吐丝后不同阶段干旱胁迫对糯玉米子粒产量和淀粉品质的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,试验对照和干旱处理下土壤相对含水量分别为75％和55％,干旱胁迫时间分别为子粒建成期和灌浆充实期,研究结实期不同阶段(子粒建成期和灌浆充实期)干旱胁迫对糯玉米子粒产量和淀粉品质的影响.结果表明,结实期干旱胁迫显著降低子粒产量,且降幅子粒建成期大于灌浆充实期.干旱胁迫下淀粉含量显著降低,总蛋...     

齐穗至乳熟期不同温度对水稻南粳9108籽粒激素含量、淀粉积累及其合成关键酶活性的影响

【目的】为了明确灌浆结实前中期不同温度对晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分含量的影响特征及其机理,【方法】以优质食味粳稻南粳9108为材料,利用植物培养箱控温,于水稻灌浆结实期设置高温(HT,日均温度31℃)、中温(MT,日均温度26℃)和低温(LT,日均温度21℃)三个处理,以自然温度为对照(CK),研究灌浆结实前中期持续高低温对晚粳稻籽粒灌浆、内源激素含量、淀粉及其及合成关键酶活性的影响。【结果】随温度上升(21℃～31℃),晚粳稻结实率和千粒重降低;灌浆前中期籽粒总淀粉积累速率加快,但持续时间短,总含量降低,而直链淀粉含量及其所占比例在整个灌浆期均呈降低趋势;灌浆前中期脱落酸(ABA)含量显著增加,赤霉素(GA3)含量降低,玉米素核苷(ZR)含量呈"先增先降"趋势;MT处理有利于提高灌浆结实期籽粒生长素(IAA)含量,HT和LT处理均降低籽粒IAA含量,LT处理下,IAA含量先降后升,而HT处理籽粒IAA含量一直处于较低水平;籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性与ZR变化规律相似,也呈"先增先降"趋势,但二者在灌浆结实期并不同步;淀粉分支酶(SBE)活性增加而淀粉脱分支酶(DBE)活性降低。【结论】不同温度显著影响晚粳稻籽粒内源激素含量和淀粉合成关键酶活性的变化,进而影响晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分的积累。     

灌浆期高温干旱胁迫对小麦籽粒淀粉积累的影响

为探讨花后高温和干旱逆境胁迫对小麦淀粉组分的影响,采用盆栽和人工气候室相结合的方式研究了灌浆期短暂高温、干旱及其复合胁迫对两个不同品质类型小麦品种籽粒总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量的影响。结果表明,小麦籽粒淀粉的积累量符合Logistic方程,但逆境胁迫会缩短籽粒淀粉积累持续时间,降低其积累速率,使其最终淀粉积累量减少。与对照相比,高温、干旱及其复合胁迫显著降低两个小麦品种籽粒的支链淀粉和总淀粉含量,直链淀粉含量受影响较小,淀粉的直/支比增加。高温、干旱及其复合胁迫下,洛麦24的千粒重分别较对照下降42.03%、21.95%和50.01%,产量分别较对照下降57.88%、40.75%和61.08%;郑麦366的千粒重分别较对照下降34.39%、7.64%和43.16%,产量分别较对照下降41.58%、30.97%和48.49%。综上所述,高温、干旱胁迫抑制支链淀粉积累是造成产量下降的重要原因;复合胁迫对小麦籽粒淀粉积累量的影响大于干旱或高温单独胁迫;高温胁迫的影响大于干旱;洛麦24较郑麦366对高温和干旱胁迫更敏感。     

