不同类型水稻籽粒灌浆的生理生化特性研究

以3个较大穗型的不同类型水稻品种(组合)“IR_(65600-85)”、“培矮64S/E32”、“Ⅱ优86”为材料,试验研究水稻籽粒灌浆特性及其有关生理生化活性变化结果表明,3个水稻的强势粒起始生长势均高于弱势粒,从而更早进入灌浆盛期;ADPG焦磷酸化酶活性强势粒高峰值均出现在花后6d,弱势粒峰值出现在花后12d;淀粉合成酶活性强势粒在花后0～18d高于弱势粒,尔后弱势粒高于强势拉,但“IR_(65600-85)”弱势粒后期活性仅弱高于强势粒,造成3个水稻的弱势粒灌浆不如强势粒,尤其是“IR_(65600-85)”弱势粒生理生化活性更低,其籽粒充实最差,结实率也最低。     

云南重楼种子萌发过程内源激素含量及酶活性变化研究

为探讨云南重楼种子萌发不同阶段的酶和内源激素的变化,本研究采用生理生化方法测定云南重楼种子萌发不同阶段超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苹果酸脱氧酶(MDH)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PDH)活性,以及吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA_3)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、反玉米素(TZ)、茉莉酸(JA)6种内源激素的含量,并分析比较其差异。结果表明,云南重楼种子在即将出苗阶段的SOD、POD活性迅速升高,CAT、MDH和G-6-PDH活性降低;IAA、GA_3含量均在即将出苗阶段显著高于其他阶段,种子休眠解除后ABA含量迅速下降。胚根刚突破种皮阶段,其SA、TZ、JA含量均最高,SOD、POD、IAA、GA_3间呈极显著正相关(P0.01),MDH与G-6-PDH呈极显著正相关(P0.01),ABA与GA_3呈显著负相关(P0.05),SA、TZ、JA间呈极显著正相关(P0.01),IAA/ABA、GA_3/ABA、SA/ABA在种子休眠解除和出苗阶段均呈上升趋势。综上,SOD、POD、GA_3是种子出苗阶段的关键物质,TZ、SA和JA对种子休眠解除具有重要的影响,IAA/ABA、GA_3/ABA及SA/ABA增大对种子休眠解除和出苗均有促进作用。本研究结果为云南重楼种子繁殖提供了理论依据和实践指导。     

内源IAA对协优9308籽粒灌浆的生理作用

以杂交稻协优 93 0 8及其恢复系中恢 93 0 8为供试材料 ,研究了灌浆初期籽粒中糖分的变化以及吲哚乙酸抑制剂对3H IAA以及3H 葡萄糖吸收分配的影响。结果表明 ,强热粒籽粒的增重速度始终高于弱势粒。受精后 ,强势粒籽粒中果糖、葡萄糖及蔗糖的含量高于弱势粒 ,受精 7d后 ,弱势粒中糖分的含量高于强势粒。强、弱势籽粒间存在的这种与灌浆势有关的差异 ,杂交组合大于其相应的恢复系。吲哚乙酸合成及运输抑制剂抑制3H IAA、3H Try以及3H Glucose在籽粒中的分配 ,降低3H Try向3H IAA的转化效率。外源IAA处理幼穗减小强、弱势籽粒间结实率的差异 ,整穗的结实率也有所提高 ,认为吲哚乙酸是启动杂交稻籽粒灌浆的信息物质。     

冬麦春播小麦发育进程中主茎叶片内源激素的变化

为探讨冬麦春播小麦内源激素在其生育进程中的动态变化规律,以长江中下游地区冬播小麦品种扬麦13、渝麦10为材料,在忻定盆地春播条件下,研究在早播(Ⅰ:3月7日)和适播(Ⅱ:3月14日)2个处理下,不同生育时期小麦主茎叶片内源激素赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA)含量变化及其对籽粒产量的影响。结果表明,内源激素在小麦生育进程中呈现不同动态变化,其中拔节期、开花期是内源激素调节的关键时期。多元相关分析、通径分析等表明,冬麦春播条件下,扬麦13、渝麦10在拔节期(GA和ABA)、开花期(ZR和GA)激素与产量的偏相关系数最高,分别为0.88~0.91、0.995~0.997,即GA水平与产量关系较为密切。品种间内源激素含量的差异大于播期间差异,其中扬麦13(Ⅰ)的GA含量较稳定,其拔节期ABA含量明显低于其它处理,且GA/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA和(GA+IAA+ZR)/ABA值均为品种间最高;此外,扬麦13的籽粒产量、成穗数及穗粒数均显著高于渝麦10和宁2038(CK),在早播处理下扬麦13的增产幅度较大。本研究为冬麦春播小麦生长发育及产量形成受内源激素调控提供了理论参考。     

