施氮量对连粳15号晚直播条件下灌浆特性和米质的影响

晚直播条件下,以中熟中粳超级稻品种连粳7号及早熟优质灌浆快的直立穗型品种连粳15号为试验材料,设置4种氮肥水平,通过水稻籽粒灌浆过程中的动态取样,应用Richard方程对籽粒灌浆过程进行拟合,研究淮北主推品种不同粒位籽粒灌浆特性及其品质对氮肥施用量的响应。结果表明:随施氮量的增加,产量先显著增加后降低,强、弱势粒粒重、灌浆速率、最大和平均灌浆速率减小;与强势粒相比,弱势粒粒重较轻,最大灌浆速率和平均灌浆速率较小,到达最大灌浆速率时间较迟,活跃灌浆期较长。连粳15号二次枝梗籽粒灌浆启动早,灌浆速率较连粳7号快,进入灌浆盛期早,籽粒充实紧密。连粳7号一次枝梗籽粒灌浆速率下降后,二次枝梗籽粒灌浆速率才有较大上升;二次枝梗籽粒较多导致其充实度较低、结实率下降、出米率不高。随施氮量的增加,整精米率显著下降且相同氮水平下品种间差异显著;连粳7号垩白粒率、垩白度呈增长趋势,差异显著;连粳15号垩白粒率降低,垩白度先升后降。     

3种禾谷类作物弱势粒灌浆机理与调控途径

水稻、小麦和玉米等禾谷类作物的粒重因其在穗上着生位置的不同而有较大差异。开花或发育早的强势粒灌浆好、粒重高;开花或发育迟的弱势粒灌浆差、粒重低。弱势粒充实差和粒重低不仅限制作物产量潜力的发挥,而且会严重影响籽粒品质。文章比较分析了水稻、小麦和玉米这三大禾谷类作物强、弱势粒灌浆差异机理以及促进弱势粒充实的调控途径,旨在进一步揭示禾谷类作物弱势粒灌浆机理,为挖掘禾谷类作物的高产潜力提供理论依据。     

源库关系对水稻籽粒灌浆特性的影响

通过遮光、剪叶与疏花措施。应用Richards模型研究了源库关系对水稻籽粒灌浆特性的影响,结果表明：遮光和剪叶降低水稻籽粒的灌浆速度和终极生长量,导致结实率低。籽粒充实度差,千粒重小而减产,而疏花(剪穗)则相反。得出提高灌浆速度是增产的主要途径;源库关系主要影响的是弱势粒的灌浆特征,对强势粒的影响相对较小．用弱势粒的灌浆参数更能反应水稻的源库状况;用强弱势粒达到最大灌浆速率的时间差来划分同步异步灌浆类型较适宜。     

水稻籽粒灌浆充实研究进展

为加强水稻籽粒灌浆过程中糖类代谢途径生理因子和遗传因子的研究,更好了解灌浆充实内在信息,以促进水稻高产优质品种的选育及相应栽培措施的制定.对水稻籽粒灌浆充实特性、影响灌浆充实的生理因素、相关酶活性和同化物转运基因研究以及相关籽粒灌浆充实QTL定位等进行综述,并对水稻籽粒灌浆充实研究方向进行展望,提出分子水平上解析灌浆相关性状的遗传机制的可能性.     

不同水稻品种(组合)籽粒灌浆特性的比较

以不同籽粒充实度的亚种间杂交稻两优培九、品种间杂交稻汕优63和常规稻武育粳3号为材料,用Richards方程分析它们灌浆特性之间的差异.结果表明:籽粒充实度好的武育梗3号的强、弱势粒的起始生长势、最大灌浆速率和平均灌浆速率差异不明显,表现为强、弱势粒灌浆接近同步;籽粒充实度差的两优培九、汕优63的强、弱势粒的起始生长势、最大灌浆速率和平均灌浆速率差异显著,表现为典型的异步灌浆型.籽粒充实度差的品种(组合),灌浆前、中期弱势粒中蔗糖含量高于强势粒,表明同化产物供应量不是限制籽粒充实的主要因子,充实度差可能与其本身的库活性或其他因素有关.     