宁麦9号花后内源激素和蔗糖含量变化及其与籽粒淀粉合成的关系

为研究小麦花后旗叶和籽粒中内源激素、蔗糖含量及籽粒中淀粉积累的动态变化,以弱筋小麦宁麦9号为供试材料在两种施肥处理条件下分析了花后内源激素和蔗糖含量变化与籽粒淀粉合成的关系.结果表明,氮肥后移的处理旗叶中ZRs、iPAs含量的增加及ABA含量的减少,有利于光合产物的合成;蔗糖含量较高,为籽粒合成淀粉提供了充足的碳源物质.籽粒中淀粉及其组分积累量灌浆期呈不断上升的趋势,积累速率呈单峰曲线,直、支链淀粉和总淀粉积累速率峰值期均在花后21～28 d,氮肥后移表现为增加趋势.相关分析表明,籽粒中内源激素ABA与蔗糖含量呈极显著负相关,GA1/3/ABA与蔗糖含量呈极显著正相关,IAA、GA1/3与淀粉积累速率呈极显著正相关.通径分析表明,籽粒中内源激素IAA对淀粉积累速率有极显著促进作用,直接通径系数达0.9627**,GA1/3主要是通过提高IAA含量间接促进籽粒中淀粉的积累,说明适当提高IAA含量有利于促进籽粒淀粉的积累.     

高温对玉米植株形态与功能、产量构成及子粒养分的影响

以热敏型玉米品种驻玉309为材料,设置两个高温处理,研究不同程度日间高温对玉米产量及穗部性状、物质生产及转运、子粒库容的影响。结果表明,高温(HT1)对玉米产量无显著影响,极高温(HT2)显著降低玉米结实率和产量。植株株高在HT2下表现为降低,叶面积则表现为HT2CKHT1。花期高温胁迫显著降低吐丝期穗位叶净光合速率,但对叶绿素含量无显著影响。HT2降低穗粒数和总干物重,增加了成熟期茎、叶、苞叶干物质占单株地上干物质总重比例。高温胁迫增加子粒粗蛋白含量、可溶性糖含量和淀粉含量。结果显示,HT1处理下玉米通过自身增加物质转运能力应对高温胁迫,HT2通过显著降低穗粒数而影响子粒库容减小,造成不可逆损伤,同时影响了玉米源(叶面积)和流(物质转运与分配)的能力。     

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。     

结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉形成与积累的影响

【目的】研究结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉组分含量、积累速率及关键酶活性的影响，明确淀粉合成关键酶活性变化对淀粉积累速率的调控效应，探究强、弱势粒淀粉形成积累差异对水稻产量的影响。【方法】以耐冷型品种东农428和冷敏型品种松粳10为试验材料，设置1个常温处理(白天温度28℃，14h/夜间温度22℃，10 h，7 d)和4个低温处理(17℃，低温处理时间分别为1、3、5、7 d)，分析了结实期低温胁迫对强、弱势粒淀粉组分积累、合成关键酶活性、水稻产量及构成因素的影响，并探讨了灌浆期各阶段淀粉积累差异与酶活性变化的关系。【结果】与对照相比，结实期低温胁迫降低了两个品种水稻强、弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)的峰值活性以及支链淀粉和总淀粉含量，提高了齐穗后28~38 d 低温处理3、5、7 d的颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)活性和直链淀粉含量。与对照相比，各低温处理酶活性最高和淀粉积累最快的时间均有不同程度的推迟，低温处理7 d的影响最大，强、弱势粒低温处理7 d的支链淀粉和总淀粉含量分别在齐穗后13、18 d降幅最大，直链淀粉含量在28 d增幅最大。相关分析表明，强、弱势粒直链淀粉含量及强势粒支链淀粉、总淀粉含量与其最大积累速率呈极显著正相关，弱势粒支链淀粉、总淀粉含量还受到其最大积累速率出现时间的影响。AGPase、GBSS、SSS、SBE活性变化与淀粉积累速率和积累时间早晚密切相关，对淀粉及淀粉组分含量的变化有着明显的影响。同时，结实期低温胁迫显著降低了水稻的千粒重、结实率和产量，且随低温处理天数的增加降幅逐渐增大。结实期低温胁迫对弱势粒中淀粉合成关键酶活性变化影响大于强势粒，弱势粒淀粉合成积累减慢，含量降低，导致水稻千粒重显著下降，产量降低。【结论】就品种而言，耐冷型东农428具有较高的淀粉合成关键酶活性，淀粉及其组分含量较高，在低温胁迫下产量能维持在较高的水平。因此，强、弱势粒淀粉合成关键酶活性对淀粉合成起着非常关键的调控作用，淀粉组分和含量及其变化对产量有着十分重要的影响。     

