高温对水稻灌浆期籽粒氮代谢关键酶活性及蛋白质含量的影响

 选用粳稻品种越光与籼稻品种IR72为材料,研究了高温对水稻灌浆期籽粒谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）、谷氨酸 草酰乙酸转氨酶（GOT）、谷氨酸 丙酮酸转氨酶（GPT）的活性及蛋白质与氨基酸含量的影响。结果表明,灌浆期高温下水稻籽粒GOGAT、GOT与GPT活性显著或极显著升高,但籽粒GS活性显著或极显著降低;籽粒蛋白质及氨基酸各组分含量极显著增加。高温下籽粒GS活性显著降低并未影响籽粒蛋白质的合成,认为籽粒GS不是限制水稻蛋白质合成的关键酶。     

控释氮肥对杂交水稻糙米蛋白质品质和氮代谢关键酶活性的影响

以八两优100（杂交早稻）和威优46（杂交晚稻）为材料,研究了施用控释氮肥对稻米蛋白质含量、氨基酸含量及其组分以及叶片和籽粒中硝酸还原酶（NRase）、谷氨酰胺合成酶（GS）和蛋白水解酶活性的影响。结果表明,八两优100和威优46控释氮肥处理糙米蛋白质、复合蛋白含量均显著或极显著高于尿素处理,其中谷蛋白和谷蛋白/醇溶蛋白比值增幅明显。施控释氮肥的八两优100和威优46糙米氨基酸总量、必需氨基酸和限制性氨基酸含量均较施用尿素的明显提高。在施用尿素和控释氮肥条件下,供试两组合叶片中NRase、蛋白水解酶、GS以及籽粒中的GS活性的动态变化一致。施用控释氮肥有利于功能叶中NRase、GS、蛋白水解酶以及籽粒中的GS活性维持较高水平。控释氮肥对杂交水稻功能叶氮代谢关键酶活性和籽粒中蛋白质合成及氨基酸积累均有明显的调节作用。这可能是控释氮肥能显著提高杂交水稻产量和蛋白质及氨基酸含量的生理原因之一。     

烯效唑对水稻氮代谢及稻米蛋白质含量的影响

以杂交稻组合汕优63为材料,探讨了烯效唑处理对水稻开花后剑叶和籽粒氮代谢、稻米蛋白质含量及产量的影响。结果表明,烯效唑处理后,籽粒灌浆前、中期剑叶内可溶性蛋白质含量提高,而成熟期其含量与对照基本相同,甚至略低于对照;烯效唑提高了强、弱势粒中谷氨酰胺合成酶活性以及强势粒发育前期的非蛋白氮含量,并促进其向蛋白氮的转化,使成熟期非蛋白氮含量低于对照,而各时期蛋白氮含量均高于对照,成熟期强、弱势粒中蛋白氮含量和单粒蛋白氮绝对积累量均得以提高;烯效唑提高了稻米内蛋白质含量和蛋白质产量,浸种和喷施处理蛋白质含量平均分别比对照高7.2%和8.3%,蛋白质产量平均分别比对照高13.1%和13.4%。     

水稻杂交后代灌浆成熟期籽粒淀粉合成关键酶和谷氨酰胺合成酶活性变化的初步研究

 以东农423和藤系180为试材,籽粒直链淀粉和蛋白质含量为选择指标,通过逐代的定向选择形成了遗传背景相近且直链淀粉和蛋白质含量有显著差异的杂种后代,并对水稻灌浆成熟过程中籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶活性变化进行了初步研究。高直链淀粉含量杂交后代的籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶活性峰值显著或极显著高于低直链淀粉含量后代,而且在籽粒灌浆前期蛋白质含量高的后代籽粒谷氨酰胺合成酶活性显著或极显著高于蛋白质含量低的后代。因此,通过直链淀粉和蛋白质含量的连续定向选择可以显著提高或降低灌浆过程中的籽粒碳氮代谢关键酶活性。     

S-ABA对甜菜氮代谢关键酶活性的影响

采用盆栽试验探讨植物生长调节剂S-ABA对甜研7号和双丰319氮代谢相关酶活性的影响.结果表明,从全生育期来看,功能叶片的NR和叶片及块根的GS活性均表现为苗期至块根增长初期酶活性呈逐渐增加趋势,而后酶活性又逐渐降低,生育后期稍有回升;低浓度的S-ABA对NR和GS活性有促进作用,30 mg/kg的促进作用最强,当浓度达到40 mg/kg时对酶活性产生抑制作用,其顺序为30 mg/kg＞20 mg/kg＞35 mg/kg＞对照＞40 mg/kg;S-ABA为35 mg/kg时块根产量最高,30 mg/kg时含糖率最高.     

