不同类型水稻籽粒灌浆过程内源激素含量变化的研究

研究不同类型水稻籽粒灌浆特性及其与内源激素的关系结果表明,籽粒灌浆前期强势粒灌浆速率均高于弱势粒,后期则相反。新株型稻“IR_(65600-85)”强、弱势粒属异步灌浆型,导致弱势粒充实度更差。籽粒灌浆过程中内源激素含量变化为灌浆前期强势粒IAA及ABA含量较高,ABA/IAA、ABA/GA_(1 3)和ABA/(IAA GA_(1 3) ZR_S ABA)值均较高,而弱势粒则相反,尤以“IR_(65600-85)”弱势粒更突出,籽粒充实度最差,结实率较低。     

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。     

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...     

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。     

不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特性的影响

为揭示砂姜黑土区不同秸秆还田技术模式对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,该研究基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站15a的长期定位试验,设置单季小麦秸秆全量粉碎覆盖还田（T1）、小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T2）、单季玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T3）和小麦玉米秸秆全年不还田（CK）4种不同秸秆还田技术模式,采用Richards方程模拟冬小麦籽粒灌浆过程,研究不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特征参数的调控效应。结果表明：1）相较于秸秆不还田,秸秆还田处理能提升冬小麦强、弱势粒的籽粒体积、千粒质量和产量,T1、T2、T3处理下强势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升11.02%、10.63%、13.75%和16.28%、14.29%、13.94%,弱势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升9.73%、6.64%、7.57%和19.24%、23.25%、11.50%。Richards方程能极显著模拟不同秸秆还田技术模式下冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数（R²）均在0.997以上。2）对冬小麦强势粒,秸秆还田可延长小麦强势粒灌浆时间,主要通过缩短灌浆渐增期持续时间和提高其灌浆速率,延长灌浆缓增期的持续时间来提升强势粒千粒质量。其中T1、T3处理下冬小麦强势粒灌浆持续时间较CK分别延长2.137 d和4.443 d,T1、T2处理下强势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提高了7.81%和12.26%。3）对冬小麦弱势粒,T1处理下弱势粒灌浆持续时间较CK延长1.477 d,T1、T2、T3弱势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提升16.46%、22.69%和17.13%。该研究表明秸秆全量还田可提升砂姜黑土区冬小麦籽粒库容和籽粒灌浆速率,最终增加粒质量。研究可为砂姜黑土区秸秆资源的高效利用提供理论指导和技术支撑。     

大豆籽粒大小遗传调控研究现状

籽粒大小是大豆产量和外观品质的重要构成要素,具有巨大的经济价值,一直以来都是育种的主要目标之一。大豆籽粒大小由胚、胚乳和种皮发育共同协调决定。目前已报道的与大豆籽粒重相关的QTL位点309个,但大多位点尚未进行功能验证。已发现的与大豆籽粒大小相关的基因有17个,多数与母本种皮发育调控相关,其它与合子组织和植物激素调控途径相关。其中,发挥正向和负向调控作用的基因分别有12个和4个。在不影响大豆品质情况下,PP2C-1、Gm20OX和CYP78A等基因在植物个体发育过程中对籽粒大小的调节发挥关键作用,有望成为大豆分子设计育种中的优良靶点。本文重点从连锁分析和关联分析方法,介绍了已鉴定的与大豆籽粒大小相关的QTL及其位点,综述了大豆籽粒大小调控分子机制的研究进展,并根据现阶段的研究探讨了未来的研究热点和研究方向,以期为大豆籽粒分子调控机制全面解析和高产育种技术创新提供理论参考。     

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。     

水稻不同Wx等位基因对籽粒直链淀粉积累特性的影响

为了解水稻Wx等位变异对籽粒直链淀粉积累特性的影响,本研究选用携带有5种不同Wx等位基因的水稻单片段代换系(Single-segment substitution line,SSSL)为材料,在同一遗传背景下对水稻籽粒灌浆过程中表观直链淀粉含量(Apparent amylose content,AAC)的动态变化及其与颗粒结合性淀粉合成酶(Granule-bound starch synthase,GBSS)酶活的关系进行了研究。结果表明,不同Wx等位基因水稻材料籽粒灌浆过程中的AAC差异在灌浆早期(花后6d)已较明显,随着籽粒发育,非糯水稻花后6~11d是直链淀粉的快速增长期。籽粒灌浆过程中,不同Wx等位基因间籽粒AAC存在显著性差异,并且在直链淀粉积累特性上存在明显不同。较高和高AAC品系(携Wxg2和Wxg3基因)直链淀粉积累速率快,在灌浆初期(花后11d)便达到与籽粒成熟期一致的水平,之后变化不大;低、中等AAC材料(携Wxt和Wxg1基因)直链淀粉积累速率相对中等,灌浆初期(花后11d)AAC并不高,其直链淀粉的积累是个渐近的过程,直至灌浆后期(花后26d)才达到最大含量;糯稻(携wx基因)则在整个籽粒发育过程中AAC变化不大,始终保持着极低的含量水平。在整个灌浆期间,籽粒GBSS酶活与AAC均呈正相关,其中灌浆早期(花后6d)相关度最高,随后相关度逐渐降低,但始终维持在较高的水平(r0.820)。本研究结果可为进一步深入研究Wx座位等位变异机制奠定基础。     