干旱胁迫下小麦颖果内源激素的变化及其与胚乳发育的关系

为探明干旱胁迫下小麦颖果内源激素与胚乳发育的关系,以小麦品种扬麦16为材料,在幼苗返青至颖果成熟阶段进行干旱处理,采用树脂切片及显微摄影等技术观察小麦颖果和胚乳细胞发育的形态结构特征,并通过酶联免疫吸附法测定颖果生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_3、GA_4)、玉米素核苷(ZR)、二氢玉米素核苷(DHZR)的含量。结果显示,干旱胁迫缩短了小麦颖果发育进程,促进颖果早衰,导致颖果发育不良;显著降低了籽粒千粒重、可溶性糖含量和总淀粉含量,提高了蛋白质含量;促进颖果发育早期胚乳细胞分裂和淀粉积累,抑制了发育后期胚乳细胞的分裂、体积扩大和淀粉体充实,并提高了颖果整个发育过程中胚乳蛋白体的积累;提高了颖果发育前期IAA、GA_3、GA_4、ZR和DHZR的含量,ABA含量在整个发育时期均较高。说明干旱胁迫能通过影响颖果内源激素的积累来调控胚乳发育。     

2,4-表油菜素内酯缓解水稻花期高温胁迫的生理机制

为探究喷施2,4-表油菜素内酯(EBR)在水稻开花期缓解高温胁迫的作用,研究分析了在高温胁迫下喷施EBR对水稻产量构成因素、花粉活力、抗氧化酶活性以及内源激素的影响。结果表明,水稻花期受高温胁迫后,结实率、花药开裂率以及穗子花粉活力明显降低,而喷施EBR后水稻的结实率、花药开裂分别提高24.09%、55.4%,且穗中部和下部花粉活力提高了8.64%和24.2%。在高温胁迫下,SOD、POD、CAT活性显著降低,脯氨酸和可溶性糖含量减少,喷施EBR后SOD酶活性提高51.76%,脯氨酸和可溶性糖含量分别增加8.23%和11.02%,但对POD和CAT酶活性无显著影响。此外,高温胁迫下,内源激素ABA含量上升,GA含量降低,而喷施EBR后ABA含量提高4.78%,GA含量降低18.81%。表明喷施EBR可以通过调节水稻内源激素的变化缓解高温伤害。     

灌浆期高温与干旱对小麦籽粒淀粉合成相关酶基因表达的影响

灌浆期高温与干旱是影响小麦籽粒淀粉合成与积累的重要因素。为探讨灌浆期高温、干旱及其复合胁迫对小麦籽粒淀粉合成及积累的影响机理,以郑麦366为试验材料,采用大田盆栽和人工气候室模拟高温相结合的方法,研究了灌浆期高温、干旱及其复合胁迫对小麦籽粒淀粉合成相关酶基因表达特性及淀粉含量的影响。结果表明,灌浆期高温导致小麦籽粒淀粉合成相关酶基因表达高峰期提前,并不同程度抑制淀粉合成相关酶基因的表达;干旱胁迫不同程度提高了 AGPL1、 AGP1-a、 AGP1-b、GBSSI、SSI、SSIIc、SSIIIb、BEI、BEIIb、 ISA2、PHOH基因的表达量,降低其余被测基因表达量;高温和干旱复合胁迫与单因素胁迫对被测指标的影响不尽相同,表明两者对某些指标存在互作效应。高温与干旱均导致成熟期籽粒直链、支链和总淀粉含量下降。淀粉合成相关酶基因表达特性与淀粉积累密切相关。综上所述,高温与干旱改变了淀粉合成相关酶基因的表达,使淀粉积累受抑,导致小麦籽粒淀粉含量和产量下降。     