高浓度CO2条件下水稻叶片氮含量下降与氮代谢关键酶活性的关系

利用FACE（Free Air Carbon Dioxide Enrichment）平台技术,研究了低氮（125 kg/hm2,以纯N计）和常氮（250 kg/hm2）水平下,高浓度CO2（周围大气CO2浓度+200 μmol/mol）对水稻不同生育期功能叶N代谢关键酶活性的影响。结果表明,高浓度CO2提高了叶片硝酸还原酶和蛋白水解酶的活性,两者在常N下的响应程度大于在低N下的响应程度;高浓度CO2降低了低N下叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶（NADH GDH）活性,常N水平下酶活性的下降趋势得到改变或缓解。由此可见,高浓度CO2条件下NO3-转化为NH4+加速,而NH4+进一步同化为有机N却受阻,而且,由于后期蛋白水解加速,将进一步加剧叶片N含量的下降。这是水稻叶片N含量下降的内在因素。而增施N肥,有利于同化酶的表达,降低叶片蛋白水解酶活力,从而缓解叶片N含量的下降。     

休闲期耕作对旱地小麦籽粒蛋白质形成及其相关酶活性的影响

为给旱地小麦高产优质栽培提供理论依据,通过大田试验研究了旱地小麦休闲期不同时间深翻、深松对0～300 cm土壤蓄水量、小麦籽粒蛋白质形成及其与氮代谢相关酶活性关系的影响.结果表明,休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好.休闲期耕作均显著提高了小麦蛋白质产量.耕作时间对籽粒蛋白质含量的影响因降雨年型不同而异,欠水年的休闲期耕作均显著降低了籽粒蛋白质含量;丰水年在麦收后15d耕作显著降低了籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则显著提高了籽粒蛋白质含量,尤其显著提高了醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,从而改善了品质.此外,丰水年麦收后45 d耕作可提高花后旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性、旗叶和籽粒谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,降低花后旗叶和籽粒谷氨酸脱氢酶(GDH)活性;籽粒蛋白质的累积在麦收后15d耕作条件下与籽粒GDH活性关系密切,而麦收后45 d耕作条件下与旗叶GS和GOGAT活性相关性较大.总之,旱地小麦休闲期耕作在不同降雨年型下均可起到良好的蓄水保墒作用,且欠水年效果较明显;耕作时间对土壤水分、小麦氮代谢酶活性、籽粒蛋白质及其组分含量具有较大的调控效应,休闲期雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,且深翻效果较好.     

密度对饲用杂交稻几种酶活性的影响及其与产量和蛋白质含量的关系

采用田间试验和生化分析等方法研究了密度对饲用杂交稻威优56的几种酶活性的影响及其与产量和蛋白质含量的关系。结果表明，密度降低能提高叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、谷氨酰胺合成酶（GS）以及籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGP）和GS的活性，且其叶片和籽粒的非蛋白氮、蛋白氮和全氮含量亦增加，从而使糙米蛋白质含量增加。合理密度为30万蔸／hm^2，其产量最高和糙米蛋白质含量较高，因此有利于饲料稻威优56高产与高蛋白质含量协同形成。这与在此密度下籽粒蔗糖合成酶（SS）和叶片蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性最高，以及籽粒和叶片的PEPC和GS活性较高相关。     

花前氮亏缺对水稻叶片氮代谢酶活性的影响

以籼型杂交稻中浙优1号和籼粳型杂交稻甬优12为材料,试验分析了花前不同时期氮亏缺处理对水稻叶片氮代谢酶活性的影响。结果表明,花前氮亏缺导致植株上3叶氮浓度、NR、GS、GOGAT、GOT和GPT酶活性大幅下降,GDH活性显著增长,且各叶位对花前氮亏缺敏感度总体上表现为剑叶倒2叶倒3叶;破口期亏氮对籼型杂交稻中浙优1号上3叶氮同化酶活性的影响远小于减数分裂期处理,与之相比,籼粳杂交稻甬优12对破口期亏氮胁迫仍较敏感,表明中浙优1号植株氮代谢酶的亏氮敏感性由减数分裂期至破口期逐步下降,对土壤速效氮的需求同步降低,甬优12则对土壤供氮存在更高需求。     