玉米强弱势粒间机械脱粒破碎率的差异

为明确机械脱粒时玉米强弱势粒间破碎率的差异及其影响因素,选用2个玉米品种,将玉米分强弱势粒分别机械脱粒,比较分析3次机械脱粒日期(8月9日、8月16日、8月23日)强弱势粒的含水率、百粒重、力学强度、淀粉粒形态和破碎率。结果表明,参试品种‘仲玉3号’在8月9日、8月16日和8月23日脱粒弱势粒的破碎率均高于强势粒,‘先玉1171’在8月16日和8月23日脱粒弱势粒的破碎率也均高于强势粒;不同机械脱粒日期强势粒的含水率和百粒重显著高于弱势粒,同时较弱势粒具有明显的力学强度优势。籽粒顶面压碎强度和胚部压碎强度与破碎率呈极显著和显著负相关(r=-0.46**,r=-0.34*),可更好地反映籽粒耐破碎能力;强势粒的角质胚乳淀粉粒大于弱势粒,强势粒的粉质胚乳淀粉粒主要呈多面体,弱势粒主要呈球体。强弱势粒含水率差异难以反映其耐破碎能力,粒重和力学强度差异是造成强弱势粒破碎率差异的重要原因。     

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。     

Accumulation of High‐Molecular‐Weight Glutenin Subunits in Superior and Inferior Grains of a Winter Wheat,Yangmai 158

The difference in accumulation of high‐molecular‐weight glutenin subunits (HMW‐GS) in superior (basal) and inferior (distal) grains results in the nonuniformity of grain quality in a winter wheat (Triticum aestivum L. ‘Yangmai 158’). The HMW‐GS accumulation and glutenin macropolymer (GMP) content were studied in superior and inferior grains during the grain‐filling period. Compared with inferior grains, HMW‐GS was formed earlier and total accumulation amount was higher in superior grains. The total HMW‐GS content was higher in superior grain than inferior grain, except at maturity. For individual HMW‐GS types, the accumulation and content of subunit 7 were the highest, followed by subunit 12, and those of subunit 8 were the lowest, followed by subunit 2 in superior grain. In contrast, the accumulation and content of subunit 7 at maturity were significantly higher than subunit 8 but similar between subunit 2 and subunit 12 in inferior grain. Moreover, the accumulation of subunit 7 and 12 in superior grain was significantly higher than in inferior grain. However, compared with the inferior grain, the GMP accumulation was higher but content was lower in superior grain at maturity.     

麦秸还田和结实期灌溉方式对超级稻籽粒结实和米质的影响

以大穗型超级杂交粳稻‘甬优8号’为材料,设置麦秸还田(麦秸全量还田与麦秸不还田)和结实期灌溉方式(浅水层灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉)两因素试验,研究其对大穗型超级稻籽粒结实和主要米质性状的影响。结果表明:结实期灌溉方式对籽粒结实性状有显著影响。在麦秸还田与麦秸不还田下,与浅水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉显著提高了‘甬优8号’的千粒重、结实率、充实度,而重干湿交替灌溉则相反;麦秸还田处理下籽粒结实性状均优于秸秆不还田处理,麦秸还田与结实期轻干湿交替灌溉互作可以改善超级稻‘甬优8号’的结实性状;与麦秸不还田相比,麦秸还田提高了籽粒的整精米率、粗蛋白含量和消减值,降低了垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和崩解值;与浅水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉降低了直链淀粉含量、粗蛋白含量和消减值,提高了整精米率、垩白率、垩白度、胶稠度和崩解值,但重干湿交替灌溉则使米质明显变差;两处理对弱势粒的主要稻米品质的调控作用大于强势粒。在麦秸还田下,结实期轻干湿交替灌溉可以较好地协调‘甬优8号’结实性状和稻米品质间的关系。     

Growth responses of cereal crops to organic nitrogen in the field

Eleven rice varieties differing in grain size were grown under controlled environmental conditions during the grain-filling period. The grain weight of upper grains in a panicle was examined at successive stages of growth during the grain-filling period. The effect of temperature on the rate and the duration of the period of grain-filling was determined using Khao Lo, a large-grain variety, and Bom Dia, a small-grain variety. Both the grain-filling rate and duration of the period of grain-filling differed among rice varieties and were positively and significantly correlated with the grain size. The duration of the grain-filling period from flowering to the time when almost maximum grain weight was attained ranged from 12 days at 32/24°C in Bom Dia to 36 days at 20/12°C in Khao Lo. The grain-filling rate was low in small-grain varieties, and generally increased with increasing grain size.

By lowering the temperature, the grain-filling rate decreased, the duration of the grain-filling period increased but the grain weight was almost constant.

Weight per grain was closely correlated with hull size. No relationship was found between weight per grain and nitrogen percentage of brown rice.     

灌浆期不同光强对水稻不同粒位籽粒品质的影响

为探讨灌浆期光照强度对水稻籽粒品质的影响及在不同品种类型和粒间差异,揭示弱光下水稻籽粒充实不良和米质变劣的生理机制,本文以代表性的超级稻品种"扬两优6号"和"武运粳23"为材料,以穗中部不同粒位籽粒为研究对象,以自然光强为对照,设置3种弱光处理(光强分别为对照的71%、55%和40%),研究了灌浆期不同光照强度对稻米品质的影响。结果表明:1)灌浆期光照强度对稻米品质影响较大,光强减弱稻米品质变劣,光照对米质形成的影响因光照强度大小、品种类型和籽粒着生位置不同而存在差异,同枝梗上迟开花籽粒稳定性较差,早开花籽粒稳定性较好。2)随光照强度降低,整精米率和直链淀粉含量降低,垩白度增加,不同光强下一次枝梗籽粒变化幅度大于二次枝梗籽粒;光强越弱,崩解值越低,消减值和粗蛋白含量越高,稻米蒸煮食味品质变差。3)生产上应因品种类型合理安排播期,通过栽培措施改善稻株受光条件,减轻光照不足对稻米品质形成的影响。