减数分裂期高温胁迫对耐热性不同水稻品种产量的影响及其生理原因

以两个耐热性不同的籼稻品种为材料,在减数分裂期进行高温(白天温度>35℃)处理,以同期自然温度(白天温度<33℃)为对照,研究减数分裂期高温对产量的影响及其生理机制。结果表明,高温处理与对照相比,显著降低了热敏感品种双桂1号的花药开裂率及花粉育性,对耐热品种黄华占影响较小;明显降低了每穗颖花数、结实率和粒重,从而使产量显著下降,其中耐热品种下降幅度小于热敏感品种;热敏感品种粒宽显著缩短,长宽比显著增大,而对耐热型品种影响不大;明显降低了水稻的根系活力和幼穗的核糖核酸(RNA)含量,显著增加了叶片丙二醛(MDA)含量和幼穗的乙烯释放速率,热敏感品种变化幅度大于耐热品种;显著增加了耐热品种叶片的抗氧化酶活性,对热敏感品种无显著影响。总之,根系活力和抗氧化保护系统能力强、RNA含量高、MDA含量低及乙烯合成少是耐热性品种在高温胁迫下保持较高产量的重要生理原因。     

抽穗扬花期高温胁迫对不同耐热性水稻生理指标的影响

高温热害对水稻生产造成了巨大的损失,其危害机理研究刚刚起步。为了研究不同耐热性水稻在高温胁迫下主要生理指标的变化情况,对其生理指标与耐热性的关系进行分析。结果表明:不同品种的水稻,耐热性存在差异,可以通过耐热系数筛选不同的耐热品种;高温胁迫对不同耐热性水稻的生理指标有较大的影响,绝大多数的生理指标随高温处理时间延长,表现出先增大,达到峰值后下降的趋势;耐热性强的水稻品种,各个生理指标的峰值出现的较晚,耐热性差的品种,较早达到峰值;耐热系数和生理指标相关分析表明耐热系数除与MDA含量呈正相关关系外,与各生理指标上呈负相关关系,其中与CAT酶活性相关系数到达了-0.75222**。高温胁迫下,水稻水稻生理指标会发生很大的变化;每个生理指标基本都有峰值出现,表明生物体高温热害是应激物质等调节存在反馈机制;高温胁迫时生理指标变化与耐热性有一定的相关性。     

不同耐热性小麦品种的籽粒灌浆特性及其对高温反应的初步研究

研究了耐热与热敏感品种的籽粒灌浆特性及其对高温的反应。结果表明，在正常条件下，耐热品种与热敏感品种相比具有较高的籽粒平均灌浆速率和最高灌浆速率以及较短的灌浆持续期；在灌浆期受到高温影响的条件下，耐热品种具有能维持其籽粒灌浆进程和灌浆期趋于变长的持续增长耐热机制，而热敏感品种表现灌浆期趋于变短和灌浆高峰提早出现等“高温逼熟”现象；耐热品种受高温影响后还能有效地利用其植株营养体中贮积的有机物质。最后对     

水稻高温胁迫及耐热性育种

高温胁迫是水稻高产、稳产、优质的一个重要限制因素,水稻高温胁迫与耐热性的研究具有重要的理论与实践意义。本文对有关的重要成果进行了阐述,包括：1.高温胁迫对水稻生长发育、产量性状和品质以及主要生理生化过程的影响;2.水稻的耐热性表现。最后,就有关耐热性育种提出了几点建议。     

灌浆期高温对水稻产量的影响

在水稻灌浆结实期,对水稻籽粒进行高温处理后发现,灌浆期高温可能会通过影响颖花发育、柱头活性、干物质转运和花粉育性,从而导致穗粒数、千粒质量和结实率的变化。高温对干物质分配的影响在年际间的表现基本一致。经过高温后,干物质在叶片中的分配会减少,这可能与高温处理对水稻叶片造成一定的伤害有关。高温条件下,水稻叶片的光合速率显著下降,同时也降低了叶片的气孔导度和水分蒸腾速率,使胞间的CO2浓度升高。经过高温处理后,水稻叶片的叶绿素含量会下降,这是由于高温胁迫下叶片的气孔导度和蒸腾速率降低,使CO2进入气孔的速率和数量都会减少,同时由于高温对于叶绿素以及其他光合酶的影响,也降低了CO2同化的速度,从而增加了胞间的CO2浓度。     