水氮互作提高超级稻弱势籽粒充实度的途径与对策

前人对有关超级稻的高产生理与理想株型以及超级稻高产栽培技术做了大量研究。超级稻弱势籽粒结实不稳定、籽粒充实差、粒质量低是影响超级稻发挥高产潜力、改善品质的重要因素。从超级稻保障我国粮食安全的重要性、影响超级稻增产潜力发挥的主要原因、水氮管理对超级稻弱势籽粒的调控作用进行分析,提出水氮互作提高超级稻弱势籽粒充实机理、调控途径与对策。     

赤霉素和脱落酸对水稻籽粒灌浆及结实的影响

赤霉素和脱落酸与水稻籽粒灌浆有密切的关系,强弱势籽粒内源赤霉素和脱落酸含量的动态与其灌浆强度动态基本一致,对籽粒灌浆起促进作用.于抽穗期喷施脱落酸能显著提高杂交水稻两优培九弱势粒的结实率和充实度,从而提高其产量,对其强势粒的结实率和充实度无显著影响.于水稻抽穗期喷施赤霉素对杂交水稻两优培九的强弱势粒结实率和充实度以及产量均无显著影响.     

优质超级稻松粳9号籽粒灌浆动态研究

通过对不同水稻品种籽粒灌浆动态的研究,结果表明:与两个对照品种相比,优质超级稻松粳9号籽粒灌浆具有启动早、灌浆速率高而且平稳的特点.上部籽粒和下部籽粒灌浆速率平稳,抽穗后25 d灌浆速率达到最大值,与两个对照品种一致;中部籽粒在抽穗后30 d灌浆速率达到最大,晚于两个对照品种.不同部位的籽粒灌浆差异明显,灌浆速率和粒重由大到小依次是上部籽粒、中部籽粒、下部籽粒.     

超级稻穗颈节伤流强度与籽粒灌浆有效含水量昼夜变化规律

以超级稻两优培九为材料,采用大田栽培,从"源-流-库"角度研究灌浆盛期水稻主茎穗颈节伤流强度与籽粒灌浆有效含水量昼夜变化规律及其相互关系。结果表明,水稻穗位不同的强、弱势籽粒灌浆有效含水量及穗颈节伤流强度在一昼夜中均呈"V"字型趋势变化,强势籽粒灌浆有效含水量最大值出现与穗颈节伤流强度同步,而最小值滞后2h,弱势籽粒灌浆有效含水量最大值出现滞后穗颈节伤流强度2h,最小值二者同步,强势籽粒高效灌浆时间长于弱势籽粒;强(弱)势籽粒的灌浆有效含水量与穗颈节伤流强度呈极显著的直线(指数)相关关系,弱势籽粒灌浆有效含水量在一昼夜各个时段均高于强势籽粒,尤其在低籽粒含水量条件下,弱势籽粒含水量随穗颈节伤流强度变化比强势籽粒大。可见,弱势籽粒库容活性更易受到源物质供应能力的影响,强弱势籽粒对源物质供应能力反应的不同步是造成其粒质量和品质差异的一个主要原因;本研究表明,采取栽培措施适当降低籽粒灌浆有效含水量,应当可提高弱势籽粒竞争同化产物的能力,促进弱势籽粒灌浆充实。     

不同生育阶段遮阴对水稻籽粒充实和产量的影响

以Ⅱ优498、川香9838等16个杂交稻组合为材料,采用裂区设计研究了不同生育阶段(分蘖期、拔节孕穗期、灌浆期)弱光对水稻籽粒充实和产量的影响。结果表明:不同生育阶段遮阴对水稻籽粒充实和产量有不同程度的影响,分蘖期遮阴主要使水稻有效穗大幅度降低,并使籽粒充实度和充实率分别减少3.00%和4.03%,减产17.34%;拔节孕穗期遮阴主要减弱水稻中期的营养生长和穗分化程度,使充实度和充实率增加3.84%、9.94%,但产量降低41.35%;灌浆期遮阴严重影响了水稻的授粉、结实及籽粒充实,使其充实度和充实率分别降低了7.41%和16.64%,产量降低53.93%。聚类分析结果表明,一丰8号和冈优906等组合较耐弱光。     