灌浆前期高温对小黑麦籽粒淀粉积累及其合成相关酶活性的影响

为探讨灌浆前期高温对六倍体小黑麦籽粒淀粉积累及其相关合成酶活性的影响,以4个春性小黑麦品种（系）为材料,在开花后5~14 d于田间搭建温棚进行高温胁迫,对其籽粒淀粉积累动态、淀粉合成相关酶活性进行了研究。结果表明,开花后5~14 d高温胁迫导致小黑麦千粒重和容重均显著下降,其中,千粒重下降5.95%~20.47%,容重下降3.33%~9.49%;籽粒中的总淀粉、支链淀粉与直链淀粉含量均显著降低,依次下降6.84%~17.97%、7.70%~24.60%及2.27%~7.17%,直/支链淀粉比有所升高,但差异不显著。在高温胁迫期间,小黑麦籽粒中与淀粉合成相关的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉分支酶（SBE）及淀粉去分支酶（DBE）活性均较对照有所上升,高温胁迫结束后,AGPP、SSS、DBE的活性均较对照有所下降。推测灌浆前期高温胁迫导致灌浆中后期小黑麦籽粒中淀粉合成相关酶活性的下降是籽粒中淀粉含量降低以及千粒重、容重下降的主要原因。     

不同播期下优质稻桂华占、八桂香花后碳氮物质流转与籽粒生长相关性

以桂华占、八桂香为材料,不同播期调控下,研究不同播期下优质稻花后植株碳氮流转与籽粒生长及品质的相关性.结果表明:(1)花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率都与籽粒起始灌浆势呈正相关.籽粒活跃灌浆期、持续灌浆时间与花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率呈极显著正相关.(2)播种期推迟不利于茎鞘碳同化物向穗部流转,茎鞘碳同化物转运对籽粒的产量和淀粉产量的贡献率表现为淀粉＞可溶性糖＞蔗糖,茎鞘碳同化物对籽粒产量及淀粉产量的贡献率远高于叶片.可溶性糖转运对籽粒产量和淀粉产量贡献率表现为SD1＞SD2＞SD3;蔗糖、淀粉对籽粒的产量贡献率表现为SD1＞SD2＞SD3.茎叶可溶性糖积累量的减少与籽粒直链淀粉含量和积累量增加是同步的,并且,茎叶可溶性糖积累量快速递减期(花后3～12 d)与直链淀粉含量和积累量快速递增期(花后6～12d)同步.(3)播种期推迟减少茎鞘和叶片总氮的积累,籽粒氮收获指数降低,但是播种期的推迟却增加茎鞘和叶片器官蛋白氮积累,有利于籽粒蛋白质含量提高.     

Pre-anthesis high temperature acclimation alleviates the negative effects of post-anthesis heat stress on stem stored carbohydrates remobilization and grain starch accumulation in wheat

The potential role of pre-anthesis high temperature acclimation in alleviating the negative effects of post-anthesis heat stress on stem stored carbohydrate remobilization and grain starch accumulation in wheat was investigated. The treatments included no heat-stress (CC), heat stress at pre-anthesis only (HC), heat at post-anthesis only (CH), and heat stress at both stages (HH). Post-anthesis heat stress decreased grain starch content, reduced the content of fructans and depressed activities of related synthesis enzymes of sucrose:sucrose fructosyltransferase and fructan:fructan fructosyltransferase. Interestingly, HH plants had significantly higher grain yield than the CH plants. In addition, post-anthesis high temperature lowered grain starch content and increased percentages of volume, number and surface area of B-type starch granules in CH and HH than in CC treatment. However, HH plants had much higher starch content, and caused less modified B-type starch granule size indicators than the CH plants. Our results indicated that, compared with the non-acclimated plants, the pre-anthesis high temperature acclimation effectively enhanced carbohydrate remobilization from stems to grains, led to less changed starch content and starch granule size distribution in grains of wheat under post-anthesis heat stress.     

