超级稻花后强、弱势粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其与籽粒灌浆的关系

 种植4个超级稻品种\[两优培九和Ⅱ优084（杂交籼稻）、淮稻9号和武粳15（粳稻）\]和2个高产对照品种\[汕优63（杂交籼稻）和扬辐粳8号（粳稻）\],观察其结实期强、弱势粒中蔗糖合酶（SuSase）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合酶（StSase）和淀粉分支酶（SBE）活性及玉米素+玉米素核苷（Z+ZR）、3 吲哚乙酸（IAA）和脱落酸（ABA）含量的变化,并测定了强、弱势粒灌浆速率。结果表明,超级稻品种强势粒的最大灌浆速率、到达最大灌浆速率的时间、平均灌浆速率和糙米重与对照品种差异较小,超级稻品种弱势粒的灌浆速率和糙米重显著低于对照。灌浆期强、弱势粒的SuSase、AGPase 、StSase 和SBE活性变化及Z+ZR、IAA 和ABA 含量变化均呈单峰曲线。弱势粒的SuSase、AGPase、StSase 和SBE的峰值活性和平均活性及其Z+ZR 和IAA的峰值含量和平均含量均低于强势粒。弱势粒的ABA 峰值含量和平均含量显著高于强势粒,超级稻品种高于对照品种。籽粒灌浆速率与SuSase、AGPase和StSase 活性及Z+ZR 和IAA含量均呈显著或极显著正相关,与SBE活性及ABA含量的相关不显著。说明超级稻品种弱势粒中较低的SuSase、AGPase和StSase活性及较低的Z+ZR和IAA含量是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要原因。     

内源IAA对杂交稻强、弱势粒灌浆增重的影响

以超级杂交稻协优9308和杂交稻协优9312、Ⅱ优162及其相应恢复系为材料,对灌浆初期籽粒中内源IAA、糖分的变化,以及IAA抑制剂对IAA以及3H 标记葡萄糖吸收分配和籽粒灌浆的影响进行了研究。结果表明在籽粒灌浆初期强势粒的IAA含量以及增重的速度始终高于弱势粒。在开花受精7 d以前,强势粒中果糖、葡萄糖及蔗糖的含量高于弱势粒,之后相反。强、弱势粒间存在的这种灌浆势差异,杂交组合大于其相应的恢复系。IAA合成及运输抑制剂明显降低3H 葡萄糖在籽粒中的分配。外源IAA对幼穗的处理,缩小了强、弱势粒间结实率的差异,使整穗的结实率也有所提高。     

水稻强弱势籽粒核酸和蛋白质代谢差异

以两系杂交稻两优培九和培两优500为试验材料,对强弱势粒核酸和蛋白质含量进行了测定。水稻抽穗当天,强势粒单位质量子房中总RNA、mRNA含量都高于弱势粒,蛋白质含量却低于弱势粒。抽穗后第5天,强势粒单位质量子房中总RNA含量仍然高于弱势粒,mRNA含量两者差异不大,蛋白质含量依然低于弱势粒。不论是强势粒还是弱势粒,从抽穗到开花后第5天,其总RNA、mRNA和蛋白质单粒含量都有显著的增加,且各时期强势粒都高于弱势粒。抽穗当天强势粒有两条特异蛋白质带出现,而弱势粒没有,抽穗后第5天弱势粒才出现其中的一条。这说明强势粒与籽粒灌浆有关的基因表达比弱势粒早,强度高。     

烯效唑对杂交水稻籽粒灌浆及产量的影响研究

以杂交稻组合汕优63为材料,探讨了不同施药时期(浸种、孕穗期喷施)和不同质量浓度(0,10,20,40,80 mg/L)烯效唑处理对籽粒生长过程及产量的影响.结果表明,烯效唑对强势粒生长有一定抑制作用,但同时却促进了弱势粒的生长,在一定程度上具有协调强、弱势粒灌浆的作用,降低成熟期强势粒单粒重而提高弱势粒单粒重;使强势粒的终极生长量降低,达最大生长速率的时间延后,从而延长弱势粒的灌浆时间,提高弱势粒的灌浆速率及最大干重;由于烯效唑对弱势粒生长的促进作用,显著提高了其穗实粒数,进而提高了单穗籽粒干重及水稻产量.处理时期不同,其最佳浓度不同;浸种处理以质量浓度为40mg/L时产量最高,喷施处理以20mg/L时的产量最高.     

