水稻籽粒灌浆的影响因子及其机制研究进展

水稻籽粒灌浆是籽粒形成的最重要生理过程,也是决定粒重、产量和稻米品质的决定性阶段。为充分了解水稻籽粒灌浆内在特性,促进水稻高产栽培和优良品质育种,对水稻籽粒灌浆的生物学特性、生理机制以及内源激素、酶活、基因、蛋白以及环境等影响因子进行综述,并对籽粒灌浆研究进行展望,提出从蛋白质组学、基因组学、基因表达等分子生物学方面深入研究籽粒灌浆机制的可能性。     

夏玉米籽粒发育动态研究

以郑单958为试材,采用大田种植及室内测定相结合的方法,研究了夏玉米籽粒以及穗轴发育的形态特征和生理特性.结果表明,从果穗不同部位的籽粒长度、重量、干物质累积速度和体积方面看,中部籽粒的发育状况明显优于顶部籽粒.果穗不同部位籽粒和穗轴中可溶性糖分、淀粉、蛋白质含量变化趋势虽然不同,但12DAA是分水岭,三项指标均在12DAA后出现变化.本研究对认识夏玉米籽粒发育规律和指导夏玉米高产优质栽培具有重要意义.     

RNA干扰水稻SBE3基因的表达对籽粒淀粉合成及其关键酶活性的影响

为探讨RNA干扰水稻SBE3基因的表达对籽粒淀粉合成及其关键酶活性的影响,以水稻品种中花11及以其为受体的转基因株系为材料,分别检测水稻SBE3基因的表达、籽粒发育各时期淀粉合成关键酶活性变化及直链、支链淀粉相对含量。结果表明,导入的SBE3基因RNA干扰结构成功地降低了目的基因的表达,并使其酶活性在籽粒发育各时期均显著降低并提前3 d达高峰期,且不同株系间具有差异。同时也使不同发育时期籽粒的ADPG-PPase和SSS及DBE活性均不同程度地显著降低,尤其以SSS和ADPG-PPase活性峰值降幅最大。此外,两个转基因水稻株系各时期籽粒直链淀粉含量均显著高于对照,而其成熟籽粒千粒重却显著降低,直链淀粉含量越高,千粒重越轻。     

夏玉米籽粒发育动态研究

以郑单958为试材,采用大田种植及室内测定相结合的方法,研究了夏玉米籽粒以及穗轴发育的形态特征和生理特性。结果表明,从果穗不同部位的籽粒长度、重量、干物质累积速度和体积方面看,中部籽粒的发育状况明显优于顶部籽粒。果穗不同部位籽粒和穗轴中可溶性糖分、淀粉、蛋白质含量变化趋势虽然不同,但12DAA是分水岭,三项指标均在12DAA后出现变化。本研究对认识夏玉米籽粒发育规律和指导夏玉米高产优质栽培具有重要意义。     

高油、高淀粉玉米籽粒主要品质成分积累及其生理生化特性

以普通玉米为对照, 探讨了高油、高淀粉玉米籽粒淀粉、蛋白质和油分的分布、积累动态及与其相关的部分生理生化特性, 结果表明, 高油玉米胚/胚乳比较大, 含油率高, 淀粉含量低; 高淀粉玉米反之. 籽粒中淀粉、蛋白质和油分积累高峰的时间存在明显的差异, 积累强度为淀粉>蛋白质>油分. 高油玉米籽粒油分、蛋白质积累速率较高,     

不同类型玉米颖果主要品质性状比较

甜玉米和糯玉米以其优良品质和多种用途越来越受人们的青睐.前人对普通玉米籽粒品质成分的形成做了较深入的研究[1～3],刘开昌等人[4]研究了高油、高淀粉玉米籽粒主要品质成分积累及其生理生化特性,杨引福[5]等人探讨了玉米籽粒超微结构与品质性状的相关性,但有关甜玉米、糯玉米籽粒主要品质性状的分布、积累动态及其超微结构的研究未有详细的报道.为此,本研究选取甜玉米、糯玉米和普通玉米3种类型玉米为材料,较详细地探讨三者颖果的发育及籽粒中主要品质成分的分布、积累动态的差异,旨在为品质育种、优质高产栽培和籽粒加工利用提供科学依据.     