行距配置对高产冬小麦籽粒灌浆特性及淀粉和蛋白质积累的影响

为研究不同行距配置对小麦籽粒发育及淀粉和蛋白质积累的影响,以4个高产冬小麦品种为材料,在河南浚县农业科学研究所超高产攻关田研究了不同行距配置下小麦籽粒灌浆特性及淀粉、蛋白质的积累动态.结果表明,高产小麦籽粒中可溶性糖含量下降与淀粉含量的增加趋势基本吻合,宽窄行种植模式(S1)籽粒中可溶性糖含量较高,且转化利用较快,促进了籽粒淀粉积累.从行距配置看.周麦22籽粒蛋白质含量以等行距种植模式(S2)较高,偃展4110和矮抗58均以S1较高,而豫麦49-198在两种种植模式下无明显差异.籽粒灌浆速率、千粒重和产量则表现为豫麦49-198、周麦22和矮抗58均以S较高,而偃展4110以S2较高.灌浆模型分析表明,灌浆持续天数和最大灌浆速率出现时间是行距配置影响粒重的主要因素.     

The influence of temperature extremes on some quality and starch characteristics in bread,biscuit and durum wheat

Environmental conditions during grain-fill can affect the duration of protein accumulation and starch deposition, and thus play an important role in grain yield and flour quality of wheat. Two bread-, one durum- and one biscuit wheat were exposed to extreme low (−5.5 °C for 3 h) and high (32 °C/15 °C day/night for three days) temperatures during grain filling under controlled conditions for two consecutive seasons. Flour protein content was increased significantly in one bread wheat, Kariega, under heat stress. Cold stress significantly reduced SDS sedimentation in both bread wheats. Kernel weight and diameter were significantly decreased at both stress treatments for the two bread wheats. Kernel characteristics of the biscuit wheat were thermo stable. Kernel hardness was reduced in the durum wheat for the heat treatment. Durum wheat had consistently low SDS sedimentation values and the bread wheat high values. Across the two seasons, the starch content in one bread wheat was significantly reduced by both high and low temperatures, as is reflected in the reduction of weight and diameter of these kernels. In the durum wheat, only heat caused a significant reduction in starch content, which is again reflected in the reduction of kernel weight and diameter.     

施镁对花后高温胁迫下小麦干物质积累转运和籽粒灌浆的影响

为明确镁对小麦花后高温胁迫的缓解效应,采用人工气候室模拟增温的方法,研究了灌浆期高温胁迫(昼/夜32/22℃)下施镁(0、10和20kg·hm~(-2))对小麦花后干物质积累转运的影响及其与籽粒灌浆的关系。结果表明,灌浆期高温胁迫显著降低了小麦籽粒的灌浆速率、粒重和产量,施用镁肥提高了小麦籽粒灌浆速率和产量。高温胁迫降低了小麦花后干物质积累量、花前干物质转运量、转运率和收获指数,施镁对花后干物质积累和转运量及收获指数有显著正效应。高温胁迫下施镁提高了植株干物质积累量及在籽粒中的分配比例,从而提高了灌浆速率和粒重。孕穗期施镁能有效缓解花后高温胁迫对小麦植株的伤害,有助于籽粒灌浆和产量的形成。     

追氮时期对冬小麦籽粒灌浆及淀粉特性的影响

为给小麦高产优质栽培中氮素的合理运筹提供依据,在大田高产栽培条件下,以大穗型小麦品种兰考矮早八为试验材料,研究了返青、拔节、抽德三个关键时期追氮对其籽粒灌浆特征和淀粉糊化特性的影响.结果表明,不同时期追氮处理小麦籽粒灌浆进程均呈"慢-快-慢"的"S"型变化曲线,Logistic方程决定系数均在0.99以上,达到极显著水平,拟合效果良好.籽粒干物重随灌浆进程的推进呈逐渐增加趋势,籽粒灌浆速率与粒重呈显著正相关,而灌浆持续时间与粒重形成无显著相关,表明提高籽粒灌浆速率对增加该品种粒重尤为重要.不同时期追氮对兰考矮早八籽粒灌浆及淀粉特性的效应不同,以抽穗期追氮籽粒干物质积累量和灌浆速率最大.随施氮时期的后移,籽粒直链淀粉含量下降,而支链淀粉、总淀粉含量及淀粉糊化特性则以拔节期追氮处理最高(优).