花后干湿交替灌溉对水稻强、弱势粒蛋白质表达的影响

【目的】进一步揭示干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆影响的机制。【方法】两优培九（两系杂交籼稻）和扬粳4038（粳稻）种植于土培池,自抽穗至成熟设置常规灌溉（conventional irrigation,CI）、轻干-湿交替灌溉（alternate wetting and moderate drying irrigation,WMD）和重干-湿交替灌溉（alternate wetting and severe drying irrigation,WSD）3种土壤水分处理,运用双向电泳技术测定水稻强、弱势粒蛋白质表达量。【结果】与CI相比,WMD和WSD对强势粒的灌浆速率和粒重无显著影响;WMD显著增加了弱势粒的灌浆速率和粒重,WSD则显著降低了弱势粒的灌浆速率和粒重。WMD和WSD对强势粒蛋白质表达无显著影响,但WMD上调了弱势粒中丙酮酸磷酸双激酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、5-甲基四氢叶酸-同型高半胱氨酸甲基转移酶、S-腺苷甲硫氨酸合酶、乙二醛酶I和锰超氧化物歧化酶等蛋白质的表达,WSD则下调了弱势粒中上述蛋白质的表达。WSD还上调了抑制信号传导和能量代谢等有关蛋白的表达。两品种结果趋势一致。【结论】说明在WMD或WSD条件下,弱势粒中多种与灌浆相关蛋白质表达的差异是其灌浆速率和粒重增加或降低的重要原因。     

超级杂交稻结实期根系活力与籽粒灌浆特性研究

本文以两系超级杂交稻粤杂122、粤杂889和粤杂922及其亲本为试验材料，研究了超级杂交稻及其亲本在结实期的根系活力与籽粒灌浆特性关系。结果表明，（1）各供试材料根系伤流强度最大值出现的时期各不相同。其中，粤杂889、粤杂922和恢复系R122最大值出现在始穗期；粤杂122和W922的最大值是在抽穗后5天，而W889与GD-1S则是在抽穗后10天。此后，除母本GD-1S外，其它均迅速下降，到抽穗后15天伤流强度下降到拐点。（2）超級杂交稻的受精颖花根活量与其父母本的受精颖花根活量之间呈显著或极显著正相关，说明利用根系活力强的亲本组配可望获得根系活力强的超级杂交稻组合；（3）超级杂交稻及其父本恢复系都存在不同程度的两段灌浆现象，强势粒灌浆速率高峰出现在抽穗后15天左右，而弱势粒的灌浆速率高峰则出现在抽穗后30-35天；（4）强势粒的灌浆速率与伤流量、颖花根活量和受精颖花根活量在抽穗15天左右均呈极显著相关；弱势粒的灌浆速率与受精颖花根活量在抽穗后10天、15天和20天均相关达到极显著水平，而与伤流强度和颖花根活量在抽穗后15天和20天呈显著或极显著相关。因此，选育出根系活力强的超级杂交稻组合，以及从栽培上维持和提高超级杂交稻中后期根系活力，是解决超级杂交稻的两段灌浆明显和充实度差等问题的根本途径。     

辽宁省粳型超级稻品种产量与源库特性研究

研究了盐丰47和辽星1号2个超级粳稻品种的产量、产量结构、物质生产及源库特性等。结果表明,2个超级稻品种的产量都显著高于对照,盐丰47的有效穗数最高,产量水平最高,辽星1号的每穗粒数最高,各品种成粒率和千粒重差异不显著。超级稻品种出穗后物质生产能力和茎鞘物质向子粒的转运率都高于对照品种,超级稻品种单位面积颖花量和灌浆期叶源量、比叶重、光合势都高于对照,源库比与对照无显著差异。     