施氮量对旱地小麦强势粒和弱势粒灌浆及产量的影响

为给旱地小麦高产栽培中合理施氮提供依据,在盆栽条件下,以两个旱地小麦品种长武134和长旱58为材料,研究了施氮量对旱地小麦强势粒和弱势粒灌浆特性和产量的影响。结果表明,两个品种的产量、穗粒数和穗粒重均随施氮量的提高呈增加趋势,但千粒重受施氮量影响较小。强势粒的灌浆速率在整个灌浆过程中均明显高于弱势粒。随施氮量的增加,强、弱势粒的灌浆速率都呈现先升后降的趋势。强势粒粒重与平均灌浆速率和总灌浆时间呈正相关,而弱势粒粒重与最大灌浆速率持续时间和各阶段灌浆持续时间呈正相关。     

不同氮肥水平下结实期灌溉方式对水稻弱势粒灌浆及产量的影响

【目的】旨在阐明氮肥和灌溉方式对水稻产量、籽粒灌浆及生理特性的影响。【方法】以大穗型品种甬优2640和中穗型品种淮稻5号为供试材料进行盆钵试验,大田育秧移栽后设置3种氮肥水平,即0 N(不施氮)、MN(2 g N/盆)、HN(4 g N/盆);抽穗至成熟期设置3种灌溉方式,即CI(保持水层灌溉)、WMD(轻干湿交替灌溉,土壤水势-15 k Pa时复水)、WSD(重干湿交替灌溉,土壤水势-30 k Pa时复水)。【结果】在CI下,两个品种产量均以MN水平最高;WMD处理下,两个品种产量均以HN水平最高,但与MN下差异不显著,WSD处理下两个品种产量均以HN最高;而在籽粒灌浆上,两个品种强势粒的灌浆速率和最终粒重在各个水氮处理间无显著差异,弱势粒的灌浆速率和最终粒重在良好水势条件CI和轻度水分胁迫WMD下,分别在0 N和MN水平下表现较优;但在重度水分胁迫WSD下,0N水平表现最低,HN最高,但与MN差异不显著。以上都表明产量与弱势粒的灌浆在水氮间存在着明显的交互作用。在品种间,大穗型籼粳杂交稻甬优2640弱势粒灌浆速率及粒重都低于中穗型常规粳稻淮稻5号,其产量优势主要源自较高的每穗粒数。最后,WMD+MN处理下有较高的氮肥利用率,较少的施氮量获得较高的产量,达到节水节氮增产的效果,其次也增加了根系生理活性和叶片光合性能,非结构性碳水化合物(NSC)转运率,促进了地上部的生长发育,同时也加强了物质运转,促进了灌浆中后期弱势粒籽粒的充实,最终达到产量增加的目的,成为本研究最佳水氮运筹方式。     

不同氮肥水平下结实期灌溉方式对水稻弱势粒灌浆及产量的影响

【目的】旨在阐明氮肥和灌溉方式对水稻产量、籽粒灌浆及生理特性的影响。     

基于不同栽培模式的小麦强、弱势粒灌浆特性研究

为了解栽培措施对小麦强、弱势粒粒重和品质的调控作用在不同蘖位间的表现,以弱筋小麦品种扬麦22为材料,采用传统生产（TPP）、现有生产（CPP）和潜在推广（PEP）三个栽培模式分别建立小麦群体,对小麦主茎强势粒（MS）和弱势粒（MI）、第一分蘖强势粒（TS）和弱势粒（TI）进行连续取样分析,研究了小麦不同粒位间籽粒灌浆特性、蛋白质含量和产量的差异及栽培模式的影响。结果表明,强势粒的最大粒重、成熟期蛋白质含量和产量较弱势粒分别高9.3~12.4 mg·grain^-1、0.9~1.1个百分点和1.4~1.8 mg·grain^-1。与TS相比,MS的最大粒重提高2.2 mg·grain^-1,蛋白质含量降低0.8个百分点,但MI与TI间两个指标差异均不显著。MS灌浆快、启动早、速率高,而TS需要更长的灌浆时间来实现较高的粒重。相比分蘖,主茎强、弱势粒间粒重和蛋白质含量差异大,受栽培模式影响较大。不同粒位的最大粒重与最高灌浆速率和平均灌浆速率均呈显著线性正相关。小麦群体平均粒重、籽粒蛋白质产量与强、弱势粒最大粒重、蛋白质产量均一致表现为PEP模式高于CPP和TPP模式;但籽粒平均蛋白质含量与强、弱势粒蛋白质含量在不同模式间表现趋势不一致。因此,通过栽培措施合理规划小麦穗群结构,有助于构建高产和优质协同群体。     