甘肃野生草地早熟禾根茎扩展能力与内源激素含量的相关性研究

草地早熟禾(Poapratensis)是典型的根茎型禾草,根茎作为其营养物质储藏和营养繁殖的重要器官,在提高植株地表侵占能力及地下固土能力方面具有重要作用。根茎的发生和发育与内源激素密切相关,本试验以采自甘肃境内9个不同生态型的野生草地早熟禾为试验材料,以‘午夜Ⅱ’草地早熟禾为对照,分析根茎扩展能力与内源激素含量间的相关性,以期揭示草地早熟禾根茎扩展的激素调控机理,为草地早熟禾新品种选育和草坪养护管理提供理论和实践依据。结果表明:1)不同生态型野生草地早熟禾根茎扩展能力存在显著差异,榆中草地早熟禾的分蘖数、根茎数、地上生物量和茎节长最大;西和草地早熟禾的覆盖面积、最长根茎和根茎生物量表现最优,供试不同生态型草地早熟禾材料根茎综合扩展能力由强到弱依次为榆中西和‘午夜Ⅱ’渭源灵台清水肃南秦州夏河安定。2)内源激素在草地早熟禾根茎和茎基的分布存在差异, GA_3、IAA和ABA含量均为根茎茎基, ZT含量为茎基根茎,且两个部位GA_3含量均高于其余激素。3)相关性分析显示,草地早熟禾根茎扩展能力与ZT含量、茎基ZT/ABA和IAA/ABA极显著正相关(P0.01),与根茎GA_3/IAA显著负相关(P0.05),与IAA、GA_3和ABA含量相关性不显著(P0.05)。综上,榆中草地早熟禾根茎扩展性最强,且优于‘午夜Ⅱ’草地早熟禾(对照),可作为扩展能力强草地早熟禾新品种选育的优良材料;ZT含量和IAA/ABA与ZT/ABA的比值越高, GA_3/IAA比值越低,越有利于草地早熟禾根茎扩展。     

黄土高原降雨梯度对刺槐不同器官内源激素分布格局及生长的影响

环境梯度如何影响树木不同器官内源激素分布格局,以及该内源激素格局变化如何影响树木不同器官的异速生长,目前尚不是十分清楚。选择黄土高原地区不同降雨量梯度神木(440.8 mm/a)、绥德(475.4 mm/a)、安塞(505.3 mm/a)和淳化(606.1 mm/a)地区的刺槐林为材料,比较其叶、枝和不同径级根(最细根(0～1 mm)、细根(1～2 mm)、粗根(2～5 mm))内源激素含量及其对器官生长的影响。结果表明:(1)随着降雨量增加,3种器官中玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA_3)含量增加,脱落酸(ABA)含量整体下降;不同径级根系中w(ZR+GA_3+IAA)/w(ABA),w(GA_3)/w(ABA),w(ZR)/w(ABA),w(IAA)/w(ABA)比值增加,但不同器官增幅不一致。淳化地区刺槐叶,枝,最细根,细根和粗根中GA_3含量比神木地区分别高55%,21%,274%,376%和279%。(2)降雨量相对较高的安塞和淳化地区刺槐各器官年均累积量均显著高于降雨量相对较低的绥德和神木地区(p0.05)。(3)根系促生长类激素(ZR,GA_3和IAA)含量主要受降雨量和土壤全氮(TN)影响。(4)根系生物量与ZR和w(ZR)/w(ABA)呈显著正相关,w(GA_3)/w(ABA)和w(ZR)/w(ABA)比值与枝生物量显著负相关。沿着降雨梯度,降雨量和土壤TN通过增加不同径级根系中ZR,GA_3和IAA含量从而促进刺槐根系的异速生长。     