超级杂交水稻扬两优6号结实特性的研究

以代表性杂交籼稻品种为材料,研究超级两系杂交籼稻扬两优6号的结实特性.结果表明:扬两优6号的产量较两优培九和汕优63分别提高15.05%和16.63%;与汕优63相比,扬两优6号的总颖花量高19.11%;与两优培九相比,扬两优6号的结实率和千粒重高7.86%和3.27%.扬两优6号与两优培九相比,起始灌浆势大,灌浆速率快,到达最大粒重的时间短,米粒背、中、腹部的淀粉粒排列紧密.不同年份不同地点间扬两优6号平均受精率比两优培九高5.86%～9.51%,结实率高9.63%～15.55%,充实度高8.21%～16.63%.上述结果表明扬两优6号不仅具有高产量潜力,而且具有高结实特性,结实率高而稳定,籽粒充实度高,有利于发挥超高产优势.     

弯穗型水稻籽粒充实程度的研究

为明确北方弯穗型水稻籽粒的充实状况,以辽宁省常规粳稻为试材,对稻穗中不同部位籽粒充实程度及其与相关农艺性状的关系进行了研究。结果表明:饱谷粒内部存在充实程度差异,体现为至少可以分成密度>1.06,>1.04,>1.02等不同的充实组分;二次枝梗籽粒充实率较一次枝梗低,其中中、下部二次枝梗表现尤甚,中、下部二次枝梗的空秕粒粒数和中部二次枝梗密度>1.06的籽粒粒数百分比在品种间变异较大;籽粒充实率与结实率变化规律一致;糙米率大小与籽粒充实度高低相对应,相同充实度籽粒糙米率弱势粒高于强势粒;籽粒充实率与结实率、千粒重、每株穗数呈显著正相关,与单株粒重之间具有显著的正向直接效应,但相关系数不大。     

两系杂交稻茎鞘物质运转与籽粒充实特性研究

选用不同类型的两系杂交稻品种,研究了结实期茎鞘物质运转与籽粒灌浆结实的关系。结果表明,两系杂交稻在抽穗后的净光合速率和干物质积累量明显高于三系杂交稻;茎鞘物质的输出率与结实率、充实率、最大灌浆速率和平均灌浆速率呈显著的正相关;各品种以下部茎鞘物质积累多、转运率高;茎鞘物质转运启动时间早、运转强度大,其转运率高、结实率高、充实度好,表明早期转运对籽粒灌浆充实的重要性;抽穗期提高糖花比,同时在灌浆始期促进茎鞘非结构性碳水化合物向籽粒库运转,有利于激发库的活性,启动和促进更多的籽粒灌浆,减少空秕粒的产生,增加籽粒充实率。     

Response of grain-filling rate and grain quality of mid-season indica rice to nitrogen application

Nitrogen is one of the important factors for high yield of rice. Apart from high yield, high quality has become the current urgent demand for rice production. Grain-filling stage is crucial for rice yield and quality formation. However, the effect of nitrogen on grain-filling characteristics and the relationship of grain-filling characteristics and rice quality of mid-season indica rice were still unclear. A field experiment was carried out to ascertain the critical grain-filling characteristics that contribute to rice milling quality, appearance quality and cooking and eating quality under nitrogen applications. The results showed that nitrogen applications prolonged the duration of superior and inferior grain filling. The mean grainfilling rate(G_(mean)) and the maximum grain-filling rate(G_(max)) of the inferior grains were positively correlated with chalky kernel rate, chalkiness, and amylose content. The time reaching the maximum grain-filling rate(T_(max) G) of the inferior grains was positively correlated with brown rice rate, milled rice rate, and head milled rice rate. Chalky kernel rate and chalkiness were negatively correlated with peak paste viscosity and breakdown viscosity. Less amylose content and more crude protein content were detected in nitrogen application of Liangyoupei 9 and Y Liangyou 2 both in 2016 and 2017. According to the correlation analysis, better cooking and eating quality of Y Liangyou 2 which had less amylose content might result from its higher G_(max) and G_(mean) of inferior grain than that of Liangyoupei 9 in the treatments of nitrogen application. These results indicated that the prolonging grain-filling duration and increasing grain weight at the maximum grain-filling rate of inferior grains contributed to the improvement of milling quality, appearance quality, and cooking and eating quality of mid-season indica rice under appropriate nitrogen applications.     