植物激素对水稻籽粒灌浆、粒质量与品质的调控作用研究进展

植物激素是植物生长发育的重要调节物质,对水稻籽粒灌浆、粒质量和品质形成具有重要调控作用。本文介绍了水稻籽粒灌浆增重特性及其与稻米品质的关系,重点综述了水稻籽粒中不同植物激素含量的变化特点及其对籽粒灌浆、粒质量和品质的调控作用及其机理的研究进展,并提出了研究存在问题及今后方向,旨在为水稻优质高产的遗传改良和栽培调控提供理论依据。     

亚种间杂交水稻协优413开花灌浆特性的比较研究

 以盆栽试验对亚种间杂交水稻协优413、其父本中413和籼型杂交水稻汕优10号的开花灌浆特性进行了比较研究。结果表明中413单穗籽粒总干物重最高，协优413次之，汕优10号最低，分别为4652.5、4173.9和3194.4 mg，结实率中413和协优413相近，分别为80.8%和83.9%，显著高于汕优10号的70.5%。单穗产量的差异与组合(恢复系)的开花灌浆特性有关，即与单穗颖花开花集中程度和强弱势粒灌浆结实的差异程度有关。对于供试的3个品种(或组合)而言，颖花开花越集中，强弱势粒灌浆结实差异越小，产量越高。还对单穗颖花开花历时作为今后亚种间杂交水稻的育种目标进行了讨论。     

Changes in Enzyme Activities Involved in Starch Synthesis and Hormone Concentrations in Superior and Inferior Spikelets and Their Association with Grain Filling of Super Rice

The changes in activities of key enzymes involved in sucrose-to-starch conversion and concentrations of hormones in superior and inferior spikelets of super rice were investigated and their association with grain filling was analyzed.Four super rice cultivars,Liangyoupeijiu,IIyou 084,Huaidao 9 and Wujing 15,and two high-yielding and elite check cultivars,Shanyou 63 and Yangfujing 8,were used.The activities of sucrose synthase (SuSase),adenosine diphosphoglucose pyrophosphorylase (AGPase),starch synthase (StSase) and starch branching enzyme (SBE),and the concentrations of zeatin + zeatin riboside (Z + ZR),indole-3-acetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA) in superior and inferior spikelets were determined during the grain filling period and their relationships with grain filling rate were analyzed.Maximum grain filling rate,the time reaching the maximum grain-filling rate,mean grain filling rate and brown rice weight for superior spikelets showed a slight difference between the super and check rice cultivars,but were significantly lower in the super rice than in the check rice for inferior spikelets.Changes of enzyme activities and hormone concentrations in grains exhibited single peak curves during the grain filling period.The peak values and the mean activities of SuSase,AGPase,StSase and SBE were lower in inferior spikelets than in superior ones,as well as the peak values and the mean concentrations of Z + ZR and IAA.However,the peak value and the mean concentration of ABA were significantly higher in inferior spikelets than in superior ones and greater in the super rice than in the check rice.The grain filling rate was positively and significantly correlated with the activities of SuSase,AGPase and StSase and the concentrations of Z + ZR and IAA.The results suggested that the low activities of SuSase,AGPase and StSase and the low concentrations of Z + ZR and IAA might be important physiological reasons for the slow grain filling rate and light grain weight of inferior spikelets in super rice.     

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。     

麦秸还田与氮肥运筹对超级稻强弱势粒粒重与品质的影响

 以两个超级稻品种（籼稻扬两优6号和粳稻南粳45）为材料,设置麦秸还田和氮肥运筹两种处理方式,研究其对籽粒粒重与主要米质的影响。结果表明,两处理的影响程度在品种类型与不同粒位间（强、弱势粒）存在差异。与麦秸不还田相比,麦秸还田提高籽粒千粒重、粗蛋白含量和崩解值,降低了整精米率、垩白度、直链淀粉含量和消减值;与m基蘖肥∶m穗粒肥=5∶5处理相比,m基蘖肥∶m穗粒肥=7∶3处理增加了千粒重、垩白度、直链淀粉含量、崩解值,降低了整精米率、粗蛋白含量和消减值。两处理对弱势籽粒千粒重、整精米率、垩白度等的调控作用显著大于强势粒;对千粒重、整精米率、粗蛋白含量等的影响,麦秸还田与氮肥运筹之间存在互作效应;麦秸还田方式下,氮肥比例控制在5.5∶4.5或6∶4左右,可以较好地协调粒重与米质。