土壤含水量和密度对棉苗花芽分化的调控效应及其生理学机制

为探明土壤含水量和密度对棉苗花芽分化的调控效应及其生理学机制,于2019年在河北农业大学清苑试验站进行大田试验,以‘农大601’为材料,采用二因素裂区设计方法,主区为水分处理[充分灌溉(CK)和干旱(D)],副区为密度处理(6万株·hm~(–2)、9万株·hm~(–2)和12万株·hm~(–2)),共6个处理,研究土壤含水量和密度对棉花花芽分化起始及进程的影响。结果表明:1)微观结构观察发现,干旱会加快棉花茎尖生长点的分化速度;高密度下,茎尖生长点横纵比变小,会减缓分化速度;同一密度处理,干旱下棉花始果枝节位有所降低;而同一水分处理下,增加密度棉花始果枝节位显著提高,两因素互作效应显著。2)干旱和密度处理对棉花茎尖生长点的可溶性蛋白质、可溶性糖及内源激素含量产生显著影响(P0.05)。2叶期时,干旱条件下,低密度处理可溶性蛋白质、可溶性糖和内源激素GA3含量较高, ZR含量较低,随着密度的增加, IAA/ABA、ZR/ABA和(IAA+ZR+GA_3)/ABA比值呈增加趋势;随着花芽分化进行,各处理可溶性蛋白质和可溶性糖含量差异不显著,但高密度处理IAA/ABA、ZR/ABA和(IAA+ZR+GA3)/ABA比值显著低于其他处理, GA3/ABA比值高于其他处理。3)对调控花芽分化各指标的主成分分析结果表明,棉花2～3叶期时,茎尖生长点可溶性糖含量和内源激素ZR含量对花芽分化起始调控效应影响最大。因此,干旱条件下,6万株·hm~(–2)处理棉花茎尖生长点分化速度较快,营养物质与内源激素GA_3含量较高,ZR含量较低,有利于棉花花芽分化;而12万株·hm~(–2)处理棉花茎尖生长点横纵比小,内源激素GA_3/ABA比值高,减缓了花芽分化。研究结果为棉苗花芽分化的调控提供了理论依据。     

渗透胁迫下烤烟根和叶片中内源激素含量的变化

采用酶联吸附免疫测定(ELISA)技术分析了渗透胁迫下烤烟根和叶片中脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和异戊烯基腺嘌呤(iPA)4种内源激素含量的变化。结果表明,渗透胁迫下烤烟叶片水势降低,蛋白质含量增加,根和叶中ABA和iPA含量升高,IAA和GA3含量减少。培养液渗透势-0.5 MPa与-0.25 MPa两处理相比,前者烟叶水势和ABA含量较低,蛋白质及IAA、GA3和iPA含量较高,根中iPA和叶中ABA含量达到高峰及根中GA3含量出现低谷所需时间较短,其它指标的变化二者同步。根与叶中激素含量相比,在胁迫处理前期(6 h)根中IAA和GA3含量的降低幅度较大,ABA含量峰值出现较早,说明烤烟根中的激素对渗透胁迫的反应更加敏感。     

稻田土壤铜含量对水稻籽粒灌浆特性与产量的影响

为探究稻田土壤铜含量对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响,于2019和2021年通过盆栽试验分析24.32(对照,CK)、100(Cu100)和200 mg·kg^-1(Cu200)稻田土壤铜含量下水稻的产量差异,并通过Richards方程对籽粒灌浆过程进行拟合,比较籽粒灌浆参数之间的差异,探讨铜含量对不同粒位籽粒灌浆特性的影响。结果表明,2019和2021年Cu200处理水稻产量较CK分别减少31.18%和39.50%(P<0.05);而Cu100处理水稻产量较CK分别表现为减少12.94%(P<0.05)和增加10.07%(P>0.05)。土壤不同铜含量处理下水稻籽粒灌浆特性表明,与对照相比,Cu100处理强势粒延长了活跃灌浆期(D)和到达最大灌浆速率的时间(T_max),最终生长量A值提高,而弱势粒D值及T_max明显缩短,A值明显降低;Cu200处理强、弱势粒D值及T_max明显减小,A值显著降低。总体而言,各处理对弱势粒灌浆影响大于强势粒。进一步分析不同土壤铜含量下水稻产量变化规律发现...     

