呈显著或极显著正相关（r＝0.803** ~ 0.871**）。不同灌浆期ZR或ABA处理对籽粒灌浆、稻米胶稠度和直链淀粉含量的影响，与内源激素同灌浆特征参数和稻米蒸煮品质指标的关系基本吻合。表明根和籽粒细胞分裂素和ABA对籽粒灌浆和稻米蒸煮品质起调控作用，其调控的正、负效应取决于灌浆的时期。     

The Involvement of Cytokinin and Abscisic Acid Levels in Roots in the Regulation of Photosynthesis Function in Flag Leaves during Grain Filling in Super High-yielding Rice (Oryza sativa)

A few rice cultivars with super high‐yielding potential have successfully been released. However, little is known about the physiological mechanisms underlying the formation of super high yield in rice. Here, we report changes of cytokinin (zeatin + zeatin riboside, ZR) and abscisic acid (ABA) contents in roots and leaves during grain filling and their relation to declining photosynthesis function of leaves in super high‐yielding rice cv. Xieyou 9308 and standard rice cv. Shanyou 63, as a control. ZR contents in roots and leaves decreased in a time‐dependent manner, while their ABA contents were relatively stable at earlier grain filling stage and rapidly increased at later grain filling stage in both cultivars. A rapid decrease in ZR content and a rapid increase in ABA content were observed earlier in roots than in leaves for both cultivars. Declining instantaneous photosynthesis rate (IAPS) of leaves in both cultivars coincided with decreasing ZR contents and increasing ABA contents in both roots and leaves. Leaves with 6‐benzyl aminopurine (6‐BA) treatment exhibited increased IAPS and extended active photosynthesis duration (APD), and the result was reversed in leaves with ABA treatment. A rapid decrease in ZR contents and a rapid increase in ABA contents of roots and leaves in Xieyou 9308 obviously lagged behind those in Shanyou 63. These results suggest that decreased ZR content and increased ABA content in roots cause the decline of photosynthetic function during grain filling stage. The highly efficient photosynthetic function of Xieyou 9308 is due to the delayed change of ZR and ABA contents in its roots.     

Effect of panicle nitrogen on grain filling characteristics of high-yielding rice cultivars

The effects of four levels of panicle nitrogen fertilizer on the grain filling characteristics of three rice (Oryza sativa L.) varieties (super japonica rice Ningjing 3, three-line japonica hybrid rice Changyou 3 and three-line indica–japonica hybrid rice Yongyou 12) were analyzed. The results showed that difference in time of maximum filling rate (T_max) was the smallest between the superior and inferior spikelets of Ningjing 3, bigger between those of Changyou 3, the biggest between those of Yongyou 12. Ningjing 3 was of the synchronous grain-filling type, Yongyou 12 the asynchronous type, and the Changyou 3 the medium type. The grain filling rate, the initial filling power (R₀), the maximum filling rate (G_max), and the average filling rate (G) of the superior and inferior spikelets of the three varieties under the treatment of panicle N with the amount of 120 kg ha⁻¹ (middle panicle N, shortened as NM) treatment were higher than those of other treatments. NM treatment led to the highest increase in grain weight at the middle stage of filling for all the three varieties. The treatment shortened the early and late stages of grain filling, but extended the middle stage when the filling rate was the highest. However, the middle stage of grain filling of Changyou 3 and Yongyou 12 was much more extended than that of Ningjing 3, indicating a better effect of N on hybrid rice varieties.     

土壤水分与氮素对水稻地上器官脱落酸和细胞分裂素含量的影响

在盆栽和土培池条件下,研究了结实期轻度土壤水分胁迫与氮素营养对水稻地上部脱落酸和细胞分裂素含量及籽粒灌浆的影响。轻度土壤水分胁迫提高了籽粒的灌浆速率,缩短了灌浆期。在高氮（HN）水平下,轻度土壤水分胁迫处理使结实率、粒重和产量较正常灌溉条件下提高。土壤水分胁迫降低了稻株中的玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）含量,显著增加了稻株中特别是籽粒中脱落酸（ABA）含量。籽粒灌浆速率与籽粒ABA含量极显著正相关,而与籽粒中Z+ZR含量的相关不显著。灌浆前期（花后9～13 d）对在HN和正常灌水下生长的稻株喷施ABA,显著提高了籽粒中蔗糖合成酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶、可溶性酸性转化酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,增加了粒重。喷施氟草酮(ABA合成抑制剂)的结果与喷施ABA相反。表明轻度土壤水分胁迫促进籽粒灌浆,ABA起重要的调控作用。     

水稻‘甬优15’分期播种的气象条件适宜性试验研究

研究旨在通过分期播种试验,得到水稻‘甬优15’在本地播种最适宜播期,以提高其产量及品质。根据2016—2020年龙游国家农业气象试验站‘甬优15’分期播种试验数据和2018—2019年水稻品质数据,通过对比试验,得到‘甬优15’的产量与品质和播期的关系。结果表明：（1）播期对‘甬优15’的全生育天数和灌浆期天数有一定影响,主要表现为播期越晚全生育天数减少,灌浆期延长;（2）22℃是灌浆期水稻正常发育阈值,低于22℃的灌浆期平均气温会明显增加水稻灌浆乳熟时间;（3）‘甬优15’水稻直链淀粉含量普遍在10%左右,较易糊化,蛋白质含量接近7%,口感与营养含量较为平衡;（4）当播期推迟至6月中旬之后,‘甬优15’产量有明显降低,品质也有所下降;（5）‘甬优15’播种期控制在5月下旬6月上旬,能明显改善龙游本地单季晚稻产量。