优质稻籽粒发育过程中直链淀粉含量和分支酶活性的变化

目前对优质稻的判断仍停留在感官的水平上,一般根据籽粒长度、透明度、脂肪含虽和食味等指标予以划分。许多实验已表明,水稻籽粒发育过程中直链淀粉平稳地增加,其水平相对稳定。优质稻与非优质稻在籽粒发育过程中直链淀粉累积和分支酶活性变化如何?目前尚少研究,因此,我们对优质稻民竹黏5号进行了检测。     

水稻稳定高垩白率突变体的获得与理化特性分析

稻米品质的形成是遗传因素和环境因素相互作用的结果,而环境因素对稻米品质的影响也是通过水稻的生理过程起作用的。本实验经过多年多点种植,从日本晴的T-DNA插入突变体库中筛选出6份稳定高垩白率的突变体材料。检测了可能影响淀粉的合成及淀粉体的精细结构,导致稻米亚垩白的产生和品质下降的蔗糖合酶、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶、淀粉分支酶、淀粉去分支酶等酶活性的变化,试图从籽粒灌浆过程及淀粉合成途径中关键酶活性变化与成熟籽粒品质的相关性来解释垩白形成的机理。     

温敏核不育水稻eui突变体自交结实期籽粒形成生理研究

为了探讨温敏核不育水稻eui突变繁殖时籽粒形成生理,以‘培矮64S’为对照,采用冷水灌溉繁殖的方法研究了温敏核不育水稻(Oryza sativa)eui突变体（‘长选3S’）自交结实期籽粒形成的生理特点。结果表明,在灌浆结实过程中,‘长选3S’和‘培矮64S’籽粒直链淀粉、支链淀粉含量在花后第7~27天增加快,随后增加减慢;籽粒中ADPG焦磷酸化酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等3个酶的酶活性及可溶性蛋白质含量随灌浆进程逐渐下降;籽粒中可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶的酶活性随灌浆进程先升后降,呈单峰曲线变化。就整个灌浆结实期而言,‘长选3S’籽粒中ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等5个酶的酶活性及直、支链淀粉含量、可溶性蛋白质含量均比其亲本‘培矮64S’的高,而自交结实率、单株产量则比‘培矮64S’的低。差异性分析表明,2个不育系之间籽粒中上述5个酶的酶活性及直、支链淀粉含量、自交结实率及单株产量差异不显著,而可溶性蛋白质含量差异显著。     

离体条件下玉米籽粒发育动态研究

采用玉米籽粒离体培养的方法研究了不同培养方式对玉米籽粒发育的影响,并对籽粒体积、粒重、可溶性糖、淀粉、蛋白质含量以及呼吸的变化动态进行了测定。结果表明,采用籽粒∶穗轴为3∶10的培养方式较好。离体籽粒的发育与大田玉米相同,该技术可以广泛应用于玉米生理研究。     

水分管理对稻米淀粉品质影响的研究进展

淀粉是决定稻米品质的关键成分,其受水分等栽培管理影响明显。为了充分了解水稻籽粒淀粉的发育机制,本文从淀粉的大小与结构、直链淀粉含量、热力学特征值等角度,归纳了水分管理对稻米淀粉品质影响的研究进展,并以此为依据分析了目前存在的问题,提出了改善稻米淀粉品质的可行方法。     

水稻籽粒淀粉结构及其生物合成与米质关系研究进展

淀粉是水稻籽粒的主要成分,也是人们食物的主要能量来源。许多研究者开始关注淀粉的生物合成途径,以期通过控制这一途径,来改善植物淀粉合成的数量和质量。然而,这一目标实现需要广泛了解淀粉的生物合成以及淀粉的理化性质与淀粉颗粒结构之间的关系。对于淀粉颗粒的结构、组成及支链淀粉的链长分布,前人已做较深入的研究,并且对淀粉合成过程中的关键酶与米质主要指标的关系也进行了剖析。此文就淀粉合成和淀粉颗粒结构与稻米品质的关系展开综述,为水稻栽培和稻米品质改良提供理论依据。     