米粉稻籽粒直链淀粉积累特性

【目的】稻米中直链淀粉含量是影响米粉品质的重要因素,较高直链淀粉含量的稻米加工的米粉结构坚固,可以减少米粉的蒸煮损失,探索米粉稻籽粒直链淀粉积累特性为调控米粉稻直链淀粉含量和提高米粉稻品质提供理论依据。【方法】2016—2017年早、晚季,选择2个高直链淀粉含量米粉稻品种(陆两优996和中嘉早17)和2个低直链淀粉含量对照品种(陵两优268和湘早籼45)为材料进行大田试验,基于Logistic方程对各品种的籽粒灌浆和直链淀粉积累特性进行分析。【结果】米粉稻直链淀粉含量比对照品种高44.8%—72.3%,差异显著。水稻籽粒直链淀粉积累渐增期、快速期、缓增期及最大积累速率时积累的直链淀粉量,米粉稻比对照品种分别高60.0%—91.1%、61.2%—92.3%、59.3%—89.3%和61.2%—92.8%。相同的种植季节,直链淀粉积累平均速率、渐增期积累速率和最大积累速率,米粉稻比对照平均分别高36.7%—91.2%、40.2%—58.3%和29.2%—108.7%,渐增期持续时间长0.6—2.8 d,最大积累速率启动时间晚1.4—2.9 d。不同的生长季节和品种,直链淀粉积累渐增期、快速...     

种植方式对陆稻和水稻籽粒灌浆及垩白的影响

 【目的】揭示种植方式对籽粒灌浆及垩白的影响。【方法】连续2年以中旱3号（陆稻）和武香粳99-8（水稻）为供试材料，设置覆膜旱种和裸地旱种2种旱种方式，以水层湿润灌溉为对照进行对比试验。【结果】与水种（对照）相比，陆稻覆膜旱种的产量显著低于对照，而水稻覆膜旱种的产量与对照无显著差异，裸地旱种的产量均较对照显著降低。陆稻旱种（覆膜旱种和裸地旱种）后强、弱势粒的相对起始灌浆势（R0/W）、最大灌浆速率（Gmax）、平均灌浆速率（G）均大于对照，活跃灌浆时间（D）小于对照，粒重均高于对照，垩白粒率显著低于对照。水稻旱种后强、弱势粒的R0/W、Tmax和粒重与陆稻旱种的结果相反。水稻覆膜旱种的垩白粒率与对照无显著差异，裸地旱种的垩白粒率显著下降。水稻和陆稻旱种的垩白度均显著减小。稻米的垩白粒率与籽粒的Gmax和G呈极显著和显著负相关。【结论】水稻和陆稻旱种可以增大籽粒的灌浆速率，改善稻米的外观品质。     

Moderate drought alleviates the damage to grain quality at high temperatures by improving the starch synthesis of inferior grains in japonica rice

In agricultural production, temperature and moisture are important factors affecting grain yield and quality. Although moderate drought at the grain-filling stage can effectively alleviate the damage caused by high temperature, the specific regulatory mechanism driving the effect of moderate drought at the high temperature on starch synthesis is still unclear. To explore the effects and mechanisms of high temperature and moderate drought on rice starch synthesis at the grain-filling stage, the activities of enzymes and expression levels of the genes involved in starch synthesis under four different treatments involving high temperature and/or water stress (CK, HT, WS, and HT+WS) were investigated in this study. The starch synthesis of a japonica inbred rice was measured under the four treatments during the grain filling. The results show that the effects of high temperature and moderate drought on grain filling mainly occur in the inferior grains of rice. Through the regulation of enzymes involved in starch synthesis and the expression levels of their main genes, the synthesis of rice starch can be affected. Therefore, the high temperature and moderate drought were antagonistic, and moderate drought can alleviate the damage to grain quality at a high temperature by improving the starch synthesis of inferior grains in japonica rice. This study provides a basis for stress-resistance cultivation and breeding strategies of rice with high temperature tolerance.