水稻籽粒蛋白质含量选择对杂种早代蒸煮食味品质的影响

选用品质和产量性状不同的4个粳稻品种配制2个杂交组合,研究籽粒蛋白质含量选择对水稻杂种早代蒸煮食味品质的影响。各品质性状变异系数的变化范围在9.73%~94.99%;直链淀粉含量与蛋白质含量间存在明显的动态关系;稻米味度值先是随着蛋白质含量的下降而增加,当蛋白质含量下降到某一临界值后,随蛋白质含量下降而下降,蛋白质与直链淀粉含量适中的后代株系味度值较高;在蛋白质含量水平较高时,稻米RVA谱特性随着蛋白质含量的下降有所改善,但蛋白质含量下降到一定程度后则又会导致RVA谱特性变劣;蛋白质含量过高或过低都会导致稻米蒸煮食味品质变劣,协调蛋白质与直链淀粉含量的平衡关系是提高稻米蒸煮食味品质的关键。     

Effects of Grain Protein Content Selection on Protein Content and Key Enzyme Activity Involved in Nitrogen Metabolism in Progenies Derived from a Rice Cross

Two japonica rice parents (Tong 769 and Xixuan 1) and their progenies, significantly different in protein content of grains, were investigated to reveal the activities of proteinase in leaves and glutamine synthetase in grains, as well as the dynamic changes of soluble protein content in grains during rice grain filling. The results showed that the parents were very similar in protein content, however, advanced lines with different protein contents in grains and varied activities of proteinase and glutamine synthetase were acquired by consecutively directional selection of the grain protein content in their progenies. Moreover, the enzyme activity and the protein content in grains exceeded their parents during grain filling. The protein content in grains was positively related with the proteinase activity, and the soluble protein content was negatively related with the glutamine synthetase activity in grains to some extent.     

水稻杂种后代籽粒蛋白质含量的分离和变异

 选用Lemont、CPSLO17、02428、明恢63、培矮64、IR36等6个蛋白质含量高低不同的材料作亲本配制杂交组合，进行籽粒蛋白质含量的分析。结果显示F2及回交世代分离大、变异广，有部分植株超过了高值亲本，因此，可从F2或回交世代就进行单株选择。双亲蛋白质含量对后代有影响，但母本作用更大。建议选配组合时以高含量作母本为宜，若要进行回交选育，宜用高含量的母本作轮回亲本。     

Effects of Uniconazole on Nitrogen Metabolism and Grain Protein Content of Rice

The effects of uniconazole by soaking seeds and spraying leaves at booting stage with different concentrations （0, 20 and 40 mg/kg） on the nitrogen metabolism of flag leaf and grains after flowering, and rice grain protein content and yield were studied with hybrid rice combination Shanyou 63. Under uniconazole treatment, the soluble protein content in flag leaf was increased in early and middle period of grain filling, but this content was nearly the same as or even lower than that of control at maturity; Glutamine synthetase activity in superior and inferior grains and non-protein nitrogen content in superior grains at early stage of grain development were promoted, and moreover, the transforming speed from non-protein nitrogen to protein nitrogen was accelerated; Non-protein nitrogen content was lower than that of control at maturity, but protein nitrogen content at each stage was higher than those of control; Protein nitrogen content in superior and inferior grains and protein nitrogen absolutely accumulative content in a grain both were enhanced and protein content and yield in rice grain were raised. The application of uniconazole by soaking seeds and spraying leaves raised crude protein content by an average of 7.2% and 8.3%, and protein yield by an average of 13.1% and 13.4%, respectively.     

High Temperature at Grain-filling Stage Affects Nitrogen Metabolism Enzyme Activities in Grains and Grain Nutritional Quality in Rice

Rice plants would more frequently suffer from high temperature (HT) stress at the grain-filling stage in future. A japonica rice variety Koshihikari and an indica rice variety IR72 were used to study the effect of high temperature on dynamic changes of glutamine synthetase (GS) activity, glutamate synthase (GOGAT) activity, glutamic oxalo-acetic transminase (GOT) activity, glutamate pyruvate transminase (GPT) activity in grains and grain nutritional quality at the grain-filling stage. Under HT, the activiti...