喷灌与地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性分析

为比较喷灌和地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性的差异,进而探讨喷灌对作物产量形成的影响机制,该研究以百农矮抗58为试验材料,采用大田试验的方法,应用Richards模型对喷灌和地面灌溉条件下冬小麦强势粒、弱势粒的籽粒灌浆过程进行了模拟。建立在Richards模型基础上的籽粒生长分析显示：与地面灌溉相比,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的千粒质量均显著性提高。灌浆特征参数的比较表明,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的起始势增强,到达最大灌浆速率的时间提前,平均灌浆速率和最大灌浆速率均增大。阶段灌浆特征参数的比较表明,在籽粒灌浆的前期,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的灌浆持续期缩短,平均灌浆速率增加;在籽粒灌浆的中期和后期,喷灌处理使强势粒的灌浆速率均得到了提高,但对其灌浆持续期没有显著影响,使弱势粒的灌浆持续期均延长,灌浆速率均得到了提高。总体上讲,喷灌处理对弱势粒粒质量的影响程度大于强势粒,表明喷灌提高冬小麦的千粒质量主要是通过提高弱势粒的千粒质量来实现的。     

水稻籽粒灌浆的发育遗传与分子生态特性研究

本文从发育遗传生理和分子生态学角度, 综述了近年来国内外研究水稻籽粒灌浆的现状与存在的问题。提出了水稻籽粒发育与物质充实涉及信号传递与多基因调控及其与环境互作的分子生态学过程。强、弱势粒由于基因时空表达模式和功能蛋白作用方式的不同, 导致不同粒位胚乳细胞发育程序、籽粒灌浆速率和干物质重的明显差异。已有研究结果表明, 强势粒发育灌浆早、充实快, 具有明显的遗传稳定性; 而弱势粒发育灌浆起步晚, 充实度较差, 易受环境调控。通过分子遗传改良和分子生态调节是改善弱势粒胚乳细胞健康顺利发育, 实时启动灌浆充实, 提高结实率和千粒重, 最终实现高产的两条有效途径, 已成为世界各国优先研究的领域。本文认为籽粒灌浆为何存在一个滞育期(stagnant phase), 强弱势粒在这一发育阶段基因表达和功能作用为何存在差异是值得深入研究和回答的科学问题。     

播期对机插水稻产量构成特征的影响

为探明播期对机插水稻产量构成特征的影响,试验选用粳型超级稻武运粳24和籼粳交水稻甬优2640为材料,系统研究播期对机插稻茎蘖动态、穗部性状和籽粒灌浆动态特性的影响,阐明不同播期条件下机插稻产量及其构成特征。研究表明,播期推迟,机插稻茎蘖数拔节期显著升高、成熟期下降,成穗率明显降低,早播与晚播变化差异达显著水平(P0.05)。机插稻穗长、着粒密度、单穗粒质量、一次枝梗数、二次枝梗数、一次二次枝梗数比例、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、单次枝梗着粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率均随播期推迟而呈下降趋势,而一次二次枝梗总粒数比呈上升趋势,且籼粳交水稻受播期影响较大。除一次二次枝梗数比例、一次二次枝梗总粒数比和一次枝梗着粒数差异较小外,穗部构成特征其余指标均于早播、晚播间差异显著(P0.05)。随机插稻播期推迟,强、弱势粒米粒终极生长量变小,单粒质量降低,强势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率下降,到达最大灌浆速率的时间延迟,活跃灌浆期和有效灌浆时间均延长;弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率差异较小,晚播较低,到达最大灌浆速率的时间推迟,活跃灌浆期缩短,有效灌浆时间延长。适宜早播机插水稻,群体茎蘖升降平稳,有效穗数增多,穗粒充足,穗部结构优化,结实率高,灌浆持续时间长,灌浆速率稳而高,弱势粒灌浆更充实,易实现稳产、高产。因此,苏中地区机插水稻提前至5月26日播种,抢时早栽,可实现单产突破。     

干旱胁迫及复水对豌豆根系内源激素含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆根系脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素(ZT)等4种内源激素含量的影响.结果表明:不同程度的干旱胁迫均导致各生育期豌豆根系ABA和IAA含量增加,GA和ZT含量减少,且随干旱胁迫程度的加重变化量增大.同时对各生育期豌豆根系内源激素比例产生影响,对ZT与ABA、GA与ABA、GA与IAA、ZT与IAA比例影响较大,对ZT与GA、IAA与ABA比例影响较小.旱后复水可对各生育期豌豆根系内源激素含量产生补偿效应,其补偿量决定于豌豆生育时期、干旱胁迫强度和复水历时.同时促进各生育期豌豆根系内源激素比例发生变化.     