灌浆结实期适度高温对香稻产量的影响及其机理

选用1个常规香稻品种和1个杂交香稻组合,通过人工气候室控温的方法,研究了高温处理(日均温30℃)和适温处理(日均温23℃)对产量及其构成的影响,并进一步从光合作用和碳水化合物积累的角度对其生理机制进行了分析研究。结果表明:灌浆结实期高温使新香占和优杂五山香的结实率、实粒数显著降低,虽千粒重稍有增加,但最终表现为产量极显著下降,分别比适温处理下降了22.8%和29.9%;香稻子粒灌浆中后期,高温处理显著降低了剑叶的叶绿素含量和净光合速率,使产量形成的"源"明显不足,同时子粒中可溶性糖的含量和淀粉的积累速率明显下降,使产量形成的"库"显著变弱。     

不同时期高温胁迫对江苏省水稻生育期和产量的影响

本研究于2014年以江苏省历史气象资料和水稻生长发育观测资料为基础,对WOFOST模型进行本地化处理后,针对水稻生长季高温发生的不同强度和持续时间,利用WOFOST模型模拟分析拔节期、孕穗期、抽穗扬花期和灌浆乳熟期分别发生不同程度高温胁迫对水稻生长发育和产量的影响。模拟结果表明,过高的温度会抑制作物有机物合成,在不同强度和持续日数高温影响下,水稻减产程度依次为灌浆乳熟期最大,其次是抽穗扬花期,再次是孕穗期,拔节期最小,高温还会导致水稻生育期缩短,影响水稻干物质积累,高温发生的时段与程度不同,导致水稻减产的程度也不尽相同,并且高温强度越大持续时间越长所造成的影响越大。     

灌溉方式对减轻水稻高温危害的作用

为探明灌溉方式对减缓水稻高温危害的影响,以中籼水稻品种黄华占和双桂1号为材料,在抽穗灌浆期进行高温(白天/夜间平均温度为35.1℃/20.8℃)和正常温度(白天/夜间平均温度为29.0℃/20.8℃)处理并设置轻干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-15 kPa时复水)、重干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-30 kPa时复水)和水层灌溉(对照) 3种灌溉方式,观测产量和品质形成的特点。结果表明,在相同温度尤其是在高温胁迫下,与水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉显著增加结实率、千粒重和产量,增加出糙率、精米率和整精米率,降低垩白米率和垩白度,增大崩解值,减小消减值,重干湿交替灌溉的结果则相反。两品种结果趋势基本一致。说明抽穗结实期遭受高温胁迫,采用轻干湿交替灌溉方式可以获得较高的产量和较好的稻米品质。冠层相对湿度降低、叶片活性氧(O₂^?)生成速率减小、抗氧化物质抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量增加、内源细胞分裂素浓度及籽粒亚精胺和精胺浓度的提高是轻干湿交替灌溉方式减轻水稻高温危害的重要生态生理原因。     

结实期土壤水分对水稻产量与品质的影响

以汕优63(杂交籼稻)和武育粳3号(粳稻)为材料,自抽穗至成熟期,设盆钵内土壤水势5个处理为0(对照)、-15、-30、-45、-60kPa,研究了土壤水分对产量和稻米主要品质性状的影响。结果表明,当汕优63土壤水势为-15kPa和-30kPa、武育粳3号土壤水势为-15kPa时,结实率、千粒重和产量较对照显著增加。结实期土壤水分对稻米的出糙率、精米率、粒长/粒宽、直链淀粉含量和粗蛋白含量无显著影响。汕优63土壤水势为-15kPa和-30kPa处理及武育粳3号土壤水势为-15kPa处理的整精米率与对照无显著差异,垩白米率、垩白度和消减值较对照显著降低,淀粉谱的最高粘度和崩解值则显著增加。汕优63土壤水势为-45kPa和-60kPa处理以及武育粳3号土壤水势为-30kPa、-45kPa和-60kPa的处理的结实率、千粒重、产量、整精米率、胶稠度、碱消值、最高粘度和崩解值较对照显著降低,垩白米率、垩白度和消减值较对照显著增加。建议将土壤水势为-15kPa与-30kPa和-15kPa分别作为汕优63和武育粳3号结实期优质高产节水灌溉的低限土壤水势指标。     