施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响

以扬稻6号和粳稻941为材料,通过盆栽试验,研究了不同施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响。结果表明,增加穗肥施氮量显著降低颖果中的可溶性糖含量,淀粉含量有降低的趋势,但不明显。颖果中直链淀粉和支链淀粉含量随粒重的增加而上升,二者积累具有同步性;增加穗肥施氮量能显著降低颖果中直链淀粉含量,并使颖果中直链/总淀粉的比例降低,其效果要好于分蘖期施氮。分蘖期或孕穗期增施氮肥可以显著提高灌浆中、后期颖果中的ADPG焦磷酸化酶(AGP)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性,降低颖果中淀粉粒结合型淀粉合酶(GBSS)的活性。就施氮时期来看,孕穗期施氮(LH)对这些酶的促进或抑制效果好于分蘖期施氮(HL)。     

The effect of the Waxy locus (Granule Bound Starch Synthase) on pasting curve characteristics in specialty rices (Oryza sativa L.)

Starch structure and functionality have a significant impact on the utilization of cereal grains as food and feed. Starch viscosity characteristics are used to characterize rice cooking, processing and eating quality. In order to examine the genetics of viscosity characteristics, we developed molecular markers for five of the major enzymes involved in starch synthesis in the endosperm: granule bound starch synthase, soluble starch synthase, rice branching enzymes 1 and 3 and starch debranching enzyme. These markers were polymorphic in a cross between specialty rice varieties of diverging amylose content and viscosity characteristics. Our results indicate that the Waxy locus, encoding the gene for granule bound starch synthase, has a significant effect on peak viscosity, hot paste viscosity, cool paste viscosity, breakdown and setback viscosity. We estimate that the tightly linked (5–10 cm)locus for starch synthase may have a lesser, additive effect. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

水稻高温胁迫的生理响应及耐热机理研究进展

自国际水稻所最先开展耐热水稻品种选育至今近三十几年来,国内外大批学者对于高温灾害评估与预测,耐热水稻品种选育及高温胁迫抗性鉴定,高温胁迫水稻形态发育、产量、品质、生理生化响应及其防御与调控,耐高温胁迫水稻品种遗传改良等方面开展了大量研究,并取得了很大的进展。该综述简要回顾了国内外水稻高温胁迫研究进展,重点评述了高温胁迫对水稻生长的影响,水稻高温胁迫下的生理响应,高温肋迫下其他环境因素对水稻生长的综合效应,以及水稻耐热/热响应的可能分子机制,以期为水稻耐热性研究提供参考。     

三个不同品质类型冬小麦品种籽粒淀粉积累动态及其有关酶的活性变化

在池栽条件下，研究了3个不同品质类型冬小麦品种藁麦8901（强筋）、豫麦49（中筋）和洛麦1号（弱筋）籽粒灌浆过程中淀粉及其组分积累动态和与之有关的酶活性变化。结果表明，3个品种籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成均与直链淀粉的合成同时进行，灌浆中后期支链淀粉的合成比直链淀粉的合成快。豫麦49籽粒中直链、支链和总淀粉积累速率均高于其它两品种。3个品种籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合的淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）活性变化均呈单峰曲线。豫麦49在灌浆期上述各酶活性变化的峰值均高于其他两品种，且大部分酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见，与藁麦8901和洛麦1号相比，豫麦49具有较强的淀粉合成能力。     

水稻根系形态生理及其与稻米品质关系的研究进展

水稻根系是吸收水分和养分的重要器官,也是合成和分泌植物激素、有机酸等物质的重要场所。根系形态和生理对水稻产量和品质形成有重要影响。本文综述了水稻根系主要形态生理指标及其与稻米品质的关系,并提出了未来加强水稻根系形态生理与稻米品质关系的研究方向,以期为水稻高产优质栽培根系调控提供理论依据。     

小麦蛋白质和淀粉性状与面包品质关系研究进展

蛋白质和淀粉是影响面包品质的主要因素。蛋白质的含量和质量,直链淀粉、支链淀粉比例以及破损淀粉含量都对面粉烘培品质有重要影响。本文综述了国内外对蛋白质和淀粉特性与面包品质关系的研究进展,并指出了下一步研究的重点。