激素对陆地棉矮化突变体AS98的生理影响

分别用外源激素GA3、BR和IAA处理棉花极端矮化突变体AS98,比较分析突变体内源激素GA、IAA、ZR和ABA的含量、α-淀粉酶、POD和SOD活性变化,探索该矮化突变体的矮化机理。结果显示,施用外源GA3能显著增加AS98叶片GA、IAA、ZR和ABA的含量,GA的相对变化值(VR)为60.4%～64.5%,IAA的VR为6.8%～12.3%,ZR的VR为11.7%～30.7%,ABA的VR为45.7%～82.3%;低浓度外源IAA对AS98的内源GA和IAA的合成具有一定的促进作用,其VR分别为49%和0.67%,外源IAA对ZR的合成具有抑制效应,其VR为-21.5%～-30.2%,对ABA的合成具有一定的促进效应,其VR为5.1%～35.4%;外源BR对AS98的内源GA和ABA的合成具有促进作用,其VR分别为25.3%～30.4%和3.0%～65.6%,对ZR的合成具有抑制作用,其VR为-32.1%～-40.9%,而对IAA的合成具有明显的浓度效应,低浓度促进IAA合成,高浓度抑制IAA合成。外源GA3对AS98的α-淀粉酶活性影响具有浓度效应,低浓度具有促进作用,0.3μmol/L的GA3使α-淀粉酶活性提高82%。PP333对α-淀粉酶活性具有抑制作用,1.2μmol/L的PP333使α-淀粉酶活性降低42%,而且PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。PP333对SOD活性有促进作用,1.5μmol/LPP333SOD活性提高35%,而GA3对SOD活性具有抑制作用,1.5μmol/L使SOD活性降低48%。结果表明,AS98是一个GA缺陷型矮化突变体,施用外源GA3能使促进和抑制生长的内源激素显著增加,同时,使α-淀粉酶活性增加,POD和SOD活性降低,而PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。     

营养水平对马铃薯块茎发育中激素、产量和品质的影响

以台湾红皮（Cardinal）为试验材料,研究了不同营养水平对马铃薯块茎发育过程中内源激素行为的影响及对产量和品质形成的影响。结果表明,过低、过高的营养供给,降低了块茎发育前期细胞分裂素（ZT）的含量,中期细胞生长素（IAA）的含量以及促进块茎发育的脱落酸（ABA）、茉莉酸（JA）含量,增加了各时期促进匍匐茎发生的赤霉素（GA）含量,导致在块茎形成和膨大的关键时期,GA/ABA和GA/JA比值失衡,抑制了块茎的正常发育。而合理营养水平供给,保持了前期较高水平的ZT含量,中期较高的ABA、IAA、JA含量和较低的GA含量,保证了块茎发育各时期对重要激素的需要,GA/ABA和GA/JA在块茎发育各时期也保持在合理的水平。结果还表明,过低、过高的营养供给,有利于马铃薯可溶性糖的形成,但不利于后期淀粉的形成,同时缩短了块茎快速增长期的时间。     

氮钾营养对春玉米叶片衰老过程中激素变化与活性氧代谢的影响

采用田间试验、砂培试验和植株分析等方法,从激素水平和活性氧代谢方面探讨氮钾互作对春玉米叶片衰老的影响及其机制。结果表明,氮钾配比适宜可提高生育后期穗叶叶绿素含量,增加IAA、ZR 及GA3 含量,降低ABA 含量,提高IAA/ABA、ZR/ABA 及GA3/ABA 之比;过氧化物酶活性降低,膜质过氧化产物丙二醛含量减少,超氧物歧化酶活性增加,从而延缓衰老。而氮钾比例失调则导致内源激素平衡受到破坏,氧自由基清除能力降低,由此引起早衰,子粒产量降低。