水分胁迫对水稻结实期一些生理性状的影响

选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种，在干旱棚内分别在正常供水和水分胁迫条件下，研究了水稻结实期丙二醛（MDA）含量、光合速率、气孔导度、渗透调节物质及保护性酶活性等生理性状变化。结果表明，结实期随土壤水分胁迫加剧和时间延长细胞膜脂过氧化加剧，抗旱性弱的品种膜脂过氧化更为严重；剑叶光合速率、气孔导度和叶绿素含量迅速下降，抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种降速快、幅度大。抽穗后0～14 d随胁迫时间的延长叶片内可溶性糖、氨基酸含量增加，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）3种酶活性升高，抗旱性强的品种增加或升高的幅度大。抽穗14 d后叶片内可溶性糖、氨基酸含量下降，SOD、CAT和POD酶活性降低。试验表明，水稻叶片MDA含量、光合作用、渗透调节物质及保护性酶活性的变化幅度与品种的抗旱性密切相关。     

小麦早熟高产品种子粒灌浆特性分析

以中、晚熟小麦品种（系）为对照，对早熟高产小麦灌浆期干物质积累和子粒灌浆过程进行了研究。结果表明，早熟、高产小麦品种在子粒灌浆期较多地利用了花前贮藏的营养物质，对同化物的利用较协调；灌浆高峰来得迟，高峰峰值高；高峰出现后，灌浆速率下降稍快于中、晚熟类型小麦品种（系），但在花后35d内，灌浆速率仍显著高于中、晚熟类型小麦品种。     

旱种水稻产量和品质的形成特点及其生理基础

水资源紧缺严重制约了农业特别是水稻生产的发展。水稻旱种是水稻生产中的一项重要节水技术,对于发展节水农业和保证中国粮食安全有重要意义。综述了旱种水稻产量和品质的形成特点,从光合特性、物质生产与运转、根系活性、籽粒灌浆特性及其激素和酶学机制以及土壤养分等方面分析了其原因,讨论了旱种水稻存在的问题与对策。     

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。     

水稻籽粒灌浆特性及其与籽粒生理活性的关系

研究了6个水稻品种(组合)的籽粒灌浆特征及其与籽粒生理活性的关系.籽粒充实较好的武育粳3号和9516,强、弱势粒灌浆趋于同步,强、弱势粒的起始灌浆势(R0)、最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)以及达到最大灌浆速率的时间(Tmax)差异较小.籽粒充实较差的扬稻4号、汕优63、PC311/早献党18和PC311/IR36,强、弱势粒灌浆表现为异     

中籼水稻品种产量与株型演进特征研究

以江苏省近60年生产上应用的16个代表性中籼品种(含杂交稻组合)为材料,依品种应用时期结合株型和基因型,将供试品种分为早期高秆（ET）、改良高秆（IT）、矮秆（DC）、半矮秆常规品种（SDC）、半矮秆杂交稻（SDH）和超级稻（SR）6个类型,研究其产量、源库关系和株型变化特性。结果表明,随着品种改良,籽粒产量逐步提高。这主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增多;结实率以DC最高,SR最低,千粒重变化不大。由ET到DC,植株高度降低,生物产量与收获指数同步提高,收获指数的提高更为明显。由DC到SR,植株高度略有增加,生物产量明显提高,抽穗后增加的量尤为显著,收获指数变化较小。品种改良明显减小了顶部3叶的着生角度,增加了抽穗期的叶面积,但颖花量的增加超过叶面积的增加,导致粒叶比（颖花数与叶面积之比）提高。随品种的演进,抽穗期根重以及根冠比提高,但根系伤流液量减少。抽穗至成熟根系伤流液和叶片中玉米素＋玉米素核苷浓度下降的速度表现为SR>SDH>SDC。依据品种演进特征,对进一步提高产量的途径进行了讨论。